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。

致密油水平井小型注水吞吐技术研究

目前致密油水平井开发过程中,常规注水适应性差,自然能量开发递减大,水平井低产低效,整体采出程度低,迫切需要对水平井有效补能技术进行攻克,来实现恢复单井产能,提高采收率。D1区C7油藏为一个致密油水平井开发单元,受裂缝发育、井间干扰大、注水适配性差等因素影响,长期无注水补能,自然递减持续较高,开发水平低。针对此问题,前期开展了水平井长周期注水吞吐和压裂车快速分段注水吞吐矿场试验,取得了一定效果,但存在注水有效利用低的问题,投入高产出低。通过研究两种试验机理,结合实际情况,摸索出了小型快速注水吞吐技术,增油效果较好,为同类油藏开发具有现实指导意义。

稠油油藏CO_2吞吐合理吞吐轮次

冀东油田高浅北区稠油油藏高含水油井自2010年底实施CO_2吞吐控水增油以来,取得良好效果。但首轮吞吐失效后,面临吞吐增油量逐轮减少、换油率下降、吨油成本不断上升的问题。为了有效提高吞吐措施效果,在明确CO_2吞吐控水增油机理和主要注采参数优化的基础上,以高浅北区某典型底水稠油油藏为例,考虑不同构造位置、水平井轨迹差异及不同采出程度,进行CO_2吞吐合理吞吐轮次数值模拟研究。研究表明:多轮吞吐效果主要受构造位置、井轨迹及含油饱和度的影响,高部位物性好的油井实施5轮次吞吐效果较好;腰部采出程度相对较低的油井可实施4轮吞吐;采出程度相对较高的油井、边部中部位油井可实施3轮次吞吐。矿场实践证实,该方法可减少无效措施工作量,实现多轮吞吐经济效益最优化。

海上稠油水平井多元热流体吞吐开采特征分析

多元热流体吞吐是一种新型的海上稠油热采技术。提出了多元热流体吞吐数学模型,对多元热流体吞吐进行了数值模拟研究,就产油曲线、温度、原油黏度及压力分布特征,与热水吞吐、蒸汽吞吐等开发方式进行了对比分析。模拟结果表明,在注入热量、温度、速度和焖井时间均相同的条件下,多元热流体吞吐相对于热水吞吐和蒸汽吞吐的热波及区域大,保温保压效果好,原油降黏分布区域大、降低程度高,且具有更长的生产周期和累计产油量。

致密油储集层CO_2吞吐效果及影响因素分析——以新疆吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

新疆致密油储集层衰竭式开发采收率低、剩余油含量高,储集层具有中等偏强的水敏性,注水难度大,增产效果差。为了提高衰竭开采后储集层采收率,开展了室内CO_2吞吐物理模拟实验,研究了吞吐周期、生产压力、渗透率等因素对吞吐效果的影响,同时通过核磁共振测试分析了出油孔径范围。结果表明:随吞吐周期增加,周期采收率和累计采收率增速降低,吞吐效果变差;生产压力越低,累计采收率越高;渗透率越高,生产气油比越低、周期采收率越高、吞吐效果越好。经过8个吞吐周期,累计采收率增加16%～34%,约为弹性采收率的5～8倍,其中前5周期起主要贡献,占累计提高采收率的83.0%～91.7%。大孔道中的原油较小孔道先采出,第1吞吐周期,大于50 ms对应的孔道产油量占总产出的49.00%～73.66%。随吞吐周期增加,10～50 ms、1～10 ms对应的孔道产油量逐渐占据主导地位。研究认为,该致密油储集层衰竭开采后,采用CO_2吞吐能显著提高采收率,但吞吐周期应控制在5个以内。

稠油油藏多轮次减氧空气吞吐后复合注气增油机理

为了提高稠油油藏注气吞吐生产效果,针对水驱后多轮次减氧空气吞吐接续注入不同气体或不同气体复合的吞吐增油机理认识不清这一实际问题,开展了一维和三维物理模型实验及正对井和反五点井网的数值模拟,采用不同轮次采油量和原油组分对比分析、渗流过程研究等手段,分析了减氧空气、二氧化碳、天然气等不同气体在稠油油藏吞吐过程中的驱油和洗油机理。结果表明:减氧空气吞吐以堵水为主,多轮次后水线容易突破而较快失效;前置二氧化碳段塞后续注入减氧空气的复合吞吐,发挥了堵水和驱替剩余油的协同作用;先注入减氧空气后注入天然气的复合吞吐,溶解了近井区域重质原油组分,起到了增能、降黏和疏通孔隙的多重作用。10轮次的实验和数值模拟综合研究,明确了3种气体及其复合吞吐的增油机理,得到现场实际井的验证,可供类似稠油油藏气体吞吐提高采收率参考。

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层氮气吞吐物理模拟实验研究

通过准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组室内岩心氮气吞吐物理模拟实验,分析吞吐周期、生产压力和渗透率对致密油储层吞吐效果的影响。结果表明:吞吐周期增加,周期采收率降低,吞吐效果变差;经过5个吞吐周期,累积采收率提高6.81%~13.88%,约为弹性衰竭采收率的2.5~3倍,但采收率提高主要在前3个吞吐周期;生产压力越低或渗透率越高,周期采收率和注气利用率越高,吞吐效果越好。根据实验结果认为,研究区氮气吞吐具有可行性,当储层渗透率较低时,应优先考虑采用压裂、酸化等措施改善储层渗透率,提高吞吐效果,但吞吐周期应控制在3个周期以内。

CO2吞吐井套管腐蚀规律及极限吞吐轮次研究

部分老油田进入高含水开发后期,为提高采收率,在注水开发中陆续配套实施了二氧化碳吞吐工艺,使得采出液中二氧化碳含量升高,对井筒管柱造成严重腐蚀,引起管柱强度降低,腐蚀穿孔甚至管柱断裂事故时有发生。为此,基于电化学腐蚀的热、动力学原理和管柱力学相关理论,结合现场实际工况,考虑温度、压力、含水率、CO2分压、流速、井斜角、pH值等因素的影响,采用腐蚀预测模型计算得到了二氧化碳吞吐井不同阶段的腐蚀速度。建立了腐蚀后剩余强度计算方法及极限吞吐轮次计算方法,开展了大量模拟计算,得到了在该吞吐井腐蚀条件下注气、焖井、放压和生产4个阶段的套管腐蚀规律、剩余壁厚及该井的极限吞吐轮次。

渤海NB35-2油田“调驱+热采”提高采收率技术

以油藏工程理论为指导,以数值模拟技术为研究手段,以NB35-2油田B17井组为研究平台,开展了单独水驱、调驱、热流体吞吐和"调驱+热采"联合作业数值模拟研究。在此基础上,优化了注入工艺参数,开展了矿场试验及效果分析。研究结果表明,"调驱+热采"联合施工开发经济效果最优。矿场试验表明:B17井组注入压力大幅度升高表明聚合物弱凝胶能够有效地封堵大孔道,调整吸液剖面;油井注入热流体后,井筒附近储层温度大幅度提高,原油黏度明显下降,渗流阻力减小,生产压差增加,原油产量大幅度提高。理论和实践都证明"调驱+热采"联合施工可以比单独调驱或热流体吞吐获得更好的增油效果,为海上稠油油藏高效开发探索出了一条有效途径。

多元热流体多轮次吞吐周期注入强度优化方法

多元热流体吞吐热采作为一种海上稠油热采开发技术,已在渤海稠油油田开发中进行了多轮次吞吐试验。通过理论分析和数值模拟方法,合理表征了多元热流体吞吐技术机理,引入变异系数概念,得出影响多轮次吞吐效果的主要因素为注入强度、转周时机、注入温度、周期递增率。基于典型油田的油藏特征,以周期产出投入比为评价指标,形成不同累产油和存气率条件的计算样本,回归得到多元热流体吞吐井多周期最佳注入强度,用影响热采效果的主要因素对优化进行校正,绘制成优化图版,准确高效地得到合理注入参数,提高多轮次吞吐热采效果。

底水驱稠油油藏水平井多轮次CO2吞吐配套技术及参数评价——以苏北油田HZ区块为例

针对苏北油田底水驱稠油油藏水平井生产进入特高含水期后,易发生水锥并处于低产低效开发状态的难题,CO2吞吐是提高低产低效稠油水平井产量的有效措施。为此,选取HZ区块水平井开展了CO2吞吐试验,进行了CO2吞吐的合理参数和配套工艺技术研究,并对影响CO2吞吐效果的因素进行了分析。研究结果表明,影响水平井多轮次CO2吞吐效果的主要因素包括水平井的选择、注入CO2量、注气强度、注入速度、注入压力、闷井时间和采油强度等参数,添加CO2缓蚀剂、不动管柱注入CO2、使用抽油泵采油是与之相配套的工艺技术。

改善超稠油高周期吞吐效果的技术研究及应用

辽河油田曙一区超稠油蒸汽吞吐进入高轮阶段后,存在着吞吐效果变差,周期产油量下降、吨油成本上升等问题。在认真分析了影响高轮井开发效果的主要因素后,有针对性地提出并采取了组合式吞吐、间歇蒸汽吞吐、多元式吞吐等多种技术对策,打破了以往单一的吞吐模式,提高了热利用率,改善了高轮井吞吐效果。这些技术措施对其它超稠油和稠油油藏开发是有借鉴作用。

基于井筒离散模型的多元热流体吞吐机理

海上稠油油藏在多元热流体多轮次吞吐后,产量明显递减,开发效果变差。由于缺乏对多元热流体吞吐机理的认识,很难提出吞吐后开发调整的有效措施,有必要对水平井多元热流体吞吐开发机理进行研究。采用数值模拟方法,优选出井筒离散模型,通过与热水吞吐对比,剖析了多元热流体吞吐过程。结果表明,考虑多元热流体变质量流动影响以及井筒与地层耦合作用的井筒离散模型,能更真实反映稠油油藏水平井多元热流体吞吐的温度场和黏度场变化。井筒离散模型下的多元热流体吞吐模拟结果表明,沿水平井加热范围呈“长勺”状,且气液分离导致降黏范围逐渐增加。多元热流体吞吐通过热气复合降黏、扩大波及系数、气体辅助重力泄油和提高热效率,达到提高采收率的目的。

稠油井智能转周分析技术研究及应用

根据稠油井蒸汽吞吐的生产特点,基于胜利油田胜科采油管理区草4沙四区块稠油井生产和经营等历史数据,利用神经网络技术,建立稠油注汽转周预测模型,预测稠油注汽转周井的产量和完全成本,与稠油注汽转周井近、远期产量和完全成本的历史数据进行对比,持续对稠油注汽转周模型进行优化,实现稠油注汽转周多维度智能预测,提高稠油井产量预测准确率、稠油注汽转周最佳时机预测准确率和最佳稠油注汽转周措施方案编制效率,提升稠油井智能决策分析管理能力,提高采油管理区的效益开发水平。该项技术自2021年在胜科采油管理区稠油区块推广应用以来,为采油管理区有效注汽转周165口井次,稠油注汽转周井措施增油量为7×10^(4) t,与2020年同期相比,措施增油量增加了1×10^(4) t,措施有效增油率提升约为17%。

热采吞吐用热固性堵剂室内实验研究

渤海油田部分热采井进入第三轮次热吞吐,受边底水影响,部分热采井面临高含水威胁,如何使热流体热不沿大孔道突进、提高热波及体积是提高热吞吐效果迫切需要研究和解决的难题,因此研制出热固性堵剂并采用高温老化箱、材料试验机、岩心驱替装置,考察了热固性堵剂的耐高温性能、封堵性能并对堵剂注入工艺参数进行优化。结果表明,在150、200及250℃条件下,成胶后的热固性堵剂在300℃下加热48 h其抗压强度保留率均大于85%。热流体温度为300℃时热固性堵剂的封堵压差为1.2MPa。随着岩心渗透率由1达西增加至5达西,堵剂封堵压差逐渐变小,从2MPa降至0.6MPa。随着堵剂注入量的增加,热流体驱油效率逐渐增加,堵剂最佳注入量为0.2 PV。岩心出现窜流时,堵剂可提高热流体的驱油效率10%以上;堵剂的注入时机对热流体驱替效率的影响在1.38%以内。

储层渗透率对复合热载体吞吐效果的影响

针对萨北过渡带地层条件复杂,注水开发含水上升、产量递减速度较快,依靠单纯的提液和常规堵水调剖等技术挖潜难度大的情况,提出了采用复合热载体吞吐技术来提高采收率。文中结合萨北过渡带地层条件,进行了不同渗透率岩心复合热载体吞吐室内实验,分析了岩石渗透率对复合热载体吞吐效果的影响。结果表明,萨北过渡带采用复合热载体吞吐是可行的,但其效果与岩石渗透率有关。在相同吞吐条件下,岩石渗透率越高,复合热载体吞吐采收率、含水率越高,气油比越低。随着复合热载体吞吐周期增加,采收率、含水率、气油比增加,直到第3周期,采收率、含水率开始降低。对比不同周期的吞吐效果认为,复合热载体吞吐应选择3个周期。

超低渗油藏CO_2吞吐室内评价及参数优化

针对鄂尔多斯盆地某超低渗透油藏注水开发矛盾突出、水驱动用程度差和原油采收率低等问题,基于超低渗透油藏特征及国外CO_2驱的成功案例,提出了CO_2吞吐提高采收率的开发思路。通过长岩心驱替实验,结合换油率和驱油效率来综合评价CO_2吞吐在超低渗透油藏的开发效果,并进行了CO_2吞吐注采参数的优化。研究结果表明,当油藏压力大于最小混相压力(20.78 MPa)时CO_2吞吐能获得较高的采收率;当CO_2吞吐段塞大小为0.1 PV、焖井时间为24 h,吞吐3轮次时的CO_2吞吐的开发效果最佳,驱油效率为56.39%,平均换油率为0.454。

致密油藏注水吞吐参数优化模拟——以吉林扶余油层为例

为了优选与注水吞吐开发效果有关的注水时机、注水量、注水速度等工程参数,以吉林扶余油层泉四段Ⅲ砂组致密油藏为研究对象,针对致密油藏不同尺度多重孔缝介质,采用非结构混合网格加密技术,利用有限体积数值模拟方法对压裂水平井的注水吞吐开发工程参数进行了优化计算,得到了注水时机、注水量、注水速度、闷井时间、吞吐周期这5个工程参数的最优范围。并对该吞吐条件下的吞吐开发效果进行了评价,评价结果表明,在进行11个吞吐周期后,产油量可以提高约7000 m 3,提高采出程度为2.78%,吞吐效果较为明显。

超低渗油藏水平井注CO_(2)多周期吞吐原油性质变化规律研究

水平井压裂后注CO_(2)吞吐技术能有效改善原油性质,提高超低渗油藏采收率。结合典型超低渗透储层油藏H区地质及流体特征,采用室内实验和数值模拟相结合的手段,开展超低渗油藏水平井注CO_(2)多周期吞吐机理及原油性质变化规律的研究。结果表明:注入CO_(2)使得原油饱和压力升高、体积膨胀、黏度降低、体系变轻质;注CO_(2)吞吐不同阶段的主要作用机理不同,注入阶段补充地层能量、溶于原油、降低原油黏度,焖井及开井生产初期降低原油黏度,扩大CO_(2)波及范围,开井生产中后期萃取轻质烃和少量中间组分烃;采用定时定点的方式,分析油藏中不同距离的油相中CO_(2)含量,推测出H区块注入CO_(2)沿裂缝的横向波及半径介于24~40 m,随着吞吐周期的增多,油相中CO_(2)摩尔含量的增幅由第一周期的增加451倍,降到第三吞吐周期的0.44倍,注入的CO_(2)溶于原油的量相对减小,对原油性质的影响逐渐减小。该研究对CO_(2)吞吐机理的认识提供了新的分析方式,为进一步推广超低渗油藏水平井CO_(2)多周期吞吐技术提供一定的理论支撑。

海上稠油热采井井筒温度场模型研究及应用

海上稠油油田的开发越来越受到人们的重视,多元热流体吞吐是一项集热采、烟道气驱等采油机理于一体的新型、高效稠油开采技术,该技术在渤海油田进行了现场试验并取得了成功。以渤海M油田多元热流体吞吐实验井为例,介绍了海上稠油油田多元热流体吞吐工艺的特点;研究了热流体吞吐井各传热环节及井筒温度场分布模型,建立了井筒综合传热系数的计算方法,并以海上实际热流体吞吐井为例进行了计算。在此基础上,模拟了隔热油管导热系数、下入深度、多元热流体组成等工艺参数对热采效果的影响,并得到了一些有益的结论,为海上稠油油田规模化热力采油工艺方案优化设计起到指导性作用。