SAGD过程注氮气改善开发效果实验研究

针对辽河油田先导试验区蒸汽辅助重力泄油（SAGD）过程热损失严重的情况，根据SAGD物理模拟的相似准则将该试验区的一个实际SAGD井组转化为物理模型，进行了SAGD比例物理模拟实验，并在SAGD实验过程中注入蒸汽与氮气混合气体，得到了其开发指标的变化规律。研究结果表明：在SAGD过程添加氮气后，蒸汽腔的横向扩展加快，垂向扩展减缓；在SAGD的注入蒸汽中添加氮气能减少蒸汽注入量，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；SAGD过程一开始就注入氮气能得到更好的经济效益。     

双水平井SAGD 循环预热连通判断新解析

注蒸汽循环预热对转SAGD 生产阶段蒸汽腔的上升速度、SAGD 上产速度、水平段蒸汽腔的发育程度与动用 率、以及SAGD 最终采收率等均有重要影响。而SAGD 注采井水平段之间的储层温度是评判预热连通是否达到要求、 以及合理转SAGD 生产的关键参数。针对前人传热解析模型未分别考虑实际储层多孔介质中岩石、原油、地层水传热 与热扩散性能等问题,建立了考虑油水岩石的多介质多相流体综合传热解析新模型,并以国内某油区典型SAGD 井 组为例,利用井下测温数据、油水岩石热物性参数等为数据,进行了SAGD 注蒸汽循环预热阶段注采井水平段之间温 度变化测算,并与数值模拟计算结果进行了对比,计算结果表明,提出的新型解析模型与数值模拟结果符合率达到了 95% 以上,可方便快捷对预热连通情况进行速判,对现场SAGD 成功实施具有重要意义。     

稠油油藏双水平井SAGD 生产电预热模型

双水平井SAGD 技术的预热方式有两种：蒸汽循环预热和电加热。与蒸汽循环预热方法相比，地层的非均质 性对电加热方法影响较小。电加热能够比较均匀地预热近井周围地层，降低稠油黏度提高流动能力，保证蒸汽顺利注 入地层。建立了双水平井SAGD 电预热模型，并对模型进行求解。针对SAGD 独特的布井方式，利用叠加原理处理 多井干扰问题；并且对变功率注入的情况进行了分析。利用该模型可以求得任意时刻地层中各点温度分布；同时，给 定加热功率和原油被加热的温度可以确定预热的时间。研究结果表明，在总的注入热量保持不变的情况下，预热过程 中逐步增加热功率可以获得最佳的预热效果。     

SAGD添加非凝析气技术研究

利用数值模拟和物理模拟方法对蒸汽辅助重力泻油（SAGD）技术进行研究,对比分析了非凝析气在SAGD中的增产机理,跟踪分析国外UTF项目中SAGP应用情况和效果,认为向蒸汽中添加非凝析气体是一项技术上可行的方法,非凝析气体在蒸汽的前面运动,具有较高的驱油效率,能够维持成熟SAGD蒸汽腔的有效扩展,可以取得较好的产油速度和油汽比,节约了蒸汽的用量;UTF现场试验数据和所得的结论对SAGD的后续开发具有重要的借鉴作用,证明了该工艺具有广泛的推广应用价值。     

长庆致密油三维水平井钻井技术研究与应用

长庆油田致密油资源丰富,是上产稳产5 000×104t 战略目标的重要资源基础。由于开发区主要分布在梁峁交 错的黄土塬区,受地貌条件与开发要求的限制,需要开展带有较大偏移距的三维水平井钻井。三维水平井轨迹控制困 难、泥岩坍塌、摩阻扭矩突增等瓶颈难题严重制约了水平井的规模推广。为解决大偏移距三维水平井施工难题,形成 高效开发致密油藏的主体钻井技术,开展了三维井井身剖面优化、轨迹控制攻关、钻井液体系研究,形成了致密油藏 三维水平井钻井技术。并在YAP 5H 井进行了先导性试验,钻井过程中未出现泥岩坍塌、摩阻扭矩正常、井眼轨迹平 滑,完钻水平段长1 535 m,试油产量119.7 m3/d。该井的顺利实施,首次实现了致密油水平井由二维向大偏移距三维 钻井的技术创新与突破,为长庆油田水平井开发方式的转变和实现致密油经济有效开发打下基础。     

双水平井超稠油SAGD循环预热启动优化研究

蒸汽辅助重力泄油是开发超稠油的一项前沿技术,其启动技术主要有蒸汽吞吐预热启动和循环预热启动。相对于蒸汽吞吐,注蒸汽循环预热启动吸汽加热均匀,启动平稳,但是配套循环预热管柱结构复杂,预热参数优化困难,循环预热机理仍需进一步研究。运用离散化井筒模型,对双水平井SAGD启动的三个阶段循环预热、压差对流、转入SAGD进行了优化设计,得到了合理的循环预热注汽速度、注汽干度、注汽环空压力、注汽压差产生时机和压差大小,为下步SAGD先导试验的顺利实施提供了可靠的依据。     

水平井分段压裂在特低渗透油藏开发中的应用

基于樊 147 区块特低渗透低砂泥岩薄互层状油藏， 通过数值模拟进行了水平井与直井联合注采井网的优化研究， 确定采用反九点注采井网； 通过渗流特征研究确定了分段压裂水平井的压力分布数学模型； 通过水平井参数的优化研究确定了水平井的轨迹沿着主力油层中部。根据油藏高压异常的特点， 采用井口带有防喷器的连续油管喷砂射孔、 分段加砂压裂技术。根据实际效果分析， 水平井分段压裂产能是相邻直井的 3 倍， 稳定日产油 15 t 左右， 递减比直井慢， 一口水平井投资是直井的两倍， 因此提高了经济效益。体现了水平井分段压裂技术开发低丰度油藏的优势和前景。     

水平井井身轨迹对底水油藏开采效果的影响

建立了底水油藏水平井开采三维物理模型，通过改变水平井狗腿位置以及距底水高度，研究了水平井不同井身轨迹对水平井产能、底水与井筒压力梯度、含水率及采收率的影响。研究结果表明，凹型水平井狗腿远离跟部含水率上升较缓，无水采油期较长。凹型水平井狗腿位于中部时，狗腿深度较浅的模型采收率较高。注入冻胶堵剂成胶后底水开采，凹型水平井狗腿位于跟部的模型提高采收率幅度较高。实验结果符合实际油藏状况，为底水油藏水平井优化设计和现场堵水选井提供了参考。     

蒸汽吞吐井流入动态的数据挖掘研究

针对稠油蒸汽吞吐井生产时流入动态变化复杂,当前用于确定其流入动态变化规律的主要方法为数值模拟法,其限制条件多、研究时间长等问题,在结合现场实际油藏,并用数值模拟计算结果的基础之上,对于影响稠油蒸汽吞吐井流入动态的周期注入量、蒸汽温度、蒸汽干度、注汽速度、焖井时间等注汽参数,进行了影响规律的研究,并利用灰色关联方法对各个注入参数进行了定量的敏感性分析,并在此基础上回归得到了综合考虑上述各种因素在内的稠油蒸汽吞吐井流入动态计算模型。经检验,此模型具有较高的精度,且计算方便、容易掌握,可以用来指导现场实际生产。     

辽河油田双底鱼骨井设计与实施

与常规直井和水平井相比，鱼骨井因其泄油面积大、相同液量下压差小、能更加经济有效地开发复杂结构油气藏而在辽河油田获得成功应用。基于数值模拟技术和鱼骨井产能评价模型，对双底鱼骨井进行了井身结构设计，确定第一分支主井眼裸眼段长963m，鱼刺分支共6个;第二分支主井眼裸眼段长735m，鱼刺分支共5个。从施工难点、钻完井工艺技术、钻井液技术等3个方面介绍了该井现场实施的过程。该井油层钻遇率达到100％，初期日产油62t，是同一区块水平井产量的3倍、直井产量的10倍，取得了显著的开发效果。该井的成功设计与实施为我国复杂结构井技术的发展积累了宝贵经验。     

注蒸汽水平井井筒内参数计算新模型

注入蒸汽在水平井筒内流动时，蒸汽沿着水平段的质量流量越来越小，且加速度压降不等于零，导致蒸汽的物性参数发生变化，而蒸汽物性对井筒内蒸汽的沿程参数分布有较大影响。依据质量守恒和能量守恒，建立了注入蒸汽干度沿水平段的变化方程，利用动量守恒原理，推导了沿水平井筒的蒸汽干度分布和压力分布计算公式，构建了摩擦力做功、湿蒸汽混合物密度、水平段吸汽量和井筒与油层之间的热传递计算模型，模型同时考虑了变质量流与蒸汽PVT参数的变化对计算结果的影响，采用按压力增量迭代的计算方法对模型进行求解。实例的模型计算结果与油藏数值模拟结果对比表明，新模型具有较高的计算精度。     

断块稠油油藏化学吞吐工艺技术研究与应用

胜利油田封闭断块稠油油藏储层发育，非均质性严重，流体物性差，油水关系复杂，开采难度大，采出程度低。针对该类油藏开发中存在的注汽压力高、注汽效果差、周期产油量低等问题，分别开展了CO2、高分子降黏剂FSP 体系以及二者协同作用改善稠油物性机理研究。在矿场应用中，结合油藏地质特点，不同开发特征井应用不同的化学吞吐工艺组合，现场实施6 口井，截至目前累计增油2 500 t，且各井仍持续见效，取得了良好的增油降水效果。     

气体钻水平井稳定器安放位置与井斜控制研究

针对XS–001H 气体钻井水平井段的井眼轨迹控制问题,建立了全井段水平井井斜控制的有限元模型,该有限元模型可以任意调整水平段钻具组合参数和稳定器的安放位置来进行井斜控制的力学机理研究。重点研究了钻铤钻具组合、无磁抗压缩钻杆钻具组合、稳定器不同安放位置与井斜控制的力学机理和关系,并得到了相应钻具组合下,钻头侧向力与稳定器间距的定量关系曲线,不同钻具组合在水平段的最大挠度与稳定器的变化关系曲线,这些结果为气体钻水平井段的井斜控制提供了定量的理论数据,并得到了现场应用。     

复杂结构井蒸汽吞吐影响因素及优化研究

利用复杂结构井技术开发稠油油藏，可提高稠油油藏的动用程度，注汽开采时优势更明显,可有效增加波及范围，从而大幅度提高采收率。目前对复杂结构井产能预测模型的研究远落后于矿场实际应用，预测结果与实际生产效果出入较大，尤其是对复杂结构井注蒸汽热采，考虑多因素条件下很难求得解析解。根据某油田已实施的多口复杂结构井蒸汽吞吐实际数据，利用灰色关联方法，以初期产能作为参考序列，油层厚度、渗透率、复杂结构井长度、井距、夹角、注汽参数等作为比较序列，最终依据关联度计算公式得到不同影响因素的关联度,并对复杂结构井开发效果的影响因素及其程度进行评价，得出影响复杂结构井蒸汽吞吐效果的主控因素，并针对主控因素进行了优化研究，为稠油油藏利用复杂结构井进行蒸汽吞吐开采提供了必要的技术参考依据。     

S 油藏产能评价及开发方式优化设计

S 油藏属于复杂断块和局部异常高压油藏，在对其地质特征以及现有10 口试油测试和试采井共23 井次的测试资料系统分析基础上，运用层序地层学、试井边界探测分析、产能评价等多种油藏工程方法对S 油藏P1、P2、P3 组等3 套含油层系的压力系统、原油性质、测试产能、米采油指数和采油强度等开发设计所需技术政策界限进行了评价，认为：P1 组为一套正常压力系统、普通黑油为主、测试折算日产油能力在20 t 左右、米采油指数较高的弹性水压驱动油藏；P2、P3 组为异常高压、轻质挥发油为主、测试折算日产油在4050 t 左右、米采油指数较高的天然能量驱动油藏。结合S 油藏地质条件，综合运用单井经济极限控制储量、经济极限井网密度、以及经济最佳井网密度等计算方法确定了S 油藏合理井网密度和井距，运用复杂断块油藏建模及数值模拟方法对注水开采S 区块P1 油藏、天然能量间歇开采P2 和P3 油藏的开发方案进行了优化设计，提出最佳开发方案为部署直井14 口井，水平井3 口，预测15 年后方案累产油93.48104 t，采出程度分别达到22.53%、8.19% 和12.95%。     

水平井置胶成坝深部液流转向数值模拟

采用水平井置胶成坝深部液流转向技术思路, 应用 ECLIPSE 数值模拟软件, 分别以二层二维、 韵律渐变的五层二维和四注九采复杂五层井网模型为对象, 研究了胶坝位置、 高度、 组合以及措施时间等敏感因素对胶坝改善水驱效果的影响。数值模拟结果表明： 对于正韵律厚油层, 水平井置胶成坝技术是一种有前景的提高采收率技术; 胶坝位于注采井中部或是靠近油井的地方效果较好; 胶坝的高度越高, 改善水驱效果越好; 多个胶坝组合使用, 并且达到厚油层 40% 以上高度时, 增油效果更加明显; 采取措施时间越早, 改善水驱效果越好, 即使在油井高含水阶段开展措施, 仍可以显著提高油层水驱采收率; 多个胶坝结合使用或与堵水技术相结合, 可以进一步改善开发效果。为高含水油田水平井置胶成坝技术的现场实施提供可行的参考。     

水平井注采井网合理井间距研究

为解决水平井注采井网合理井间距问题,从水平井渗流理论出发,运用拟三维思想,采用保角变换的方法,利用势叠加原理推导了水平井注采井网稳态压力分布公式,得到水平井注采井网渗流场图。根据水平井单井控制面积与井间距的关系,推导了水平井井网井间距计算公式。分析认为：水平井井网井间区域中心附近存在难动用区,井间区域内可动用面积大小与注采井距、水平段长度、井间距有关。在此基础上,提出了水平井井网合理井间距的确定方法,对水平井注采井网在油田开发中的应用,特别是开发方案的设计提供了理论基础。     

聚合物驱剩余油数值模拟定量描述

针对聚合物驱后剩余油分布更加零散，准确描述剩余油分布难度大，以孤岛油田注聚先导区为研究原型，建立精细地质模型，通过油藏数值模拟方法，对聚合物驱剩余油分布规律及其影响因素进行研究，提出了基于成因分类和形态分类的剩余油分布模式，定量描述了每种类型剩余油饱和度及其相对储量，指出厚油层顶部和压力平衡滞留区是剩余油的主要富集区，储层变异系数、地层原油黏度、夹层分布位置、注聚用量是聚合物驱受效剩余油的主要影响因素。在此基础上模拟了变形井网和水平井与直井组合井网两种开采方式，提出了聚合物驱后进一步改善后续水驱开发效果的技术思路。矿场应用表明，研究结果对聚合物驱剩余油描述与挖潜具有指导意义。     

稠油油藏水平井侧向重力水驱技术研究

针对常规水驱开发稠油油藏效果较差的问题，提出了顶部注水水平井侧向重力水驱技术。在水平井注水室内评价实验基础上，分别从纵向和平面上分析了稠油油藏水平井侧向重力水驱的驱油机理，认为侧向重力水驱技术能够充分利用注入水和底水能量，提高油藏纵向动用程度，同时加大油藏的水驱波及系数和局部驱油效率。以某底水稠油油藏为概念模型，对水平井侧向重力水驱注采井网和生产层位进行了优化研究，得到最优的注采井网形式、注采井距和水平段走向，获得不同底水体积大小和韵律特征下生产井无因次避射高度优化图版和无因次射孔井段长度优化图版。为指导同类油藏实施水平井侧向重力水驱井网设计和纵向射孔层段设计提供了标准和依据。     

陆梁油田薄层底水油藏水平井井筒模拟研究

新疆陆梁油田呼图壁河组油藏发育一类特殊的薄层底水型油藏，其特点是油层厚度薄，构造幅度低，底水能量大，利用水平井开采，表现出无水采油期短、含水率上升速度快、产量递减大的特点。针对这些问题，采用水平井数值模拟方法，建立了考虑摩擦压力损失的水平井井筒模型，明确了摩擦压力损失对水平井的压力分布以及水平段产量的影响，在此基础上，分析研究了水平井底水锥进的水脊特征，判断了水平井出水位置，提出了封堵出水井段并结合油藏工程方法确定了水平井合理产液量，从而达到抑制底水快速锥进，减小压力损失，降低含水率上升速度的目的。