出砂冷采技术在低周期蒸汽吞吐井中的应用

研究了应用稠油出砂冷采技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油油藏进行冷采，以获得较高的原油产量的技术。施工中对稠油井采用强力射孔技术和设计精良的螺杆泵系统，通过以砂带油方式开采稠油，实现稠油冷采；在河南油田得了较好的效果。单井产量一般可达3－50t/d，是常规降压开采的数十倍至数百倍，日产油比蒸汽吞吐提高1－3倍，采收率一般可达8％－20％。稠油出砂冷采技术对地层原油中含有溶解气的疏松砂岩稠油油藏具有广泛的适应性。将出砂冷采技术应用于低周期蒸汽吞吐井中，进一步拓宽了稠油出砂冷采技术应用领域。     

出砂冷采技术在低周期蒸汽吞吐井中的应用

研究了应用稠油出砂冷采技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油油藏进行冷采 ,以获得较高的原油产量的技术 .施工中对稠油井采用强力射孔技术和设计精良的螺杆泵系统 ,通过以砂带油方式开采稠油 ,实现稠油冷采 ;在河南油田得了较好的效果 .单井产量一般可达 3～ 5 0 t/d,是常规降压开采的数十倍至数百倍 ,日产油比蒸汽吞吐提高 1～ 3倍 ,采收率一般可达 8%～ 2 0 % .稠油出砂冷采技术对地层原油中含有溶解气的疏松砂岩稠油油藏具有广泛的适应性 .将出砂冷采技术应用于低周期蒸汽吞吐井中 ,进一步拓宽了稠油出砂冷采技术应用领域     

稠油出砂冷采数学模型研究

 随着世界经济快速发展和对石油需求的不断增长,具有巨大勘探潜力和广阔发展前景的重油成为21世纪重要的能源资源之一,全球稠油储量目前达到6万亿桶。稠油出砂冷采（CHOPS）是重油生产的重要方法之一,该技术可以避免热采时油层出砂、气窜和采油成本高的问题。因此,对稠油出砂冷采技术进行相关研究,具有重要的战略意义。在对CHOPS的蚯蚓洞生长和泡沫油流两个主要机制进行比较的基础上,提出了耦合地质力学和流体力学的稠油出砂冷采模型。为了验证模型的可靠性和实用性,使用油田实际数据对模型进行验证,分析了对CHOPS技术应用影响较大的几个参数,进一步确定了该技术的应用范围。最后分析了模型的优缺点,提出了模型今后的发展方向,确定了下一步的研究重点。     

稠油出砂冷采模型研究现状

 通过对稠油出砂冷采的适用条件和机理的描述,引出了建立的有关稠油出砂冷采的数学模型介绍,主要涵盖工程法出砂模型、连续法中的水动力模型和耦合地质力学水动力学侵蚀模型、不连续法模型以及泡沫油模型。对于每一类型模型又给出研究人员针对不同因素采用不同方法建立的数学模型,并对这些模型做了评价和比较。针对稠油出砂冷采机理的复杂性,建议今后的模型应该逐渐加入更多的影响因素,以建立一个更完善的、更加接近生产实际的模型。最后,对于稠油出砂冷采技术的应用前景及后续开发技术,提出了部分见解。     

边水稠油油藏蒸汽吞吐后转冷采物理模拟研究

针对热采后期开发效果受限的边水稠油油藏,提出热采吞吐后转化学冷采的开发方式,利用高温高压三维物理模拟系统进行了边水稠油油藏物理模拟实验,研究了边水影响下蒸汽吞吐过程的温度场、转化学冷采前后的生产动态特征。结果表明,蒸汽吞吐开发边水稠油油藏的过程中,受边水侵入的影响,油层加热范围呈非对称状,随着吞吐周期的增加,边水附近的油层加热范围明显不断缩小,逐渐形成水窜通道,使得水侵区域附近的油层动用变差;油层加热范围与边水的侵入相互影响,相互制约。降黏剂起到乳化降黏、减缓水侵的作用,结合水侵规律,合理利用边水能量,转为冷采开发可提高34%的采出程度。同时,利用数值模拟确定了该技术所适用的油藏范围。该研究成果对边水稠油油藏的开发具有一定的借鉴意义。     

底水疏松稠油油藏水平井蒸汽吞吐研究试验

孔102区块是大港油田典型的难采稠油油藏,地面原油粘度8559mpa．s,油层出砂且紧邻底水,供液能力很低,现有稠油冷采技术难以维持正常生产。针对该区块油藏特点,研究优选了弹性筛管水平井热采先期防砂完井工艺技术,水平井均匀注汽及氮气隔热技术,解决了困扰多年的细粉砂岩油层防砂、提高油层流动性及控底水工艺技术瓶径．形成了适用于底水、细粉砂、稠油油藏的水平井蒸汽吞吐配套工艺技术．取得了高效注汽和显著回采效果,为该区块有效动用提供了技术保障,也为类似稠油油藏开发开辟了新的技术途径。     

用物理化学辅助蒸汽吞吐技术改善超稠油开采效果

针对乐安油田超稠油区原油粘度大,注汽困难的开采特点,从超油渗流特征研究着手,采用物理化学辅助蒸汽吴吐技术提高该地区原油采 ,比较了采取不同强化注汽措施前后,采油情况的变化开展了以降粘剂、助排剂、声波助注器为主的物理化学辅助蒸汽吴吐的现场试验,见到了明显的增油效果。     

蒸汽吞吐井采出过程的压力温度场数值模拟

蒸汽吞吐井采出稠油时，经常利用电缆加热，正确设定电缆加热时间、温度、范围可以节约开采成本，提高生产效益，本首先建立了井筒径向传热和产液径向传热模型，适用于产液需要或不需要电缆加热两种情况，然后对产液、油管、套管、水泥环的温度分布和产液的压力分布进行了数值模拟，最后比较了预测值与实测值，分析了误差产生的原因，总体结果表明预测值与实际值相符，这种数值模拟方法能有效地指导生产。     

井下自生泡沫辅助蒸汽吞吐开采稠油研究

针对多轮次蒸汽吞吐井储层条件变差、周期产量递减快的问题,开展了井下自生泡沫辅助蒸汽吞吐技术研究。主要进行了自生气源催化反应控制、抗高温起泡剂筛选及自生泡沫体系配方的优化研究。优化后的配方中各种药剂的质量分数如下:NaNO2(20wt%)、NH4Cl(16wt%)、AOS(0.3wt%)、CH3COOH(0.02wt%)。在辽河油田3口蒸汽吞吐井进行了现场试验,试验周期稠油产量较上周期增加21.76%～29.71%,增产效果明显。     

稠油蒸汽吞吐热裂解行为研究

为探讨稠油热采降黏机理,对国内3种典型稠油———草桥稠油、辽河稠油及新疆轮古稠油在蒸汽吞吐过程中发生的热裂解行为进行了室内研究.用GSHA型高压反应釜模拟热采时的井下条件,分别考察了温度、时间、加水量对3种油样热降黏效果的影响.结果表明:3种稠油在蒸汽吞吐过程中重质组分均会发生热裂解,实现永久性降黏;在250~300℃之间,稠油开始发生裂解;在同一温度下,时间越长,降黏效果越好;在同一时间下,温度越高降黏效果越好,温度与时间具有互补性;3种稠油在同一温度下降黏规律相同,可以用同一公式表示;水的存在对稠油裂解有影响,当加入的水完全汽化时为最佳.     

汽驱井组封窜调堵技术

蒸汽吞吐和蒸汽驱是目前稠油开采的主要方法,吸汽剖面不均匀、汽窜是影响蒸汽驱开采稠油的主要问题。汽驱生产时间越长,汽窜干扰现象越严重,窜流通道的形成,使剖面动用程度难以改善。针对新疆克拉玛依油田九区稠油油藏蒸汽驱的实际情况,研制开发了GFD-98高温凝胶复合堵剂,并在几口汽驱井的封窜调堵作业中获得成功。     

注氮气改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果

蒸汽吞吐后期随着地层能量枯竭和井筒周围含油饱和度减少,周期含水升高,油气比下降,开采效益变差。注氮气是改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果的有效途径,其主要增产机理是增加蒸汽波及体积,补充驱动能量,进一步降低残余油饱和度和提高回采水率。模拟研究表明,在吞吐后期宜采取先注氮气、后注蒸汽的注入方式,并且存在一个优化的周期注氮量。     

间歇蒸汽驱技术及其在河南油田的应用

间歇蒸汽驱是注汽井周期性地向油层中注入蒸汽的一种非常规蒸汽驱方式 ,在油层中造成不稳定的脉冲压力状态 ,使之经历地层升压和降压两个过程 ,从而促进毛管渗吸驱油作用 ,扩大注入蒸汽的波及效率 ,达到降低含水、提高油层采收率之目的。同时 ,间歇蒸汽驱可大幅度提高蒸汽驱采注比 ,实现蒸汽驱过程中降压开采机理 :蒸汽比容增大 ,增加了蒸汽波及体积 ,使蒸汽干度、热利用率得以提高。另一方面 ,间歇蒸汽驱还可以减缓和抑制汽窜 ,改善稠油蒸汽驱开采效果     

模拟退火法用于蒸汽吞吐注采参数的设计

应用模拟退火优化方法对蒸汽吞吐注采参数进行优化设计,该方法结构简洁,对初始点的依赖性不强,问题的维数也不受限制。通过对某井的前6个吞吐周期进行优化设计,确定出了蒸汽吞吐最佳注采参数,并和现场实际资料进行了对比。研究结果表明:应用模拟退火算法研究蒸汽吞吐注采参数优化设计效果明显。     

稠油蒸汽驱生产井井筒温度计算

为实现对蒸汽驱生产井井筒温度实时动态监测的目的,以传热学和两相流理论为基础,以能量守恒为依据,基于温度和压力对热物理参数的影响,着重考虑了蒸汽驱受效层对地温梯度变化的影响,推导出蒸汽驱稠油井井筒温度分布的非齐次微分方程,建立了井筒温度场的二维数学模型。据此可直接由井口温度、产量等参数准确计算出井筒温度分布规律,为进一步预防闪蒸、提高泵效提供理论依据。计算的井筒温度与实测温度吻合。     

井眼倾斜角和倾斜方位对裸眼完井地层出砂的影响

结合等效塑性应变准则定量地研究了井眼倾斜角和倾斜方位对裸眼完井砂岩油藏出砂的影响。计算结果表明,在一定的应力和地层条件下,井斜角在0~45°时,随着井斜角的增加,井壁内的塑性应变最大值和塑性区范围都不断增加,出砂的趋势增大;当井斜角在45°~90°时,随着井斜角的增加,井眼内最大塑性应变逐渐减小,出砂趋势减小。井斜角相同,但井眼倾斜方位不同的井,井壁内产生塑性变形的区域不同,塑性变形的程度也不同,从防砂的角度,井眼,尤其水平井眼应该沿原地最小水平主应力方向,或尽可能靠近最小主应力方向。     

青海台南-涩北气田出砂机理及防砂技术研究

青海柴达木盆地台南-涩北气田地层沉积期晚、埋藏浅、压实程度低、构造疏松,这是气田出砂的主要原因。该气田埋藏深度差别大,气层众多,气水关系复杂,防止地层出砂是一个具有实际意义的问题。因此,从资料分析、理论推导和实验,验证了气田出砂和油田出砂无论在机理和方向上都有很大的差异。从研究气田出砂机理入手,研究出一套完整的防砂工艺和方法,并且取得了良好的实施效果。     

稠油油藏水平井热采吸汽能力模型

目前在利用水平井进行稠油注蒸汽热采时,都认为蒸汽在注入过程中是均匀扩散到地层中的,简单的利用MaxLangenheim公式计算加热区面积。通过对地层的吸汽能力进行研究,得出了稠油油藏水平井热采的吸汽能力模型,该模型不仅考虑了热传递的影响,还考虑了蒸汽内能和摩擦损失能量的影响,并利用该模型开发了一套稠油油藏水平井热采分析软件(HHTS)。用所开发的软件对辽河油田冷42块油藏进行了计算,为稠油热采和水平井热采参数设计提供了理论参考依据。实际研究表明,蒸汽在注入过程中并不是均匀扩散到地层中,而是呈现某种数学分布,注汽速度与油藏参数、地层的吸汽能力和蒸汽的物性参数有关,即蒸汽的注入压力和注入流量并不是相互独立的变量,两者之间存在着一种数学关系。     

塑性应变准则在油井出砂预测中的应用

用塑性应变准则建立了油井出砂预测的有限元力学模型,岩石的屈服应力准则用Drucker-Prager准则。在某油田地层参数下,用该模型得到了不同井筒压差所对应井壁附近的塑性应力、应变变化结果,用这些结果可预测油井出砂情况。根据临界塑性应变,确定了井壁不出砂的临界生产压差,为油井正常生产提供了理论数据。     

单井分层配汽工程设计

针对非均质性稠油油藏，建立了二层地质模型。利用该模型研究了单井分层配汽问题。对管流，嘴流，渗流的协调计算及蒸汽流过节流喷嘴的临界流动特性进行了研究。结果表明，采用分层配汽工艺可得到合理的注汽剖面，实现了单井分层配汽，节约了作业费用。对配汽量、注汽速率及喷嘴结构的选择等问题进行了分析，并在现场进行了实际应用，效果较好。