鱼骨型分支井SAGD分支形态优化及采出程度变化规律

风城油田低物性段普遍发育,储层非均质性严重。鱼骨型分支井SAGD通过分支深入储集层可改善常规SAGD蒸汽腔扩展受限的问题。为了达到最佳开采效果,有必要对鱼骨型分支井SAGD的分支形态进行优化,并掌握影响采出程度变化的规律。为此,利用油藏数值模拟及正交实验设计的手段,确定分支参数对提高采出程度具有敏感性,并优化分支参数,分析不同储层物性下分支参数对采出程度的影响规律。将研究成果应用于风城油田,该研究区块的最佳井型部署方案为:分支长度为120 m、分支数量为4条、分支角度为75°、分支异侧为非对称分布、分支间距为100 m。通过研究可知,各分支参数的影响权重以储层渗透率2.0 D为明显的分界点:当储层渗透率小于2.0 D时,主要影响因素为分支长度、分支数量;储层渗透率为2.0 D时,分支角度、分支间距的作用开始变强。研究成果对风城油田SAGD驱进一步提高采收率具有重要的指导意义。

单水平井SAGD开发效果分析及工艺参数优化

单水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术有望提高薄层特稠油油藏开发效果,但开发效果受储层特性、工艺参数等影响大。采用CMG软件进行薄层特稠油油藏单水平井SAGD开发的数值模拟研究,明确油藏特性对单水平井SAGD开发效果的影响规律,并以哈浅22块油藏参数为基础,优化吞吐预热轮次、SAGD射孔注汽长度、注汽速度等工艺参数。结果表明:单水平井SAGD可实现薄层特稠油油藏的有效开发,最终采收率达21%,但开采油汽比仅约为0.082;在渗透率不小于2530×10^(-3)μm^(2),孔隙度不小于30.3%,含油饱和度不小于65%时,单水平井SAGD能达到较好的应用效果;优选最佳的单水平井SAGD蒸汽吞吐预热轮次为8次,趾端注汽长度为100 m,注汽速度为100 m^(3)/d。

稠油油藏SAGD开发后腔体储氢潜力数值模拟

氢气作为一种清洁能源有望替代化石燃料成为主要能源载体,地下储氢是实现氢气大容量长期存储的有效途径,是近年来新兴研究领域。为此,在目前盐穴、枯竭油气藏及含水层3种传统地下储氢地质体外,探索了一种新的储氢方法,即利用稠油油藏蒸汽辅助重力泄油(SAGD)后形成的腔体进行储氢。首先对比了稠油油藏SAGD开发后储层储氢与常规地层储氢的优缺点,进而采用数值模拟方法对其建立地下储氢库的可能性进行论证,最后明确了不同注采方案的氢气储量及回收率,揭示了储层注采氢气阶段氢气与地层原有气体的流动特征。研究结果表明:①相较于常规枯竭油气藏储氢库,利用稠油油藏SAGD开发后的枯竭腔储氢具有储气量大、氢—油过渡带导致的氢损更低、无需注入或仅需注入少量的垫气、可降低氢脆风险、可提前监测闭圈盖层稳定性及气体密封性等优点;②典型单井组SAGD开发后的枯竭腔可储存约490 t氢气,回收率约为90%,且随着注采周期增多,采出的氢气纯度越高,第4个采氢周期后氢气采出纯度高达99%;③氢气存储方式的差异会导致甲烷在枯竭腔中的聚集位置发生变化,长期存储方式在氢气注入结束后,甲烷主要聚集在枯竭腔的底部,而短期存储方式下甲烷只会被氢气挤压到枯竭腔顶部的左右两侧,导致产氢过程中甲烷的产出规律不同。结论认为,利用稠油油藏SAGD开发后的储层进行高纯氢气的储存在储氢量、氢气回采纯度和建库成本方面都具有显著优势,是一种解决大规模储氢的高经济效益储氢技术,该研究成果能够为中国地下储氢技术的选址和建设运行提供指导和参考。

油砂SAGD开发剩余油类型及挖潜方式实验研究

为了明确SAGD(蒸汽辅助重力泄油)开发的剩余油分布规律及挖潜方法,通过机理分析将SAGD开发时的剩余油划分为重力滞留型、夹层阻挡型和隔层隔档型;采用3组两两对照室内三维物理实验,模拟了3种情况下的基础井网SAGD开发和加密井网的开发效果,使用增量分析法明确了求取不同类型剩余油的关键参数。研究结果表明,可通过常规的井间单支加密采油井开发重力滞留型剩余油,通过夹层上部加密注气井驱泄复合的形式挖潜夹层阻挡型剩余油,通过隔层上部单支采油井蒸汽吞吐方式开发隔层隔档型剩余油;理想状况下常规SAGD的蒸汽腔极限扩展角度约为12°,蒸汽绕过夹层向上扩展的极限动用角度为18.5°,通过单支水平采油井挖潜时,隔层上部可动油储量采收率为44.7%。研究结果对SAGD开发油砂油藏生产中后期调整挖潜定量决策具有积极意义。

新疆油田首创国内SAGD井下电加热技术

截至2024年1月11日,新疆风城油田重18井区FHW3120井组在采用SAGD井下大功率电加热启动技术后,阶段油汽比提高20倍,能耗降低90%,投入产出比达1:2.6,标志着稠油开采“以电代汽”取得新突破。这个井组是我国第一个采用SAGD井下大功率电加热启动技术开采稠油的井组。这项技术是稠油原位电加热开采技术的一种。

超稠油油藏直井辅助双水平井SAGD参数优化

针对超稠油油藏SAGD开发中蒸汽腔发育不均衡、横向扩展缓慢和汽窜等问题,在SAGD基础上采取了多井型组合、多介质辅助及多措施方式等方法进行开发增效,其中,直井辅助SAGD可以明显改善蒸汽腔发育,提高采油速度且所需费用较少,可操作性较强。目前,直井辅助SAGD技术的关键参数尚无系统性的论证。为了达到最优生产效果,通过数值模拟对风城油田超稠油典型井区Z01井区直井辅助时机、考虑隔夹层时射孔参数、直井吞吐预热阶段的注采参数、直井转汽驱辅助阶段的注采参数进行了优化研究。研究结果表明,直井辅助双水平井SAGD措施能有效地提高水平井动用程度和采油速度,改善开发效果,参数优化后的方案切实有效。该研究为超稠油油藏直井辅助SAGD高效开发提供了重要技术支撑。

基于非稳态热传导的SAGD开发指标预测模型

根据传热学和热采理论,利用程序设计的方法,对考虑边界效应的SAGD(蒸汽辅助重力泄油)非稳态热传导模型和开发关键指标解析解及开发指标的快速预测进行了研究。研究结果表明:(1)现有的非稳态热传导模型对传热外边界的温度假设存在局限性,根据能量守恒原理修正传热外边界条件,建立传热深度与累积传热量的解析关系,可定量计算上覆和下伏地层的热损失;(2)在巴特勒经典SAGD产量模型基础上,推导的蒸汽腔上升及横向扩展阶段和下压阶段的产水量、油汽比和蒸汽热利用率等解析模型,可实现SAGD特定开发阶段或全生命周期开发关键指标的快速预测;(3)通过与实际指标对比,井组生产6.4 a预测油汽比和含水率的符合率均在95%以上,证实了解析模型和程序设计的可靠性;(4)根据准噶尔盆地风城油田重32井区油藏参数,预测分析的不同油层厚度条件下SAGD蒸汽热利用率和关键开发指标表明,蒸汽热利用率大于35%、油汽比大于0.15对应油层厚度应大于12 m。

SAGD采油站伴生气顶自压输油技术研究与试验

SAGD采油站至联合站间输油一般均采用泵输工艺,存在能耗高、损耗大、安全隐患多等问题。当SAGD开发进入汽腔拓展阶段后,伴生气量大且能保持稳定,为开展自压输油提供了可能。为此,开展了SAGD采油站自压输油技术研究。利用SAGD采油站缓冲罐气顶压力高且较为稳定这一优势,优化原有的集输流程,成功实现无外输动力条件下的自压输油。该技术具有成本低、收益高、减员增效等经济效益和社会效益。该技术在SAGD开发的汽腔拓展、稳定泄油及汽腔下降初期3个阶段均能实现平稳运行,可为SAGD开发技术的推广应用提供技术支持。

浓缩SAGD污水室内防垢实验

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)工艺采出液具有温度高、含盐量高、硬度大等特性,机械蒸汽压缩污水处理工艺可以有效浓缩SAGD污水,但污水中的Ca^(2+)、Mg^(2+)等阳离子以及HCO3-等阴离子会留存在浓缩液中,导致系统结垢。通过对进入机械蒸汽压缩系统的原水进行结垢趋势预测室内实验,分析原水及加入NaOH处理后的原水的性质,针对处理后的原水筛选出合适的阻垢剂并确定最佳加入量。实验结果表明,原水和加入5%NaOH处理后的原水均是结垢水质,pH=9情况下静置24h后仍是结垢水质,pH=10情况下静置1h后是结垢水质,pH=11.5情况下静置1h后就不是结垢水质。阻垢剂A和阻垢剂C对浓缩SAGD污水有明显的除垢效果,阻垢剂的适宜加入量为40mg/L。在温度为75℃条件下,pH=9、pH=10、pH=11.5污水的阻垢率分别为60.0%~80.0%、56.0%~72.0%、53.0%~70.0%。

多元介质辅助SAGD驱注采参数优化模拟研究

针对蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)驱注采工艺实施过程中临工艺参数优化设计方法不完善的问题,采用Petrol软件建模,建立了多元介质辅助条件下的SAGD三维驱替分析模型。该模型综合考虑了地层特性、水平井特性和注采介质特性的影响,利用统计学分析方法,优化得到了最优驱替介质组合为N_2和C_(10)H_(22),最佳配比为1.5∶8.5,最佳注入速度为250 m^(3)/d,最佳注入温度为240℃,最佳注采比为0.8。

强非均质超稠油SAGD储集层升级扩容数值模拟

新疆风城油田超稠油油藏储集层属陆相辫状河沉积,非均质性强,SAGD井组存在循环预热周期长、蒸汽腔发育不均等问题。前期储集层扩容试验能够显著提高蒸汽注入能力,缩短预热时间,但缺乏储集层扩容的全流程岩石力学耦合分析,不利于SAGD储集层升级扩容施工参数优化设计。基于岩石三轴压缩等室内实验,获取强非均质储集层岩石力学参数,建立耦合岩石力学的双水平井SAGD扩容热采数值模型,开展储集层升级扩容影响因素分析。通过对强非均质储集层开展分级分段扩容模拟,明确储集层升级扩容应包括井筒孔压预处理阶段、注汽井及分支应力扩容阶段、注汽井及分支大体积扩容阶段、注汽井与生产井井间连通阶段和注汽井上方大体积扩容阶段5个主要阶段,形成鱼骨井分段扩容等针对强非均质储集层的升级扩容策略。实践表明,储集层升级扩容技术适用于强非均质储集层,可使启动时间缩短50%,采油速度提高20%,可为强非均质储集层SAGD升级扩容施工参数优化提供借鉴。

油砂多分支水平井SAGD开发规律数值模拟研究及现场开发效果评价

储层非均质性对应用蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)的井对开发效果影响很大,在复杂的储层条件下难以确保蒸汽腔的均匀发育,单井对开发效果受限。针对加拿大麦凯河区块油砂项目SAGD开发过程中存在的储层非均质性强、地质条件复杂、泥披层遮挡导致的蒸汽腔发育受阻、发育不均匀,从而造成单井峰值产量降低、采收率降低的问题,提出了不同井型上倾多分支井技术,采用数值模拟和现场动态分析方法,探索了蒸汽腔穿过泥披层发育、加热后冷凝油穿过泥披层遮挡进入生产井井筒的方法,准确认识了不同井型多分支井的蒸汽腔发育情况并评价了其开发效果。通过构建机理模型,设计了4种注汽井与生产井组合方案,采用现场实际操作参数进行模拟,对生产动态、剩余油分布、蒸汽腔发育、水平段动用等情况进行了分析,总结出多分支水平井在复杂储层条件下的生产规律;通过对现场投产井开展生产动态分析,评价了多分支井SAGD开发效果,对比了不同井型开发效果差异。结果显示:采用多分支井设计可明显增加有效进尺,促成了注汽和泄油的优势通道,提高井对注汽能力,增大蒸汽腔的波及体积,井对峰值日产油水平提高,在一定程度上解决了泥披层的遮挡问题;在实际现场生产中,多分支生产井可提高生产井水平段动用程度,提高单井开发效果,但在一定程度上会加剧井间干扰与调控难度,导致储层下部剩余油增加。

SAGD中后期多介质强化提高开发效果技术

针对双水平井SAGD开发中后期普遍存在的地层能量不足,泄油能力、油汽比低和热损失严重等问题,提出多介质强化提高开发效果技术,采用室内实验和数值模拟相结合方法,揭示关键机理并对主要注入参数进行优化。结果表明,SAGD开发中后期注入多介质后,具有双重降黏、改善汽腔发育形态、提高重力泄油能力、减少热损失和节约蒸汽等作用。溶剂在汽腔扩展至油藏顶部时注入更易发挥其溶解降黏作用,汽腔横向扩展结束时停注溶剂可提高其回收率;非凝析气甲烷的注入时机、注入方式和注入量对油汽比有重要影响。与纯蒸汽SAGD相比,多介质强化SAGD日均产油量提高3.9 t/d,油汽比提高0.093,日注汽量下降6.7 t/d,实施3个月投入产出比达1∶4。

井中微地震逆时干涉震源定位在风城重油油田SAGD快速预热中的应用

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)快速预热技术利用短时间的注入高压蒸汽在生产井和注入井之间形成一个高孔隙度和高渗透率的扩容蒸汽腔,其几何形态与扩展规律可由微地震技术进行监测和描述。笔者选取风城重油油田的一组SAGD快速预热注入与生产井组进行井下微地震监测,采用三维弹性波逆时干涉震源定位算法获取弱微地震事件的空间分布,定量计算高温蒸汽注入期间形成蒸汽腔体的长度、宽度、高度、方位和扩容体积,对蒸汽腔体几何形态和震级能量分布的动态变化进行分析,探讨蒸汽腔前缘在深度上针对非均质性夹层的延伸趋势与形态。研究结果表明,注入井与生产井之间已经联通,且扩容区域已部分延伸至油层底界面。此外,注入井上方储层产生了较多的微地震事件,表明本次施工已击破注入井上方的非均质物性夹层,完成了注入井上方储层改造的任务。

油砂SAGD采出液破乳药剂优选研究

采用一口注蒸汽与一口采油配合的双水平井热采技术SAGD开采稠油,产量得到大幅提高,但热采稠油与水的乳化液较为稳定,需要使用高效破乳剂,加快产出液处理速度。通过对多胺嵌段聚醚预脱水剂和多环酚胺树脂、聚氧乙烯和聚氧丙烯聚合物等耐高温破乳剂实验和评价,确定了最佳的预脱水剂和耐高温破乳剂药剂配方及相关工艺运行参数。现场试验证明,在预脱水剂加药量50~70mg/L、耐高温破乳剂250~350mg/L,可以对稠油SAGD采出液达到良好的处理效果。

特超稠油SAGD采出液反相分离工艺参数研究

传统的SAGD采出液掺稀处理工艺不仅对稀释剂的依赖性强,而且工程建设难度大。反相分离技术是特超稠油SAGD采出液处理的一项新技术,利用原油和采出水随着温度的变化而密度变化速率不同的特点,将采出液加热到一定温度时可以获得油水分离需要的密度差,从而实现油水分离。通过研发的高温高压稠油密度实验测定平台及研制的高温破乳剂对特超稠油SAGD采出液进行反相分离脱水实验,验证了反相分离技术的可行性,确定了特超稠油SAGD采出液反向分离技术的主要参数,可为反相分离技术的进一步应用提供依据,为相关工程的建设提供保障。

SAGD循环注汽影响规律模拟研究

预热效果是稠油蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术水平的一项关键指标。尽管SAGD的工业应用技术已经十分成熟,但现阶段不同的注汽参数对SAGD技术循环预热效果的研究仍然不够深入。通过搭建井筒内流体流动与传热模型,以新疆地区风城油田C2井区为研究对象,搭建了直井—水平井模型,并对该模型进行可靠性分析,与实测结果相对最大相对偏差为7.14%,低于CMG模拟结果的16.6%。

双水平井SAGD汽窜原因分析及对策研究

该文分析了FC油田长期应用双水平井SAGD技术。注汽井与生产井井间汽窜现象频发,导致生产现场调控难度大,影响井组蒸汽腔发育,制约开发效果。该文研究了汽窜井组静态、动态因素,确定了储层非均质性强、预热阶段压差控制不合理、转SAGD生产后sub-cool控制不合理及注采井间轨迹偏移是造成汽窜的主要因素,同时针对不同原因研究针对性对策,有效控制了汽窜井数,提高了双水井SAGD井组的开发效果,对同类油藏开发具有指导意义。

SAGD超稠油采出液处理工艺及运行参数研究

针对SAGD超稠油采出液特性,进行油水分离机理研究、油水分离药剂筛选评价以及处理工艺对比分析试验。研究证明,通过试验制备、筛选出的反相破乳剂、破乳剂,在140℃脱水条件下,反相破乳剂加药量为70mg/L、破乳剂加药量500mg/L,可使SAGD超稠油采出液原油含水脱至0.5%,达到原油交油指标要求。

夹层对SAGD开发效果影响研究

针对油藏内部夹层影响SAGD开发效果的问题,运用分类分析、正交实验设计、数值模拟等方法,确定了夹层影响SAGD开发效果的主控因素及其影响程度。研究表明:夹层影响热连通,阻碍蒸汽腔的发育,进而降低了SAGD前期到中期采油速度;夹层与注采井的相对位置关系对SAGD生产效果影响显著;无泄流通道情况下,夹层影响SAGD开发效果的主控因素是夹层沿水平井方向发育的长度或者夹层所处位置离注汽井的距离;井间夹层长度达到水平井长度40%或注汽井上方夹层在注汽井上方3 m以内,采油速度降低40%以上。可利用直井辅助注汽的方式扩大蒸汽腔发育体积,提高SAGD采油速度。研究成果对夹层发育的超稠油油藏实施SAGD开发具有指导意义。