超稠油直井-水平井组合蒸汽辅助重力泄油物理和数值模拟

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蒸汽辅助重力泄油技术在超稠油开发中的应用

收稿日期:2007-01-20;改回日期:2007-02-02 作者简介:张方礼(1961-),男,教授级高级工程师,1983年毕业于大庆石油学院油藏工程专业,现任中油辽河油田公司副总地质师兼勘探开发研究院院长、《特种油气藏》主编。

文章编号:1006-6535(2007)02-0070-03蒸汽辅助重力泄油技术在超稠油开发中的应用张方礼,张丽萍,鲍君刚,张　晖(中油辽河油田公司,辽宁　盘锦　124010)摘要: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(S AG D )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S AG D 试验。

通过2a 的现场应用,馆陶油层S AG D 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S AG D 开发可提高采收率27%。

S AG D 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。

关键词:蒸汽辅助重力泄油;超稠油;蒸汽吞吐;蒸汽腔;数值模拟;采收率;辽河油区中图分类号:TE345 文献标识码:A前　言目前,国外重油开采在现场试验成功并得到工业化应用的技术主要是蒸汽辅助重力泄油技术(S AG D ),其理论首先是由R 1M 1Butler 博士[1,2]于1978年提出的、最初是基于注水采盐的原理,将这一原理应用于注蒸汽热采过程就产生了重力泄油的概念。

蒸汽辅助重力泄油必须通过注汽井和采油井来实现(注汽井位于采油井的上部)。

对于在地层原始条件下无流动能力的高粘度原油,首先要实现注采井之间的热连通(油层温度达到原油可流动温度),该阶段为油层预热阶段。

形成热连通后,由注汽井连续不断地向油层注入高干度蒸汽,使其在地层中形成蒸汽腔,通过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依靠重力作用泄流至下部的生产井中产出。

蒸汽辅助重力泄油技术研究进展

开采方法。
１国内外ＳＧＡＤ技术研究进展
ＳＧＡＤ技术由国外学者首先提出，经过详细在深入的研究后，已进入全面的矿场实践阶段，现相应的改善ＳＧＡＤ技术方法也得到进一步的研究。
了７０多个重质油田，源量可达３０Ｘ１ｓ以资００ｔ上＿。在世界石油资源大量被采出后．ｌｊ，这些难以开
采的稠油和超稠油资源将是今后的开采方向。开
采稠油和超稠油资源的最好方式是热力采油，但随
着生产规模不断扩大，油蒸汽吞吐开发的矛盾逐稠
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第１４卷第１期２０１７年２）月
文章编号：１００６—６３（０７０ —００５５２０）１０７—０４
特种油气藏
ＳｅｉｌＯｌａｄＧａｓｒｏｒｐｃｉｎｓＲｅｅｖｉａｓ
在辽河油田杜８４块开展ＳＧＡＤ先导试验，今已至
取得了很大进展。Ｊ１１国外ＳＧ．ＡＤ技术研究进展ＢｔｒＳｅｈｎ（９１首先提出了ＳＧｕｌ和ｔｅｓ１８）ｅｐＡＤ
不同时问段的数值模拟结果与试验模型的累计产
（９１、ｕｌ（９７、ｕｉｔ１８）Ｂｔｒ１８）Ｓｇｎｏ和Ｂｔｒ１９）ｅａｕｌ（９０Ｊｅ
被广泛应用于生产实践。我国自开展ＳＧＡＤ先导试验以来，也在不断探索适合我国油藏情况的最佳

稠油油藏蒸汽辅助重力泄油参数优化研究

ｈｗｍｕｈｔａｌａｏｆｅｓｎｊｃｉｏｃｔｏｔｎｏｌｄｉｅｔｎ—ｐｏｕｔｎｐｒｍｔｓｎｕｎｅｅｄｖｌｐｅｔｆＡＤ，ｎｅｅｓｈｃｉｗｌａｎｏｒｄｃｏａａｅｒｉｆｅｃｄｔｅｅｍｎｏＧａｄｔａｉｉｅｌｈｏＳｈｆ－
ｖｌｐｎｕｎｈｅｐｏｕｔｏｅｏｍｅｔｄｒｇｔｒｄｃｉｎ．ＴｈｏｅｉａｕｒｃｌｍｏｌｏＡＧＤｓｃｅｔｄｔｅｃｂｅｔｅｐｏｃｉｎｐｏｒｓｆｉｅｒｔｃｌｎｍｅａｄｅｆＳｉｗａｒａｅｏｄｓｒｈｒｄｕｔｏｒｇｅｓｏｉ
ｖ￣ｅｌ— ｏｚｎａｗｌＡＤａｄｏｔｚｅｌａｏｆｅｓａｄｉｊｃｏ — ｒｕｔｎｐｒｍｔｓｕｉｇｏａｓｅｉ — ｒｏｔｌｅｓＳＧｎｐｉｅｔｃｔｎｏｌｎｅｔｎ— ｏｃｏａａｅｅｓｉｒｔａａｈｉｌｍｉｈｏｉｗｌｎｉｐｄｉｒｎｌｅ
ＳＧｅｕｒｄａｐｏｕｔｎｍｎｔｉｇｔｓｓｍｔａｙａｊｓｗｌｐｒｍｔｒｉｒｅｐｉｉｅｓａｈｍｅｅＡＤｒｑｉｒｄｃｏｏｉｒｔａｉｌｄｔｅａａｅｓｎｏｄｒｏｏｔｚｔｅｍｃａｂｒ－ｅｉｏｎｏｙｅｃｌｕｌｅｔｍｅｈｔｄ
・
８０・
广州化工
２１年３第７期０１９卷
稠油油藏蒸汽辅助重力泄油参数优化研究

重力泄水辅助蒸汽驱开采机理及油藏工程设计

大庆石油地质与开发Petroleum Geology ＆ Oilfield Development in Daqing2023 年 8 月第 42 卷第 4 期Aug. ，2023Vol. 42 No. 4DOI ：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202204039重力泄水辅助蒸汽驱开采机理及油藏工程设计李培武曹峻博张崇刚李鑫杨光璐李迎环（中国石油辽河油田公司勘探开发研究院，辽宁盘锦124010）摘要：针对辽河油田稠油区块蒸汽吞吐后期产量低、转换开发方式难度大的问题，按照“垂向泄水提高热效率、直平采液提高采注比、水平井注汽提干度、注采泄稳定控制扩波及”的技术思路，开展重力泄水辅助蒸汽驱油藏工程研究，进一步明确开采机理并明确了各阶段开发特征，并对油藏工程关键参数进行优化设计。

研究表明：采用上下叠置水平井与直井组合的立体井网，实现了平面蒸汽驱替、垂向重力泄水的渗流模式；重力泄水辅助蒸汽驱立体井网可为蒸汽腔的形成创造良好的条件，有效缓解了深层、特-超稠油埋藏深、沿程热损失大造成的井底蒸汽干度低、注采不同平衡等系列矛盾；重力泄水辅助蒸汽驱可划分为直井、水平井井间热连通，重力泄水辅助蒸汽驱驱替阶段和蒸汽驱调整3个阶段；重力泄水辅助蒸汽驱现场试验取得较好的开发效果，预计汽驱结束采收率可达到58.6%，为深层-特深层稠油开发方式转换提供了新途径。

研究成果为同类油藏进一步提高采收率提供了借鉴。

关键词：重力泄水辅助蒸汽驱；深层稠油；水平井；注采参数中图分类号：TE345 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）04-0099-06Development mechanism of gravity water⁃drainage assisted steamflooding and reservoir engineering designLI Peiwu ，CAO Junbo ，ZHANG Chonggang ，LI Xin ，YANG Guanglu ，LI Yinghuan（E & D Research Institute of Petrochina Liaohe Oilfield Company ，Panjin 124010，China ）Abstract ：In the light of problems of low production and much difficulty in development mode conversion at the latestage of CSS in heavy oil blocks of Liaohe Oilfield, on the basis of technical ideas of “improving thermal efficiency by vertical water drainage, increasing production -injection ratio by producing fluid from vertical wells and horizontal well, increasing injected -steam dryness with horizontal wells, and increasing swept volume by stably controlled in‑jection -production -drainage ”, reservoir engineering of gravity water -drainage assisted steam flooding is studied to further determine development mechanism and development characteristics of each stage, and key parameters of res‑ervoir engineering are optimized. The results show that a flow pattern of areal steam flooding and vertical gravity drainage is realized by using 3D well pattern consisting of stacked horizontal wells and vertical wells. 3D well pat‑tern of gravity water -drainage assisted steam flooding provides favorable conditions for the formation of steam cham‑ber,effectively mitigating a series of contradictions of low bottom hole steam dryness and injection -production imbal‑ance caused by deep buried ultra -extra heavy oil with much heat loss along wellbore. Gravity drainage assisted steam flooding is divided into 3 stages: thermal connection between vertical wells and horizontal wells, displacement stage of gravity drainage assisted steam flooding stage and steam flooding adjustment stage. Field test of gravitydrainage assisted steam flooding achieves good development results, with recovery factor at the end of steam flooding收稿日期：2022-04-14 改回日期：2022-12-08基金项目：国家科技重大专项“辽河、新疆稠油/超稠油开发技术示范工程”（2016zx05055）。

直井与水平井组合注汽在超稠油开发中的应用

（表１）。
表１加密水平井与新区水平井效果对比
１．２加密水平井投产后注汽压力低，生产时间短，
生产效果差
井号水平段轮注汽澎 § 注汽压产液产油油汽长睦，ｍ发置，ｔｌ￣Ｕｔ／ｍ力Ｐａ量，ｔ墨，ｔ比加密井３７＆５１伽
工作。
１５４
２解决生产矛盾的方法
内蒙古石油化工
２０１３年第１２期
井组措施后比措施前增加注汽量１０４６２ｔ，同在
直井与水平井组合注汽有效解决了超稠油开发中的矛盾，改善了直井和水平井生产效果，其主要原理包括多井整体吞吐和三元复合吞吐。
２０１３年第１２期
内蒙古石油化工
１５３
直井与水平井组合注汽在超稠油
开发中的应用
范晔华
（中油辽河油田公司特种油开发公司，辽宁盘锦１２４０１０）
摘要：超稠油主要采取蒸汽吞吐的开采方式，随着油田开发的推进，直井逐渐进入高轮，生产效果不断变差；采出程度高，地下亏空大的因素也导致了井间干扰日趋严重，汽窜频繁；加密水平井的生产效果不理想。通过实践得出直井与水平井组合注汽技术能够解决超稠油开发中存在的这些矛盾，直井水平
中图分类号：ＴＥ３５７．４４

隔夹层对直井水平井蒸汽辅助重力泄油开发效果的影响

隔夹层对直井水平井蒸汽辅助重力泄油开发效果的影响李巍【摘要】辽河油田兴VI组SGAD先导试验区储层中由于隔夹层的存在,使得直井水平井SAGD蒸汽腔扩展以及开发效果受到影响.在分析试验区地质特征的基础上,通过建立理论模型的方法,研究了SAGD过程中夹隔层对蒸汽腔的扩展规律、含水率以及开采程度的影响.研究结果表明:隔夹层仅在SAGD开发初期对蒸汽腔的扩展产生一定的影响,导致井组含水高、产量低,蒸汽腔的斜面比较粗糙,使得其泄油面增长.但总体上不会影响蒸汽腔的形成以及SAGD开发的最终采收率,只是在刚形成蒸汽腔时对其局部的扩展起到了一定的减缓作用,导致各阶段的生产时间不一样.采用在直井与水平井之间以重力泄油为主,在直井与直井之间是以蒸汽驱为主的复合开发方式,在注汽井隔夹层上下同射,直井辅助生产,实现SAGD与蒸汽驱联合驱开采的方式,可以有效地降低隔夹层在SAGD开发中的影响.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)004【总页数】5页(P28-32)【关键词】隔夹层;SAGD;直井水平井;蒸汽腔;联合开采【作者】李巍【作者单位】东北石油大学石油工程学院,大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TE355.9在超稠油蒸汽吞吐后期，蒸汽辅助重力泄油(SAGD)是一种提高采收率的有效接替方法[1—3]。

其通过流体对流与导热相结合，以蒸汽作为加热介质，依靠原油的重力作用对稠油进行开发的热采技术；因此，SAGD过程中蒸汽腔的扩展发育对SAGD的开发效果会产生很大影响[4—6]。

关于夹层对SAGD开发效果的影响以及相应的对策方面，国内外开展了大量的数值模拟研究。

2002年，Pooladi-Darvish和Mattar[7]通过二维数值模拟，研究了当油藏中存在气顶及顶水时，夹层的连续性对SAGD开发效果的影响。

2008年，Ipek等人[8]通过数值模拟方法对SAGD油藏中的夹层开展了研究，他们通过建立并计算一系列数值模拟模型尝试研究通过循环压力操作来提高油藏的渗透率。

春风油田排601块水平井蒸汽驱井网类型优化物理模拟实验

春风油田排601块水平井蒸汽驱井网类型优化物理模拟实验王海涛;伦增珉;吕成远;赵清民;何应付;骆铭【摘要】Steam flooding is the dominant technology replacing horizontal-well steam soaking in the late development stage of heavy oil reservoirs, and its development effect is impacted by the style of horizontal well pattern. In this paper, the heavy oil reservoir in shallow thin layers in Pai 601 Block, Chunfeng Oilfield was taken as the study object. A high temperature/high pressure 3D scaled physical model was established according to the similarity criteria. Then, physical simulation experiment was carried out on steam flood-ing in row well pattern, five-spot well pattern and inverted nine-spot well pattern. It is indicated that the growth of temperature field in the process of steam flooding is mainly controlled by the displacement pressure difference between injection well and production well.The injected steam mainly flows to the areas of low flow resistance, such as adjacent well, high permeability belt and high-temperature low-viscosity oil band. In the early stage of steam breakthrough, a large amount of crude oil is still produced from the model. After the experiment ends, there is abundant remaining oil in unswept regions. In the oil reservoir conditions of Pai 601 Block, the ultimate recovery factor of steam flooding in row well pattern, five-spot well pattern and inverted nine-spot well pattern is 45.10%, 41.90%and 38.30%, respectively, and their maximum cumulative oil/steam ratio is 0.69, 0.63 and 0.53, respectively. Based on comprehensive comparison, the effect ofrow well pattern is the best. The main mechanisms and phenomena in the process of steam flooding include high-temperature viscosity reduction, high-temperature volume expansion, high-temperature steam distillation and crude oil cracking, high sweep efficiency and steam overlapping. The research results provide the effective support for the design of horizontal-well steam flooding in Pai 601 Block, Chunfeng Oilfield.%蒸汽驱是稠油油藏水平井蒸汽吞吐进入开发后期主要的接替技术,而水平井的井网形式影响着蒸汽驱的开发效果.以春风油田排601块浅薄层稠油油藏为研究对象,依据相似准则,建立了高温高压三维比例物理模型,并开展了排状井网、五点井网、反九点井网条件下蒸汽驱物理模拟实验.研究结果表明:蒸汽驱过程中温度场的发育主要受注入井与生产井间的驱替压差的控制,注入蒸汽主要流向流动阻力小的区域(临近井、高渗条带、高温低黏油带);蒸汽突破初期,依然有大量的原油从模型产出;实验结束后,蒸汽未波及区域存在大量剩余油.在排601块油藏条件下,排状井网、五点井网和反九点井网蒸汽驱的最终采收率分别为45.10%、41.90%和38.30%;排状井网、五点井网和反九点井网最大累积油汽比分别为0.69、0.63和0.53,综合对比排状井网效果最优.蒸汽驱过程的主要作用机理和现象包括:高温降黏作用、高温体积膨胀、高温蒸汽蒸馏和原油裂解作用、高波及效率和蒸汽超覆.研究结果可以有效支撑春风油田排601块水平井蒸汽驱设计.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2017(039)002【总页数】8页(P138-145)【关键词】稠油;蒸汽驱;水平井井网;物理模拟;温度场;采收率;驱替机理【作者】王海涛;伦增珉;吕成远;赵清民;何应付;骆铭【作者单位】页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室;中国石化石油勘探开发研究院;页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室;中国石化石油勘探开发研究院;页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室;中国石化石油勘探开发研究院;页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室;中国石化石油勘探开发研究院;页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室;中国石化石油勘探开发研究院;页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室;中国石化石油勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】TE357.4春风油田排601块位于准格尔盆地西部，油藏埋藏浅（大部分小于600 m），储层厚度小于10 m，原油黏度大（28℃时为30～90 Pa·s）。

蒸汽辅助重力泄油渗流机理研究

本文应用数值模拟方法对两种布井方式下sagd的蒸汽腔形成过程及泄油过程进行研究将数值模拟中网格参数的数据点导出利用surfer制图软件制作了蒸汽腔形成过程中蒸汽腔刚刚形成的泄油初期蒸汽腔完全发育的泄油高峰期及蒸汽腔到达油层顶部后的泄油后期不同阶段蒸汽腔截面的温度场压力场剩余油分布场的场图更直观的证实了两种泄油方式理论及蘑菇云剖面理论的正确性更形象的描述了蒸汽及原油在不同泄油阶段的流动特征两种布井方式蒸汽腔特点及泄油特征的差别也有一定体现
图软件制作了蒸汽腔形成过程中蒸汽腔刚刚形成的
６ｏ
８Ｏｌ００１Ｏ８２０６
泄油初期、蒸汽腔完全发育的泄油高峰期及蒸汽腔
到达油层顶部后的泄油后期不同阶段蒸汽腔截面的温度场、压力场、剩余油分布场的场图，更直观的证
设计ＳＧＡＤ水平采油井位于靠近油层底部的区实了两种泄油方式理论及“ 蘑菇云” 面理论的正剖注汽井为水平注汽井或三口垂直注汽井确性，更形象的描述了蒸汽及原油在不同泄油阶段块中心处，注汽井位于水平采油井的垂上方，的流动特征，两种布井方式蒸汽腔特点及泄油特征两种布井方式，的差别也有一定体现。
种泄油方式的共同作用导致蒸汽腔的 “ 菇状 ” 蘑剖
面。
表１原油粘温关系表
温度／Ｃ￣
４２
一
．
８
原油粘度／ｍａ－）（Ｐｓ
本文应用数值模拟方法，对两种布井方式下ＳＧＡＤ的蒸汽腔形成过程及泄油过程进行研究，将数值模拟中网格参数的数据点导出，利用Ｓｒｒｕｅ制ｆ
４长庆油田公司采油一厂地质所；．，５火庆油田公司采油五厂；，６辽河油田公司研究院）

稠油SAGD技术及其应用

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术
SAGD的产油速度预测
在斜面泄油条件下，水平井沥青产量的计算公式为：
qo=2L×[(2Kogαφ(Soi-Sor)hρos/mμos]1/2
式中：q0─采油速度，m3/s； L─水平井段长度，m； K0─原油有效渗透率（≈Ka），m2； a─地层热扩散系数，m2/s； Soi─初始含油饱和度，小数； Sor─残余油饱和度，小数； h─斜面高度；m； ρos，μos─在蒸汽温度下沥青密度和粘度，kg/m3，Pa.s；
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术
SAGD的主要影响因素
油藏深度
➢ 油藏深度主要有两个考虑：一是蒸汽最高注入压力，另一个是井筒热损失率。如果油藏太浅，注汽压力会受到限制。因此对于水平井注蒸汽开采，特别是蒸汽辅助重力泄油，注入压力不能超过油层破裂压力，这样，蒸汽的温度也不能提高。对于特稠油或超稠油，原油粘度仍然很高，导致原油流度低，开采效果变差
➢ CNRL:
2010 年达到 15,000 t/d
➢ OPTI Canada: 2004 年建成 5000 t/d 产能
合计：
2010 年计划超过 100,000 t/d，
预计采收率超过50%
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术
Tangleflags 油田直井与水平井组合实例
➢ 位于加拿大Lloydminster重油区，埋深480-550m ➢ 油层厚度15-25m，并有5-10m底水和2-3m的气顶 ➢ 水平渗透率2000－3000md，垂直与水平渗透率比值
SAGD过程的生产特征
➢ 利用重力作为驱动原油的主要动力 ➢ 利用水平井可获得相当高的采油速度 ➢ 加热原油不必驱动冷油而直接流入生产井 ➢ 见效快 ➢ 采收率高 ➢ 累积油汽比高 ➢ 除大面积页岩夹层外，对油藏非均质性不敏感

水平井火驱重力泄油(CGD)物理模拟实验研究

层纵向动用程度，可以实现超稠油的火驱开发。生产过程中最大的油藏和工程风险来自于燃烧带前缘沿着水平井筒突进，但通过从垂直注气井的中上部射孔和水平井的两侧部署垂直井用于排气，可以有效降
低水平井突破的风险。
５ＭＰａ，最高工作温度为９００ ℃。
油的方法，而是采用将油、水、砂按设计比例充分搅
收稿日期：２Ｏ１２一ｌｌ一２Ｏ
３８
内蒙古石油化工
２０１３年第１期
的匹配关系目前尚未完全掌握，需要经过反复多次
开，有助于提高燃烧带波及体积。因此，建议矿场试验中可以部署若干这样的排气直井，有条件的话也可以利用温度、压力观察井，使其具备排气功能。［参考文献］
ＸｉａＴＸ，ＧｒｅａｖｅｓＭ．Ｕｐｇｒａｄｉｎｇａｔｈａｂａｓｃａｔａｒ
模型装填包括模拟井／点火器安装、传感器安
装、模型系统试压、油层岩心装填、造束缚水、饱和油
等。对于特稠油和超稠油，由于原油在地层条件下缺
乏流动性，一般难以采用中间容器直接向模型饱和
三维火驱物理模拟实验系统的最大工作压力均为
３．５在水平井的两侧部署垂直井用于排气．也可以
的室内实验以及通过油藏数值模拟手段加以深入研究解决。

超稠油油藏直井与水平井组合SAGD技术研究

ｉｎｓｕｐｅｒ－ｈｅａｖｙｏｉｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒＬＩＵＳｈａｎｇ — ｑｉ，ＷＡＮＧＸｉａｏ — ｃｈｕｎ，ＧＡＯＹｏｎｇ — ｒｏｎｇ，ＹＡＮＧＬｉ — ｑｉａｎｇ。ＹＯＵＳｈｉ — ｊｉａｎｇ
超稠油油藏直井与水平井组合ＳＡＧＤ技术研究
刘尚奇，王晓春，高永荣，杨立强，由世江
（１．中国石油勘探开发研究院；２．中国石油辽河油田公司）
基金项目：中国石油天然气股份有限公司“ 十五 ” 超前共性科技项目
（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８，Ｃｈｉｎａ；２．ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＬｉａｏｈｅＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ１２４０１０，Ｃｈｉｎａ）
中图分类号：ＴＥ３４５文献标识码：Ａ
ＳＡＧＤｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｓ
ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

井楼油田水平井蒸汽辅助重力驱油数值模拟

１３．，注汽温度２０Ｃ件下，图１为获得的不同蒸汽干度下的累积产油量的关系曲线。可见随着蒸汽５。条
干度的提高，累积产油量都在增大，ＳＡＧＤ开发效果逐渐变好。
２２注汽速度．
从蒸汽驱全系统热损失的角度看，随着注汽速度的增加，井筒、地面及底层的总损失将减少，热能
［关键词］蒸汽辅助；重力驱油；蒸汽干度；注气速度；剩余油饱和度［中图分类号］Ｔ３７４Ｅ５．［文献标识码］Ａ［文章编号］１０９５（０８２— ５４一３００— ７２２０）Ｏ０６Ｏ
１建立模型
蒸汽辅助重力驱方法的基本机理是热流体对流与热传导相结合，它是以蒸汽作为热源，依靠原油的重力作用开采稠油。设计模拟６口水平井，３口位于油层中部，３口位于油层底部，上下两平行，上面
３口井注汽，下面３口井采油，水平井段１０ ’ ４ｍ，注采井距离１ｍ，平均注汽速度１０ｍ。ｄ５０／，注汽温度
２０，水平井人口端蒸汽干度６。模拟选用Ｃ５℃ ＯＭＧ数值模拟软件的ＳＴＡＲＳ热采模型。
通过井楼一区油藏地质资料，建立超稠油油藏地质模型。模型采用三维网格直角坐标系，、方向Ｊ．厂
维普资讯
石油天然气学报（汉石油学院学报）２０年４江０８月第３卷第２０期ＪｕｎｌｆｉａｄＧｓＴｃｎｌｙ（．Ｐ）Ａｒ２０Ｖ１０ｏ２ｏｒａｏｌｎａｅｈｏｇＪＪＩ０ｏｐ．０８ｏ．Ｎ．３

SAGD精细数值模拟方法探讨

SAGD精细数值模拟方法探讨张国禄【摘要】常规油藏精细模拟技术是指其模拟结果能够给出典型单砂层或每个单砂层各项开发指标的模拟技术,一般是整体网格细化,时间段精细划分.不同油藏类型、不同开发方式,精细模拟过程中考虑的重点有差别.针对注水开发油田的高含水阶段,提出了时空精细模拟方法.本文针对蒸汽辅助重力泄油(SAGD)方式,采用精细数值模拟方法正确反映SAGD的采油机理,准确描述蒸汽腔的形成过程、扩展速度、扩展方向和扩展形态,从而预测SAGD的生产动态和开发指标,为油田开发决策提供可靠数据.%Fine conventional reservoir simulation technology refers to the simulation result gives the typical single sand layer or the development indexes of each single sand layer. It generally has the whole mesh refinement and fine division of time period. Because of the different reservoir types and different development methods, the key points to be considered in the process of fine simulation process are different. The spatio-temporal fine simulation method is proposed aimed at the high water-cut stage of water injection development. According to the method of steam assisted gravity drainage (SAGD), the fine numerical simulation method is used to reflect the oil production mechanism of SAGD correctly, the formation process of steam cavity, expansion speed, expansion direction and expansion form is described accurately, this article predicts the production dynamic and development index of SAGD and provide reliable data for oilfield development decision.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】2页(P106-107)【关键词】蒸汽辅助重力泄油;数值模拟;稠油热采;蒸汽腔【作者】张国禄【作者单位】中国石油辽河油田分公司辽宁 124010【正文语种】中文【中图分类】T实现精细数值模拟必须实现以下三个因素的精细研究:首先是精细油藏描述研究,包括油藏构造、沉积相、储层物性、隔夹层分布的描述;其次是油藏流体的精细描述研究,包括原油组分,组分性质;第三是数值模型精细描述研究,包括水平井、油藏与水平井间流动的描述.油藏精细描述已经有成熟的技术,这里主要针对后两种因素进行研究.利用现有的数值模拟软件CMG公司的STARS,对影响精细模拟SAGD过程的因素进行对比研究,力争实现SAGD开发过程的真实模拟.原油是非常复杂的多组分混合物,里面存在着上百种化合物,这些物质的物理性质和对温度变化的反应有很多不同.但是为了模拟过程的快速顺利进行,常假设稠油中只存在一个重组分,而忽略了轻质组分,用一个总体组分的大概性质来代替整个组分系统内的不同物质的组合.这种模拟方法可以大大减少模型中用到的组分个数,从而提高运算速度.但是对于热采过程来说,在高温的条件下,原油中一些轻质组分首先通过蒸馏机理被采出,而其中的一些重质组分只能在高温条件下发生降粘流动.对于普通的热采过程,轻组分的高温挥发是一个次要的机理,主要是靠高温降粘.而在超稠油SAGD模拟过程中,轻质组分蒸馏为气体对于整个开发过程有比较重要的意义.从多组分和单组分模拟方式的生产数据统计表(表1)中可以看出,多组分模拟相对于单组分模拟,生产时间延长700天,累产油量提高3.2万吨,采出程度增加5%,累计注汽量高出13.2万吨.由于多组分模拟的时间较长,累积注汽量大,造成两种方式的累积油汽比比较接近.而在生产阶段后期,由于轻组分挥发然后被采出的效率要低于降粘流动的效率,单组分模拟比多组分模拟的日产油量要高,造成单组分模拟过程的采油速度略高.也就验证了在稠油开采过程中,采油速度取决于降粘提高采收率的效率. 动态网格指在模拟过程中,网格的大小和数量根据动态参数变化,自动对网格加密和粗化,而静态均匀网格不发生变化.对比动静态数值模拟结果发现(图1),随着生产时间的增加,产油曲线出现了比较明显的升高现象.这是因为动态网格温度加热油藏需要一个过程,所以初期相对变缓,后期升高.生产结束时(表2),动态网格相比静态网格,累产油量增加3.5万吨,采出程度提高5.1%,采油速度提高0.38%.图2显示两种方法模拟的温度场分布明显不同.静态网格温度场分布呈倒三角形,而且蒸汽腔的顶部没有扩展到模型的边界.而温度场在动态网格模拟下,蒸汽腔表现的特点是,注采井间较窄,注汽井上部发育很充分,呈现喇叭形;同时,蒸汽腔上部不仅扩展的宽度大,而且蒸汽腔的侧壁倾斜角度更大.在注采井之间,由于动态网格的效果,可以明显的观察到生产井和注入井之间有温度差存在.综上,使用动态网格模拟方法得出的蒸汽腔发育过程更接近于理论分析和实验中观察到的结果.(1)多组分模拟相比单组分模拟,流体描述更精确,能较完全体现稠油热采过程中的蒸馏机理,更精确的描述超稠油油藏SAGD整个采油过程.(2)动态网格相比静态网格,增加了工作效率,提高了模拟SAGD蒸汽腔扩展特征的精度,较真实地预测SAGD的开发动态和指标.张国禄(1967-),男,中国石油辽河油田分公司;研究方向:油气田开发.【相关文献】[1]王厚东,闫伟,孙金等.稠油热采井注热过程数值模拟与参数优选[J].中国海上油气,2016,28(5):104-109.[2]秦百平,吕修祥,张振红等.油气藏数值模拟及其对开发的意义__以鄂尔多斯盆地油房庄油田定31井区长1油藏为例[J].天然气地球科学,2004,15(5):531-535.[3]郭正怀,关振良,杨永利等.应用油藏数值模拟方法研究聚驱后剩余油分布规律[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2010,32(5):284-288.[4]李元觉,王家华.断块层状油藏剩余油分布数值模拟[J].西安石油大学学报,2006,21(3):41-43.[5]于东海,任允鹏,王真等.多层系油藏剩余油分布的精细数值模拟技术[J].油气地质与采收率,2002,9(5):34-36.[6]郭鸣黎.数值模拟技术表征复杂断块油田剩余油分布的几种方法[J].断块油气田,2003,10(2):48-50.[7]唐明云,施安峰,王晓宏等.轻质组分挥发对蒸汽热采稠油影响的数值模拟[J].2012,33(6):1043-1048.[8]姜汉桥,谷建伟,陈月明等.剩余油分布规律的精细数值模拟[J].石油大学学报(自然科学版),1999,23(5):31-34.[9]崔红岩,李冬冬,林新宇等.双水平井蒸汽辅助重力泄油数值模拟研究[J].长江大学学报(自然科学版),2011,8(6):15-20.[10]武毅,张丽萍,李晓漫等.超稠油SAGD开发蒸汽腔形成及扩展规律研究[J].特种油气藏,2007,6(12):40-44.[11]梁作利,唐清山,柴利文.稠油油藏蒸汽驱开发技术[J].特种油气藏,2000(02).[12]杨立强,陈月明,王宏远,田利.超稠油直井-水平井组合蒸汽辅助重力泄油物理和数值模拟[J].中国石油大学学报(自然科学版),2007(04).[13]贾江涛.稠油热采数值模拟自适应网格法计算软件开发研究及实例应用[D].中国科学技术大学,2014.[14]林承焰,王文广,董春梅,张宪国,任丽华,史祥锋.储层成岩数值模拟研究现状及进展[J].中国矿业大学学报,2017(05).[15]王菁菁,黄辉,唐志伟,聂超群.油田高含盐污水雾化蒸发的数值模拟[J].化工环保,2017(04).。

蒸汽辅助重力泄油改善汽腔发育均匀性物理模拟

石
１８８２０１３年４月
油
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ＰＥＴＲ０ＬＥＵＭＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ
文章编号：１０００ — ０７４７（２０１３）０２ — ０１８８ — ０６
ＭａＤｅｓｈｅｎｇ，ＧｕｏＪｉａ。ＺａｎＣｈｅｎｇｒ，ＷａｎｇＨｏｎｇｚｈｕａｎｇ，ＬｉＸｉｕｌｕａｎ，ＳｈｉＬｉｎ
，
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｈａｎｃｅｄＯｉｌＲｅｃｏｖｅｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆＰｏｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；３．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｙｆｒｏｒＴｈｅｒｍａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆＭｉｏｎｉｓｔｙｒｆＥｏｄｕｃａｔｉｏｎ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）

改善蒸汽辅助重力泄油技术研究进展

第37卷第1期2020年3月25日油田化学Oilfield ChemistryVol.37No.125Mar，2020文章编号：1000-4092（2020）01-185-06改善蒸汽辅助重力泄油技术研究进展*舒展，裴海华，张贵才，葛际江，蒋平，曹旭（中国石油大学（华东）石油工程学院，山东青岛266580）摘要：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。

参45关键词：稠油；蒸汽辅助重力泄油（SAGD ）；超稠油油藏；采收率；综述中图分类号：TE345文献标识码：ADOI：10.19346/ki.1000-4092.2020.01.032*收稿日期：2019-06-27；修回日期：2019-08-23。

基金项目：国家重点研发计划“稠油化学复合冷采基础研究与工业示范”（项目编号2018YFA0702400），山东省自然科学基金项目“纳米颗粒稳定乳状液在油藏孔隙介质中形成条件及流度控制机理研究”（项目编号ZR2019MEE085），中央高校基本科研业务费专项资金“多孔介质中化学驱油体系在稠油中的粘性指进机制及调控方法研究”（项目编号18CX02096A ）。

作者简介：舒展（1995-），男，中国石油大学（华东）油气田开发专业在读硕士研究生（2017-），研究方向为提高采收率与采油化学，E-mail ：864518785@ 。

裴海华（1984-），男，副教授，硕士生导师，本文通讯联系人，中国石油大学（华东）油气田开发工程专业博士（2013），从事油气田开发工程的教学和科研工作，通讯地址：266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号中国石油大学（华东）石油工程学院，E-mail ：peihaihua@ 。

蒸汽辅助重力泄油超覆机理研究

蒸汽辅助重力泄油超覆机理研究王春生;徐玉建;田明磊;董国庆;仪记敏;孟珊【摘要】如何控制蒸汽腔变化,充分利用蒸汽超覆作用扩大蒸汽波及区域,极大程度地发挥重力对热流体的泄流作用,是蒸汽辅助重力泄油蒸汽超覆机理研究的技术关键.结合中深层巨厚砂岩稠油油藏特点,及直平组合立体开发井组结构,推广应用蒸汽超覆理论,简化蒸汽超覆系数.根据考虑重力超覆的稠油热采两区模型,建立了考虑蒸汽超覆的地层热效率计算模型,分析蒸汽超覆对地层热效率的影响.运用数值绘图软件,直观展示液相等压面及蒸汽相前缘变化趋势,合理解释蒸汽前缘滞后现象.通过分析注采参数、油藏参数、井网结构参数等对液相等压面、蒸汽相前缘变化的影响规律,探索如何利用蒸汽超覆及控制蒸汽腔变化的方法,为蒸汽辅助重力泄油的高效开发提供理论依据.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)013【总页数】5页(P173-177)【关键词】蒸汽辅助重力泄油;蒸汽超覆;机理研究;地层热效率【作者】王春生;徐玉建;田明磊;董国庆;仪记敏;孟珊【作者单位】东北石油大学,大庆163318;东北石油大学,大庆163318;东北石油大学,大庆163318;东北石油大学,大庆163318;东北石油大学,大庆163318;东北石油大学,大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TE345为有效开发具有埋藏深、局部夹层发育、原油黏度高、蒸汽吞吐采收率低等特点的稠油油藏，在传统的SAGD的基础上建立了适合稠油油藏特性的蒸汽辅助重力泄油立体开发方式，在开采过程中，蒸汽和地层流体的密度和黏度存在差异，热流体对流过程中蒸汽作为热流体在地层冷流体上方流动，导致蒸汽超覆现象。

在蒸汽超覆研究方面，Van Lookren在1983年研究了重力超覆现象，推导出了用于描述蒸汽区形状的方程，提出用蒸汽超覆系数Ard来表征蒸汽驱中可预计的蒸汽超覆程度，研究了拟流度比为0时的蒸汽驱前缘形状[1]。

SAGD技术开采稠油（可编辑）

SAGD技术开采稠油SAGD技术开采稠油一、国内外研究现状在过去的时间里，全球工业化应用的稠油开采技术，一般只适用于粘度低于10000mPa??s的普通稠油，目前国内外针对超稠油的开采技术发展较快，已进入矿场先导试验阶段或工业型试验阶段的技术有:蒸汽吞吐、蒸汽驱、水平井蒸汽辅助重力泄油技术 SAGD 、水平裂缝辅助蒸汽驱、火烧驱技术。

从目前国内外稠油开采情况看，由于超稠油原油粘度高，油层条件下流动能力低，依靠压差驱动的方式难以获得成功。

在国内，对蒸汽辅助重力泄油 SAGD 开发方式进行详细研究的单位有辽河油田、新疆石油管理局、总公司研究院。

1996年辽河油田和总公司研究院曾与加拿大MCG公司合作，研究认为在杜84块兴隆台油层兴V工组、馆陶油层可采用SAGD开发，最终采收率为45%-60%。

在国外，蒸汽辅助重力泄油 SAGD 开发方式在加拿大和委内瑞拉获得了商业化成功应用，尤其在加拿大在不同类型的油田中已经开展了20多个重力泄油的先导试验区，并建成了5个商业化开采油田，其中两个规模较大的油田已建成了日产5000吨重油的产能，另一个油田已建成日产7000吨产能，预计2010年在加拿大依靠重力泄油开采方式的重油产量将超过每天10万吨。

重力泄油开采方式已成为开采重油，特别是超稠油的主要手段。

重力泄油开采方式的最终采收率一般超过50%，高的可以达到70%以上。

二、 SAGD机理介绍蒸汽辅助重力泄油技术是开发超稠油的一项前沿技术，其理论首先是罗杰??巴特勒博士于1978年提出的，最初的概念是基于注水采盐的原理，即注入的淡水将盐层中的固体盐溶解，浓度大的盐溶液由于其密度大面向下流动，而密度相对较小的水溶液浮在上面，这样可以通过持续在盐层的上面注水，从盐层的下部连续的将高浓度的盐溶液采出。

高浓度盐溶液向下流动的动力就是水与含盐溶液的密度差，将这一原理用于住蒸汽热采过程中就产生力重力泄油的概念。

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。