海上稠油油田多元热流体吞吐增产机理研究与实践

多元热流体为蒸汽、氮气、二氧化碳的高温高压混合气体,具有降低稠油黏度、提高地层压力、改善油藏剖面、提高稠油油藏开发效果等作用。多元热流体吞吐技术在海上稠油高效开发中应用广泛,随吞吐轮次增加,对多元热流体吞吐机理缺乏认知,开采效果降低。为有效提升稠油油田的开采效果,采用油藏模拟分析和多元热流体吞吐及驱替室内试验方法,探究了不同多元热流体组分对增产的贡献,进一步明晰多元热流体吞吐增产机理,为多元热流体热采方案优化设计和吞吐后开发调整提供理论指导和有效措施。试验结果表明:海上油田通过多元热流体热采示范应用,油田日产油由热采前218m^(3)·d^(-1)升至最高641m^(3)·d^(-1),增幅195%,热采效果明显。

多元热流体吞吐开发稠油乳状液稳定性机理

稠油在全球能源格局中占据重要地位,在满足全球不断增长的能源需求方面发挥着重要作用。多元热流体(超临界蒸气、CO_(2)和N_(2))吞吐开发技术能够克服传统蒸气驱能耗高、热利用率低、效果差的问题,已成为提高稠油采收率的前景技术。然而,稠油中的表面活性物质及多元热流体的复杂组分会导致多元热流体吞吐过程中形成稳定且复杂的乳状液,为后续稠油破乳工作带来了巨大挑战。首先通过分析稠油族组分含量、沥青质微观形貌及官能团特性,明确了稠油基本物性。随后,基于含水率、乳状液粒径尺寸分布等参数,探讨了多元热流体吞吐开发稠油乳状液稳定性,并利用扫描电镜和红外光谱技术揭示了乳状液稳定性机制。最终,研究了聚醚型破乳剂对稠油乳状液的脱水效果。为针对多元热流体吞吐技术的高效破乳剂研发提供了理论指导。

稠油油藏水平井多元热流体吞吐高效开采技术

水平井多元热流体吞吐高效开采技术是一项综合利用水平井、二氧化碳、氮气和蒸汽进行稠油开发的提高采收率新技术。根据稠油油藏的特点,对其进行了水平井多元热流体吞吐实验及数值模拟研究,揭示了其提高采收率机理。与常规蒸汽吞吐相比,水平井多元热流体吞吐高效开采技术具有3大优势:水平井可以提高注入能力与生产能力,且吞吐有效期长;二氧化碳能有效降低稠油粘度和残余油饱和度,提高驱油效率;氮气可以扩大注入蒸汽波及范围,降低注入蒸汽热损失。现场应用证实,该技术可有效提高蒸汽的利用效率,降低注入压力,提高油井产能,延长吞吐有效期,能够大幅度提高海上稠油产量。

稠油油藏多元热流体吞吐影响因素分析

渤海海上稠油油田水平井多元热流体吞吐试验成功。通过对多元热流体增产机理的分析,建立数值模拟机理模型。用正交数值试验方法,定性定量地给出了不同油藏地质参数和注采参数对吞吐效果的影响程度及敏感性。分析表明,地层含油饱和度、原油黏度、多元热流体注入温度及注入量对吞吐效果影响显著。为现场多元热流体吞吐效果预测及现场实施方案制定提供一定指导。

多元热流体吞吐水平井热参数和加热半径计算

多元热流体吞吐已成为海上稠油的主要热采方式。为优化注入参数,对水平井井筒沿程热力参数和加热半径进行预测。考虑井筒流动与油层渗流的耦合,建立水平段井筒中多元热流体流动和换热的数学模型。计算多元热流体水平段沿程压力、干度和加热半径分布,分析气体含量、注入速度等因素的影响。结果表明:在注入过程中,水平段沿程压力和蒸汽干度逐渐下降,加热半径呈先下降后上升的'U'型变化;保持其他条件不变,适当降低非凝结气体含量、增大注入流量,有助于扩大加热范围。

特稠油油藏多元热流体吞吐技术研究与应用

目前辽河油田洼38块沙三段油层已进入蒸汽吞吐末期,周期油汽比接近经济开采极限,油井普遍低产低效。针对该问题,结合现场设备适应性,应用数值模拟及油藏工程方法对多元热流体吞吐注采参数进行研究。研究表明,洼38块沙三段油层多元热流体吞吐合理注采参数为:天然气注气强度为1 800~2 100 m^3/m,空气注气强度为18 000~21 000 m^3/m,注水强度为26. 3~35. 7 t/m;天然气注气速度为1 400~1 600 m^3/d,空气注气速度为14 000~16 000 m^3/d,注水速度为20~25 t/d;焖井时间为6~8 d,蒸汽过热度为8~9℃;先注入蒸汽再注入多元热流体效果较好。洼38块沙三段油层多元热体试验井取得较好的试验效果,平均单井日产油量为前一周期蒸汽吞吐的2倍,含水率由蒸汽吞吐阶段的95%下降至80%左右。该研究为稠油油藏蒸汽吞吐后期改善开发效果提供了技术参考。

海上稠油油藏多元热流体吞吐开采技术优化研究

针对我国渤海A油田稠油油藏原油粘度高、冷采效果差的问题,在分析多元热流体吞吐开采机理的基础上,开展了多元热流体吞吐数值模拟研究,对多元热流体吞吐参数进行了优化,并针对该油田进行开发井网部署,制定多元热流体吞吐整体开发方案,预测开发效果。现场先导试验表明:对稠油油藏进行多元热流体吞吐开发,可以有效提高油井产能,改善开发效果,对海上稠油油藏开发模式的转变具有重要的指导意义。

渤海稠油油田多元热流体吞吐数值模拟研究

渤海Q油田稠油油藏原油粘度高,采用常规注水开发方式难以使储量得到有效动用,为此引入多元热流体吞吐技术来改善开发效果.运用数值模拟方法对多元热流体吞吐的注入参数进行优化设计,得到合理注入参数分别为：注入温度240℃,注入速度210 m3/d,周期注入量4 200 m3,焖井时间3～5 d.并对该油藏的整体开发效果进行了预测,研究结果表明,与常规水驱相比,在相同开发年限内,应用多元热流体吞吐技术可使油田的采收率得到明显提高.

海上稠油多元热流体吞吐各组分增产优化设计研究

针对渤海稠油油藏特点,通过物理模拟实验分析多元热流体各组分蒸汽、CO2及N2对地层及原油的影响。根据实验数据观察各组分的增产效果,蒸汽加热降黏可使稠油采油指数提高1.5~10倍,饱和CO2可使稠油黏度降低50%~90%,N2增能保压作用明显。运用数值模拟手段,对比多元热流体不同组成比例对热采吞吐效果的影响,以及不同温度下各组分对增产效果的贡献。随着多元热流体注入温度的升高以及气体组成中CO2比例的增加,热采效果更佳。多元热流体热采技术在渤海稠油油田的单井吞吐试验成功,表明该技术可以作为海上稠油油藏挖潜增效主力措施之一。

渤海稠油多元热流体吞吐技术研究

针对海上稠油开发生产实际,中海油天津分公司自2008年始至2013年底探索和试验了多元热流体吞吐技术,矿场试验16井次,已取得了明显的增产效果。通过对渤海稠油物性、多元热流体采油机理、注采参数优化、热采工艺及矿场数据的研究与分析,总结了渤海稠油多元热流体吞吐技术试验取得的阶段性成果,该技术的成功应用为渤海稠油高效、经济开发开辟了一种新模式,对整个渤海油田上产、稳产具有重要作用,对渤海稠油储量的解放具有战略意义。

多元热流体吞吐气体波及半径计算方法

针对水平井多元热流体吞吐过程中存在产出气量较大的问题,利用数值模拟方法分析了多元热流体中气体在地层中的分布特征。根据其分布特征提出气体波及半径的概念,定量表征气体在地层中的波及体积,并分析了不同油藏条件和注采参数对气体波及半径的影响。结果表明,随着注入强度和大孔道渗透率的增加,气体波及半径增大;随着油藏厚度增加,气体波及半径减小。在此基础上,回归建立了气体波及半径与注入强度、油层厚度和渗透率参数间的数学模型,该模型对多元热流体吞吐过程中气窜分析具有指导意义。

多元热流体吞吐井间气窜程度表征与预测研究

针对水平井间进行多元热流体多轮次吞吐时出现的井间气窜影响多轮次吞吐开发效果的问题,文中提出使用井间窜流系数定量表征气窜程度的大小。对气窜影响因素进行敏感性分析,认为渗透率、油层厚度、井间高渗条带对窜流系数影响较大。利用数值模拟及回归分析方法,建立了主要影响因素相关的窜流系数预测回归模型;用注入强度和注采压差进行校正,定量预测了井间气窜程度,窜流系数越大,越容易发生气窜。将窜流程度级别分为弱、中、强、严重,预测气窜程度结果与实际注热吞吐后的气窜情况相同,为后续抑制井间气窜、提高开采效果提供参考。

渤海油田稠油多元热流体吞吐井间气窜规律研究

井间气窜现象会对稠油多元热流体吞吐井开发产生不利影响。为了减少气窜现象、改善热采开发效果,运用数值模拟技术,分析观察平面及纵向非均质性、渗透率、韵律性、注入速度等因素与多元热流体吞吐井间气窜规律的关联。通过气体窜流系数来定量表征窜流程度,并据敏感性分析结果提出降低气窜发生概率的治理措施。

海上稠油油藏多元热流体吞吐生产特征分析

渤海N油田稠油油藏原油粘度高,采用常规注水方式难以使储量得到有效动用,为此开展了多元热流体吞吐试验改善开发效果,现场试验表明增产效果明显,本文采用油藏工程方法开展了多元热流体吞吐试验井周期间生产特征分析,探讨了注入特征、油井产能、含水、温度和压力方面的生产特征,对多元热流体吞吐技术的推广具有积极指导意义。

海上稠油油藏多元热流体吞吐后转火驱开发研究

针对NB35-2油田多元热流体吞吐部分井日产油量降低、回采水率及回采气率升高、井底流压较低的现象,从生产井生产特征出发,将低效井作为转火驱开发研究对象,分析低效原因。利用油藏数值模拟方法,建立考虑多组分转化关系的火驱数学模型,充分利用现有井网条件,以提高火驱单井产能及累计产油量为出发点,优选适合海上稠油火驱的井网类型及驱替模式,论证大井距火驱开发的可行性,并对注采参数进行优化。结果表明,3口不同类型低效井转驱后累计增油13.1×10^4m^3,且边部储量得到有效动用,边部转驱单井累计产油达到12.4×10^4m^3,开发具有一定经济性,满足海上稠油热采少井、高产开发要求。研究结果可对海上稠油油藏开发方式转换提供借鉴意义。

小洼油田中—深层特稠油多元热流体吞吐技术研究与应用

多元热流体吞吐技术在海上油藏已有较大范围应用,但在陆上中-深层特稠油油藏中还缺乏经验,应用较少。以辽河小洼稠油油藏为例,运用数值模拟方法建立典型地质模型,对陆上中-深层特稠油油藏多元热流体吞吐技术进行研究。建立多元热流体吞吐选井依据,对措施注入参数进行优化。结果显示,注入温度控制在355℃以下,干度控制为0. 4,提高气体组分中CO2含量,控制注入速度为5 t/h,周期累计注入量为1 000 t,气汽比为600 m3/t,焖井时间为3~5 d时,对油藏有显著的提温增压效果。多元热流体技术在辽河小洼稠油油藏应用后单井增油明显,可为同类油藏改善开发效果提供借鉴。

南堡油田注多元热流体吞吐水平井加热效果评价

以南堡35-2油田稠油油藏为研究对象,针对多元热流体吞吐水平井加热半径沿程分布计算问题,通过两相渗流理论,利用保角变换方法,建立了加热半径沿程分布计算模型。研究了水平段井筒温度、加热半径沿程分布规律和不同注汽参数对加热效果的影响。研究表明,井筒温度和加热半径沿程分布呈"U"型;利用渗流力学方法计算的加热半径较油藏工程方法计算结果更符合实际。B31H井注汽参数优化表明,加热半径随非凝结气含量增加先增加后降低;随注汽速度增加基本不变;随周期注汽量增加先迅速增加后增加缓慢。该模型对准确评价注汽后加热效果及后期预测产能具有重要意义。

多元热流体吞吐注入参数优化

近年来,中国海上油田采用多元热流体吞吐进行稠油开发,取得了显著的开发效果。基于此,通过对多元热流体增产机理的分析,采用数值模拟方法,模拟各注采因素对周期产油量的影响,定性定量地给出不同注采参数对吞吐效果的影响程度,确定最佳的注入温度、焖井时间和周期注入量,为现场多元热流体吞吐效果预测和现场实施方案制定提供一定的指导。

弱凝胶驱辅助多元热流体吞吐数值模拟研究

针对常规模型难以描述弱凝胶驱辅助多元热流体吞吐的问题,基于聚合物和凝胶非等温实验,综合考虑温度对聚合物凝胶吸附、黏度、水相渗透率等因素的影响以及顶底盖层热损失,开展了南堡35-2油田弱凝胶驱辅助多元热流体吞吐数值模拟研究。通过正交设计方法,以综合评价指标最大为目标,优化设计B6井组先导试验方案。油井实施后,周期生产时间延长17.2%,周期产油量增加24.4%,预测采收率提高7.3%。该开发方式对于合理开发海上稠油储量具有重要意义。

渤海油田多元热流体吞吐技术的现场试验

海上稠油油田的开发受平台空间、注热设备、井口设备、井筒隔热工艺、防砂工艺、热采成本高等的限制,因而海上稠油开发更具有挑战性。主要介绍了渤海油田多元热流体吞吐技术的现场试验,包括多元热流体发生系统验证、隔热管柱验证、防砂筛管验证等,并在南堡35-2油田现场试验中对注热设备及配套工艺技术进行了验证与优化,取得了显著效果,为海上稠油规模化开发奠定了基础。