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。

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。

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(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(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。

稠油蒸汽辅助重力泄油开发中受效区的判识方法与应用——以辽河西部凹陷曙一区馆陶油藏为例

辽河稠油开发建设历经四次技术创新,形成了以蒸汽吞吐为主,蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)有效接替,火驱起步探索的开发格局。截止到目前,热采稠油已逾1.65亿吨,为辽河油田千万吨稳产做出重要贡献。SAGD技术作为方式转换核心技术之一,扮演着非常重要的角色。随着SAGD开发的不断深入,受效区的识别以及未受效区即剩余油潜力区的挖掘显得尤为重要。因此,以辽河西部凹陷S区馆陶油藏为例,在大量的岩心宏观特征资料、岩心化验分析资料、高密度井网资料以及开发动态监测资料等基础上,先从岩心宏观特征、微观特征、电性特征和开发动态监测特征等方面多手段定性判别受效区,再从矿物或流体的类型、成分及含量的变化等直接证据入手,建立受效区判别标准,定量识别受效区,最后依据判别标准识别受效区,确定研究区未受效区的类型主要包含两种:"原生"非优势渗流区和"次生"非优势渗流区。针对不同类型的未受效区即剩余油潜力区,制定低物性段射孔、压裂改造和改变注入介质等调控措施,来有效动用蒸汽腔未波及区域的储量,从而对类似区块开发具有重要的指导意义。

蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开采方法的数值模拟和物理模拟

对于复杂的石油开采方法，为了研究其开采机理，往往需要进行物理模拟和数值模拟。本文开展了蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开采方法的物理模拟和数值模拟研究。数模研究的目的之一就是确定数模结果与相似比例物理模型所得结果的吻合程度。研究中应用了计算机模拟集团（CMG）的STARS热采模拟器。数模所得产油速度和累积产油量与实验室物理模拟结果是一致的。另外，蒸汽腔体积和温度分布也通过模拟得到了验证。本文研究了不同参数，例如蒸汽注入压力、注采井之间的垂直距离、油层厚度对SAGD开采效果的影响。这些参数对物模和数模结果的影响是一致的。还用该数模软件研究了岩石和流体物性参数的影响，这些参数包括原油粘度、油层渗透率和孔隙度以及损失到油藏围岩中的热量。

判断自喷条件下蒸汽辅助重力泄油生产状态的新方法

提出了在蒸汽辅助重力泄油自喷生产条件下,用视密度代替ts值判断现场生产状态的方法,并从理论计算和实际数据分析两方面对其基本原理作了阐述。该方法只要求有井下某点的压力测试数据,便可以结合井口油压数据,估算出井筒视密度,从而实现等同于ts值的生产状态判断功能,计算简便,更具实用性。该方法在先导试验区的实际应用表明,对于现场生产调控具有较好的指导作用。

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。

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。

超稠油双水平井蒸汽辅助重力泄油不同开采阶段参数优化

以风城油田浅层超稠油油藏双水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)先导试验为例,结合跟踪数值模拟研究,依据蒸汽腔操作压力、采注比和蒸汽腔发育特征,将双水平井蒸汽辅助重力泄油启动阶段和生产阶段细分为均匀等压循环、均衡增压循环、转SAGD生产初期、高压生产、稳定生产和衰竭生产等6个阶段,并提出各阶段的转换条件。根据风城油田双水平井蒸汽辅助重力泄油生产实践,对各阶段关键参数进行了优化,可作为同类油藏双水平井蒸汽辅助重力泄油生产方式的技术参考。

页岩夹层及压裂裂缝对蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔扩展的影响

为了研究储层非均质特征对SAGD蒸汽腔扩展的影响,通过顺序指示模拟方法(SISIM)建立了不同页岩夹层分布模式,基于油藏数值模拟定义了"上部蒸汽腔分数"、"下部蒸汽腔分数"、"总蒸汽腔分数"的概念,研究了不同页岩夹层分布模式和压裂裂缝形式对SAGD蒸汽腔扩展的影响。研究结果表明:随着地层内页岩夹层发育的增多,页岩夹层对蒸汽腔扩展的限制作用增强,并呈现出蒸汽腔垂向扩展减弱而水平方向扩展增强的趋势;不同页岩概率下总蒸汽腔分数与采收率呈现较好的线性函数关系;压裂裂缝能改善SAGD蒸汽腔扩展和开发效果,垂直裂缝通过扩大蒸汽腔垂向发育高度加快了SAGD泄油速度,开发效果好于水平裂缝;移位垂直裂缝可以降低垂直裂缝导致的注采井间蒸汽窜流,蒸汽腔扩展及开发效果都好于垂直裂缝。

蒸汽辅助重力泄油对油藏及流体适应性研究

利用数值模拟方法对双水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)对油藏及流体的适应性及范围进行了研究,给出了 SAGD对原油粘度、油层水平渗透率、垂向与水平渗透率比值、油层埋藏深度的适应性界限,制作了累积油汽比及平均日产油量随上述因素变化的关系图版,并得出上述影响因素的定量关系式,进而得到三维关系曲面。利用这些图版和关系式可以对类似油藏SAGD的开发效果及适应性进行分析预测,为同类油藏开展SAGD技术应用提供决策依据。

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。

储集层非均质性对蒸汽辅助重力泄油开发效果的影响

在蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发过程中,生产效果主要取决于蒸汽腔的大小,储集层非均质性对蒸汽腔发育具有重要的影响。以克拉玛依风城油田重32井区和重37井区SAGD试验区典型非均质地质模型为基础,利用数值模拟方法详细研究了储集层渗透率、夹层物性及夹层空间分布对SAGD开发的影响。结果表明,注汽水平井上方的夹层主要影响SAGD生产阶段蒸汽的垂向上升,阻碍了蒸汽腔正常的垂向发育,迫使蒸汽腔沿夹层底部横向扩展,推迟产油峰值时间;注采井井间的夹层导致水平段动用程度低,影响循环预热效果,增加预热时间,导致热流体无法正常采出,生产效果较差。为获得较好的开发效果,SAGD水平井组应部署在水平段渗透率级差小于3.0的位置,以避开渗透率小于100 mD的夹层,确保不连续夹层距离注汽水平井上方3 m以上,注采井间夹层以及注汽井上方夹层的夹层闭合度分别小于40%和50%.

夹层对加拿大麦凯河油砂区块双水平井蒸汽辅助重力泄油开发的影响

为了揭示非渗透夹层条带对双水平井蒸汽辅助重力泄油开发效果的影响,开展蒸汽辅助重力泄油室内物理模拟实验。针对双水平井蒸汽辅助重力泄油开发的特点,提出基于Subcool值的边界条件相似准则数,为室内物理模拟实验的开展提供调控依据。以加拿大麦凯河油砂区块为原型,设计并建立二维双水平井蒸汽辅助重力泄油室内物理模拟装置,开展4组室内物理模拟实验,其中1组为均质模型,其他3组为存在夹层的非均质模型。结果表明,均质模型蒸汽腔的发育过程可划分为3个阶段,分别对应着产量增加阶段、产量稳定阶段和产量下降阶段。对于非均质模型,夹层的存在及其分布模式对蒸汽腔发育和生产指标具有重要影响;夹层距离注采井越近,蒸汽腔发育受影响的时间越早,其发育过程变得更加复杂,对生产指标的影响越大;当夹层位于注采井中间时,常规的蒸汽循环预热方式失效,而生产井单井蒸汽辅助重力泄油预热方式可以建立注采井间的连通。

稠油油藏溶剂辅助蒸汽重力泄油启动物理实验和数值模拟研究

蒸汽辅助重力泄油启动阶段注采井间的有效连通对生产阶段影响较大。现场实践表明,常规蒸汽循环预热时间长,蒸汽消耗量大,热损失严重。为此,设计填砂管注溶剂评价实验装置,通过在不同流速下注入二甲苯溶剂,并对填砂管进行浸泡,评价二甲苯的降粘效果。实验结果表明:随着二甲苯含量的增加,原油粘度显著下降,流动性增强,且无沥青质沉淀产生,当溶剂注入量达到一定值后,降粘效果减弱;油相渗透率随着溶剂注入速度的提高而增大,但增幅逐渐减小;通过带压溶剂浸泡,溶剂向四周扩散,使溶剂的波及面积和降粘范围扩大,油相渗透率增大。新疆A油田某区块的应用结果表明,经溶剂浸泡的井组需要的循环预热时间显著降低,相对缩短60 d左右,节省蒸汽注入量约为4000m^3,转入蒸汽辅助重力泄油生产时,注采井间的连通程度约为85%,取得了较好的连通效果。数值模拟和现场试验结果均表明,蒸汽辅助重力泄油启动阶段注溶剂可缩短蒸汽循环预热时间,减少蒸汽注入量,使注采井间预热均匀,从而提高预热效率和经济效益。

薄层特超稠油油藏氮气与降粘剂联合蒸汽辅助重力泄油物理模拟实验

常规蒸汽辅助重力泄油技术主要适用于油层厚度较大、原油粘度较高的油藏。针对春晖油田哈浅1块油层厚度相对较薄、原油极稠的特点,在常规蒸汽辅助重力泄油的基础上,采用三维物理模拟实验技术,开展通过加入氮气与降粘剂来改善常规蒸汽辅助重力泄油开发效果的实验研究。实验结果表明:采用氮气与降粘剂联合蒸汽辅助重力泄油,能够减缓蒸汽超覆,降低蒸汽腔压力,扩大蒸汽腔有效波及范围,降粘剂在蒸汽的携带作用下,可增大降粘范围和幅度,使得蒸汽腔的发育形态发生质的变化,有效动用油层下部储量;从动态指标来看,氮气与降粘剂联合蒸汽辅助重力泄油比常规蒸汽辅助重力泄油和氮气联合蒸汽辅助重力泄油的累积油汽比分别提高0.036和0.023 mL/mL,采收率分别提高10.9%和6.9%,说明氮气与降粘剂联合蒸汽辅助重力泄油开发效果较好。

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汽液界面智能调控模型优选

为了在油砂蒸汽辅助重力泄油开发过程中,根据不同时刻井筒沿程蒸汽腔发育状况实时调整注采温度差(Subcool),以防止蒸汽突破并提高热量利用效率,开展了汽液界面智能调控模型比例-积分-微分(PID)控制方程的系数优选研究。以蒸汽腔内液池为研究对象、Subcool为调控目标,依据热量守恒和物质平衡原理建立了PID控制方程系数优选数学模型,采用该模型和Ziegler-Nichols(Z-N)整定法优选了适用于加拿大M区块的汽液界面智能调控模型,并通过数值模拟评价了应用效果。研究结果表明:当采用比例、积分和微分系数组合时,进一步缩短了注采温度差达到Subcool目标值的时间,提高收敛速度和健壮性。与常规注汽相比,模型优选方法下智能注汽显著改善了井筒沿程蒸汽腔均匀扩展程度,提高产油量的同时降低了汽油比,模拟结果与Z-N整定法相似,但模型优选法简化了智能调控模型的优选过程,更为方便快捷。