蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开采稠油技术

本文阐述了 SAGD 技术的原理及其对地质、流体等条件的适应性。详细讨论了 SAGD 技术在布井方面的最新进展和应用现状,指出 SAGD 技术的发展趋势。

蒸汽辅助重力泄油技术在超稠油开发中的应用

对国外超稠油开发方式进行调研,利用数值模拟技术对辽河油区超稠油油藏进行了蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发可行性及油藏工程研究,确定了在杜84块馆陶组开展4个井组的直井与水平井组合SAGD试验。通过2a的现场应用,馆陶油层SAGD试验获得成功,目前处在蒸汽腔扩展阶段,井组日产油较蒸汽吞吐阶段上升了72t,预测SAGD开发可提高采收率27%。SAGD技术已成为超稠油油藏蒸汽吞吐后期的重要开发方式,可为类似油藏的开发提供依据。

蒸汽与天然气驱(SAGP)开采特征——与蒸汽辅助重力泄油(SAGD)对比分析

利用数值模拟方法及Surfer制图软件制作了蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和蒸汽与天然气驱(SAGP)两种开采方式在采油过程中不同重力泄油阶段(泄油初期、泄油高峰期、泄油末期)的温度场、剩余油饱和度场的场图,更直观、可靠地对比研究了SAGD与SAGP的蒸汽腔形成及扩展过程以及不同泄油阶段蒸汽腔形状及渗流特征,并对两种开采方式的开采效果进行了比较。研究结果表明:在SAGP开采过程中,蒸汽腔的横向扩展比SAGD快,垂向扩展较SAGD慢;在SAGD的注入蒸汽中添加非凝析气体能减少蒸汽注入量,增大热效率,提高油汽比,改善蒸汽辅助重力泄油的开发效果;实例研究表明,SAGP可减缓日产油的降幅,延长顶水超稠油油藏的开发时间,改善其开发效果。

超稠油油藏蒸汽辅助重力泄油后期注空气开采技术

利用室内实验方法研究注空气低温氧化对超稠油黏度、组分的影响程度以及低温氧化前后驱油效率的变化特点,以此为基础,利用数值模拟方法探讨蒸汽辅助重力泄油(SAGD)后期注空气开发的可行性、实施方式与实施效果。实验研究表明,对于辽河油田杜84块兴Ⅵ组直井水平井组合SAGD试验区,汽腔温度150～250℃,注空气发生低温氧化,低温氧化后原油黏度大幅升高,驱油效率急剧下降。模拟了SAGD后期3种开发方式,即蒸汽+空气低温氧化、单纯空气低温氧化和单纯空气高温燃烧,通过对比生产动态曲线、剩余油分布等发现,在SAGD后期采用注空气高温燃烧方法能够有效避免蒸汽热损失,最大程度采出剩余油,延长油藏开发时间。

快速均匀启动技术改善蒸汽辅助重力泄油预热效果

预热效果对蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开发井组的见产速度和生产效果均有直接影响，研究高效的预热方式对提高SAGD开发效果有重要意义。以现场快速均匀启动试验为例，采用数值模拟方法揭示了快速均匀启动技术的高压扩容机理，并优化了快速均匀启动操作压力。研究结果表明：通过在注采井间形成高孔隙度、高渗透率和高含水带，可以加速蒸汽与岩石之间的热对流，从而实现双水平井井间快速均匀热连通；快速均匀启动存在最佳操作压力，该压力与油藏地应力及岩石变形特征相关。进一步结合现场生产动态数据，分析了快速均匀启动技术的实施效果。分析结果表明，实施快速均匀启动井组的预热天数明显减少，预热阶段节省了蒸汽注入量，转生产后早期生产效果有显著提高，对指导稠油油藏SAGD高效开发具有重要意义。

油砂蒸汽辅助重力泄油法开采技术

针对中国油砂矿藏分布特点和油砂矿开采技术要求,通过对油砂蒸汽辅助重力泄油法(SAGD)开采技术机理及工艺过程的研究,对油砂蒸汽辅助重力泄油技术优点和产能影响因素进行了分析,其中产能影响因素主要包括油砂矿藏自身特点和工艺技术因素。通过理论分析研究,并结合国外工程实践,对影响油砂蒸汽辅助重力泄油开采产能的技术影响因素,主要包括热能利用、井对间距离和布井方式进行了研究,并建立了井对间距离及布井方式的合理模型。通过对中国油砂资源的分布范围和矿藏特点进行调研,对中国油砂的分布及开采利用现状、存在的问题、开采方式方法及前景进行了分析。研究结果表明,油砂蒸汽辅助重力泄油开采技术采收率高,能有效提高油砂产能,对中国深部地层(大于100 m)储量丰富的油砂矿开发具有较强的适应性。

蒸汽辅助重力泄油中注过热蒸汽技术研究

为了分析和评价稠油开采注过热蒸汽工艺的效果及技术条件,根据热量传热原理和流体流动理论,建立了过热蒸汽流动与传热数学模型,计算了过热蒸汽沿程的温度分布和压力分布,对比了不同流量的注汽效果。结果表明,随着地面注汽管线和井深的增加,过热蒸汽的过热度和压力明显下降。随着过热蒸汽流量的增大,沿程摩阻系数增大,出口压力降低,过热度减小,出口比焓升高,井底压力明显小于湿蒸汽压力。注过热蒸汽适于压力低、埋藏浅的油藏开发,不适于较厚的块状油层。

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)注采参数分析及优化研究

蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage,SAGD)技术自提出以来便成为了1种开发特稠油与超稠油油藏的有效手段。蒸汽辅助重力泄油过程中蒸汽腔的发育与传热决定了SAGD的开发效果,合理的注采参数可以改善SAGD蒸汽腔的发育、降低热损失。采用正交设计分析了不同注采参数对SAGD采收率与累计油汽比的影响,通过方差分析得出注汽速度、采注比对SAGD采出程度的影响最明显,SAGD的累计油汽比主要受注汽干度、注汽速度的影响。同时,结合实际SAGD开发区块,采用数值模拟依次优化了该区块双水平井SAGD的注汽速度、注汽干度、注汽温度以及采注比,得出最优值依次为300m3/d、0.7%、250℃、1.2。研究结果表明,采用双水平井SAGD开采特超稠油可以取得较高的开发效果。

蒸汽辅助重力泄油技术的研究进展及应用类型

深层及超稠油油藏具有埋藏深、原油粘度高、储层物性差及启动压差大等特点,现有的热采技术尚不能实现经济高效的开发。蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)是开采特、超稠油最有效的技术之一,近年来在加拿大已广泛应用于生产实践。根据钻井方式、到达目的层的方法、井的数量、组合方式、井在油田中的位置以及注蒸汽的方法等几个方面,国外将SAGD技术划分成几种类型,在现场实施中取得了很好的效果。

兴Ⅰ组蒸汽辅助重力泄油双水平井蒸汽腔非均匀发育调控技术研究

针对辽河油田杜84块兴Ⅰ组蒸汽辅助重力泄油双水平井蒸汽腔沿水平井长方向上欠均匀发育的问题,应用蒸汽腔发育监测资料及生产数据分析该试验区双水平井蒸汽腔发育状态,观察得出,该井区蒸汽辅助重力泄油试验井汽腔沿水平段发育均衡程度低,主要表现为水平段中前段汽腔发育较好,水平段后端未有效发育。为了改善兴Ⅰ组蒸汽辅助重力泄油试验井组汽腔非均匀发育状况以提高生产效果,分别对蒸汽辅助重力泄油双水平井注采管柱工艺、控液工艺、操作压力以及气液界面控制进行了研究。结果表明,通过改变注采点位置,在生产水平井泵下接尾管和水平段下入衬管,将操作压力控制在3.0~3.5 MPa,以及将蒸汽辅助重力泄油生产阶段的SubCool值控制范围设定为5℃~15℃可以有效地提高杜84块兴Ⅰ组蒸汽辅助重力泄油双水平井组蒸汽腔扩展的均衡性及生产效果。

储层参数对蒸汽辅助重力泄油技术开发效果的影响

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术是开采稠油和油砂的重要技术,其开发效果受储层参数的影响。采用数值模拟方法研究了垂向渗透率、储层厚度、孔隙度、含油饱和度等储层参数对SAGD技术开发效果的影响。结果表明,储层厚度、孔隙度、含油饱和度与开发效果呈正相关关系。在水平渗透率一定的情况下,垂向渗透率对开发效果的影响存在最优值。对不同储层参数进行正交试验设计的结果显示,对于油汽比、采出程度、平均日产量等因变量,储层厚度、垂向渗透率、含油饱和度及孔隙度的影响程度不同。根据正交试验分析结果对稠油油藏SAGD技术开发的适应性进行量化评价,可为前期制定开发策略提供参考。

采用蒸汽辅助重力泄油技术汽包炉的给水水质研究

为了确定适合采用蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)汽包炉的给水水质要求,利用称重法研究了高温高压条件下给水的硬度的含量对锅炉管内结垢的影响,给水中的油的含量对汽水共腾的影响,以及给水的pH值、O2和CO2含量对锅炉管内腐蚀的影响,并结合现有水质标准进行对比最终确定了给水中铁、铜含量的要求,最终确定了SAGD汽包炉给水水质要求。结果表明:预定SAGD汽包炉的运行压力为10～14 MPa时,给水中溶解氧量、铜含量以及含油量与电站锅炉的指标一致;由于无需纳入汽轮机安全运行的影响,SAGD汽包炉给水中pH值、CO2含量、铁含量以及硬度可以在电站锅炉水质指标的基础上进行适当的放宽。给水中CO2含量无要求,pH值在8.8～10,铁含量≤30μg/L,硬度≤2μmol/L,可以满足SAGD汽包炉安全稳定运行的要求。

蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）——中厚层超稠油油藏蒸汽吞吐后期主要接替方式

蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）是开发超稠油的一项前沿技术，其理论首先是由加拿大罗杰·巴特勒博士于1978年提出的，对于在地层原始条件下没有流动能力的高粘度原油，要实现注采井之间的热连通，需经历油层预热阶段。形成热连通后，注入的蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面移动，与油层中的原油发生热交换，加热的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄到下面的生产井中产出。

改善蒸汽辅助重力泄油技术研究进展

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术广泛应用于超稠油油藏开采,但在开发过程中存在汽窜严重、热利用率低等问题。通过总结目前改善SAGD开发效果的主要技术方法,如气体辅助SAGD技术、溶剂辅助SAGD技术、泡沫辅助SAGD技术、化学添加剂辅助SAGD技术,介绍了改善SAGD技术的作用机理和提高采收率效果,指出了存在的问题并提出了使用建议。应综合考虑油藏地质条件与施工条件的差异,选择不同的辅助SAGD技术使经济效益最大化。

基于时移微重力监测技术的SAGD蒸汽腔扩展规律研究

为揭示稠油油藏蒸汽辅助重力泄油(SAGD)蒸汽腔扩展规律,利用时移微重力监测技术,对新疆重油油田H井区侏罗系齐古组稠油油藏的蒸汽腔扩展规律进行研究。通过时移微重力监测获取了反映油藏剩余密度的剩余重力异常数据,利用该数据进行三维最小二乘反演,确定了蒸汽腔的纵向分布,并提出了解释蒸汽腔扩展规律与剩余重力异常关系的方法。该方法能够有效解释H井区5个井组蒸汽腔的扩展规律,把蒸汽腔的演变过程划分为上升阶段、横向扩展阶段及向下扩展阶段,并利用井温监测验证了该方法的准确性与可靠性。该方法揭示了SAGD蒸汽腔在油藏中的扩展规律,为稠油油藏的高效开发提供了技术支持,有助于优化稠油油藏的生产调控措施,也为同类型油藏开发提供了理论和实践基础。

烟气-蒸汽辅助重力泄油模拟技术

采用加拿大CMG软件公司的CMG-STARS模拟器,对烟气-蒸汽辅助重力泄油技术中烟气在蒸汽腔中的运移规律进行数值模拟。研究烟气注入后蒸汽腔的扩展速度及形态变化规律,分析含油饱和度、黏度、压力、温度的变化规律。在优化的注入参数下,对烟气-蒸汽辅助重力泄油和常规蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术的开发效果进行对比。研究结果表明:优化的蒸汽注入温度为280℃、注入速度为150 m3/d、烟气与蒸汽比为1.0。在优化的注入参数下,烟气-蒸汽辅助重力泄油比SAGD的累积采油量提高2.0 kt,采收率提高7%,油气比增加0.7%。烟气-蒸汽辅助重力泄油技术的开发效果更好。

蒸汽辅助重力泄油循环预热阶段优化控制技术

克拉玛依风城油田2009年开辟重32、重37井区两个超稠油蒸汽辅助重力泄油(SAGD)试验区,通过重32井区2012年SAGD开发区循环预热实践总结,将循环预热细分为4个阶段:井筒预热阶段、均衡提压阶段、稳压循环阶段和微压差泄油阶段,并确定各阶段关键控制节点及判断依据,据此进行实时跟踪优化调控,平均连通程度由34.3%提高至86%,大幅提高了循环预热效果,形成了蒸汽辅助重力泄油循环预热阶段优化控制技术,对以后循环预热现场实践具有指导意义。

蒸汽辅助重力泄油技术在油砂开采中的应用

中国油砂矿储量位居世界前列，如何经济有效地开发和完善配套的技术是面临的难题。对比分析了目前主要的油砂开采方式、特点，重点研究了油砂蒸汽辅助重力泄油技术的开采工艺、原理和布井方式。该技术通过在加拿大Christina Lake油田的成功应用，证明是一种有效的深部埋藏油砂油的开采技术。分析了中国油砂矿的分布范围和储层物性，针对埋深和油质特点，提出了合理的开采建议。油砂蒸汽辅助重力泄油开采技术的研究与成功应用，将促进中国油砂矿资源的开发利用。

适于蒸汽辅助重力泄油开发的网格粗化技术

风城油田超稠油油藏蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发技术已逐步完善,但油藏工程研究环节仍面临常规网格粗化后信息损失量大的问题,尤其是对井轨迹偏移考虑不充分和薄隔夹层信息丢失,导致数值模拟结果精度不高,影响现场操作政策的制定,制约着SAGD的稳产高产。依据SAGD生产影响因素筛选关键信息,分析网格粗化算法、网格边界、网格尺寸对数值模拟的影响;利用Petrel软件进行网格粗化,对粗化模型进行验证;针对关键部分的信息缺失,借助数值模拟软件CMG的局部网格加密与网格属性回归来修正粗化模型,精细还原薄夹层。以此方法建立的油藏数值模型,在保障精度的同时提升了计算速度。以模型验证为控制手段,三维控制网格与二元叠合属性回归相结合的模型粗化技术,为精细地质模型与油藏数值模拟成功接口奠定了基础。

蒸汽辅助重力泄油改善汽腔发育均匀性物理模拟

针对双水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)蒸汽腔沿水平井长方向欠均匀发育的问题,以国内某油田SAGD先导试验区为原型,设计了一套高温高压双水平井双管柱SAGD三维比例物理模型,对影响SAGD过程的重要油藏参数和操作参数进行了相似比例模化,利用高温高压物理模型进行了3组SAGD蒸汽腔发育实验。实验1:模拟现场趾端处汽腔发育迟缓,汽腔沿井长欠均匀发育的现象;实验2:在实验1的基础上采取注汽井长短管协同注汽-生产井长短管协同采油的调控策略;实验3:在实验1的基础上采取U型井SAGD调控策略。实验结果表明:两种调控策略均能使趾端附近发育缓慢的汽腔恢复发育,对于改善汽腔沿井长方向发育均匀性均有较好效果,调控后产油速率明显提高。