稠油蒸汽吞吐辅助层内水热催化裂解数值模拟研究
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究稠油（heavy oil）是一种具有较高粘度的原油，常常存在于油田开采中。
为了提高稠油的开采效率，蒸汽吞吐注汽工艺（CSS）被广泛应用于稠油开采过程中。
本文将对稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺进行深入研究，探讨其工艺原理、应用场景以及发展趋势。
一、工艺原理稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺是通过向油层注入高温高压蒸汽，使得稠油在地层中升温、降粘和减压，从而改善流动性，最终实现油藏的开采。
该工艺主要包括三个步骤：首先是蒸汽吞吐阶段，通过向井底注入蒸汽，使得稠油在地层中被蒸汽吞吐，从而提高其流动性；其次是蒸汽驱替阶段，通过注入蒸汽将稠油驱替到井口，并采出地面；最后是注汽阶段，向油层注入蒸汽以维持驱油层的温度和压力，保持驱替的效果。
二、应用场景稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺主要应用于煤矿稠油和油砂矿稠油的开采过程中。
由于煤矿稠油和油砂矿稠油具有高粘度、低渗透率和高密度等特点，传统的采油工艺很难实现有效开采。
而蒸汽吞吐注汽工艺通过提高油藏温度和降低油粘度，提高了稠油的流动性，从而成功实现了大规模稠油开采。
三、工艺优势稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺具有许多优势。
它可以有效提高稠油的采收率和开采速度，提高了稠油资源的利用效率。
该工艺可以减少环境污染，降低采油过程中的温室气体排放量。
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺还可以减少水和化学品的使用量，降低了开采成本，对于油田的可持续开发具有重要意义。
四、发展趋势目前，随着人们对于环保和能源利用的重视，稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺正逐渐成为稠油开采的主流工艺。
未来，该工艺将更加注重技术创新和工艺优化，以提高开采效率、降低开采成本、减少环境影响。
随着科技的不断进步，蒸汽吞吐注汽工艺也将不断演变和完善，为稠油开采提供更多可能性。
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺是一项重要的油田开采工艺，对于加快稠油资源的开发利用、提高资源利用效率和保护环境都具有重要作用。
随着该工艺的不断发展和改进，相信它将为稠油开采带来更多的机遇和挑战。
河南油田超稠油油藏热化学辅助蒸汽吞吐技术研究
ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｉ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ， ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ａ ｍ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ， ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｒ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ
海上底水稠油油藏蒸汽吞吐可行性研究
粘 度 ｌ１６ｍＰ ｓ ７ ａ・ 。冷采 单 井 产 量较 低 ， 在 经 济 处
开发极限的边缘 ， 采用蒸汽吞吐后 ， 获得了很好 的开
发 效果 和经 济效 益 ， 预计 采 收率可 以达 到 ３％ 。 ８
稠油油藏蒸汽吞吐的调研结果表明 ３， ］边底 水对蒸
汽吞 吐开 发效 果影 响较 大 ， 生产 含水 上升 速度 快 ， 边
吴永彬等 ．海上底水稠油油藏蒸汽吞 吐可行 性研 究． 钻采 工艺 ，０ ７ ３ （ ） ７ ７ ，０ ２０ ，０ ３ ：６— ７ ９ 摘 要 ：针对埕北油 田 Ａ １ 的开发现状 ， ３井 结合 国内外类似 油藏开发 实例 ， 明埕北 Ａ １ 有可能 通过蒸 汽 表 ３井 吞 吐改善开发效 果 ， 而底水将是影 响埕北 Ａ １ ３ 井蒸汽吞 吐开发效 果的关键 因素 ｝ 后利用数值 模拟方 法 ， 然 预测 Ａ １ ３ 井蒸汽吞 吐的开发效 果 ； 并在 以上综合研究基 础上给出 了埕北 Ａ １ ３ 井蒸 汽吞吐的可行性。 关键词 ： 稠油油藏 ； 汽吞吐 ； 蒸 底水 ； 数值模拟
埋 深 渗透率
９ ５ ｍ） １（
３ ０ ００
油层 有效厚度 孔 隙度
６（ １ ｍ） ３．（ ） ３５ ％
（ ×１ 一 ０ ｍ ）
塞油层 ， 造成严重 的油层伤害， 这种伤害形成后 ， 常 规作业方法如酸化 、 热洗等都很 难清 除堵塞物。调 研结果表 明采用蒸汽吞吐后 ， 以清除这种堵塞 ， 可 使 油井产量大幅度提高 ３ 。如高升 １０ １ ５６井及委 内 瑞拉 Ｏ Ｉ ＩＯ重油带 Ｍ Ｂ一 １ 水平井 ， Ｒ ＮＣ Ｆ ４８ 地下原油
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钻
・
采
工
艺
稠油注蒸汽开采后期转热水驱数值模拟及可行性研究
立 了薄 层 稠 油 注 蒸 汽 开 采 后 转热 水 驱 的筛 选 标 准 ， 可 为 类似 油 田 开发 提供 参 考 。
［ 键 词 ］ 热 水驱 ；数 值 模 拟 ； 可行 性 ；筛 选 标 准 关 ［ 图分 类 号 ］ Ｔ ３ ７ ４ 中 Ｅ ５ ．４ ［ 献标识码］Ａ 文 ［ 章 编 号 ］ １ ０ ９ ５ （０ １ ５ ２ ５— ３ 文 ０ ０— ７２ ２ １ ）０ —０ ５ ０
１ ． ８ ８ ４ 。
２ 转 热 水驱 开 发 注 人参 数优 化 设 计
１ ）注入 压 力优 化 根据 油 藏 特 点研 究 ，注 入压 力 以不 压 破 地 层 为 前 提 ，取 地 层 破 裂 压 力 的 ８ ％ ，普 通 稠 油 Ⅱ类 油 藏 注 水 温度 不 应 低 于 ９ ￣ ０Ｃ，特 稠 油 油藏 不 应 低 于
１ 转 驱 时 机 优 化 研 究
研 究 表 明 ：普 通 稠 油 、特 稠 油 在 采 出 程 度 大 于 ２ ． ３ 和 １ ． ８ 后 ，转 驱 后 的 累 积 产 油 量 上 升 明 ０ ６ ８ ４ 显 减 缓 ，净 产 油 量 下 降 过 快 ， 因 此 ，确 定 合 理 转 驱 时 机 为 ： 普 通 稠 油 吞 吐 采 出 程 度 ２ ％ ， 特 稠 油 ０
水驱 后很快 几效 ．而ｊ 韵 律油藏 的最大 日产油量 出现的较 晚 ，而且 明显低 于其 他几类 油藏的最 大 日产油 尢 Ｅ
量。
４ 不 同 注 人方 式 转 热水 驱 效 果研 究
研究 表明 ：普通稠 油油藏 水汽交 替驱累积 产油量 最大 ，但从 经济 角 度考 虑 ，热 水驱 经济 效益 最好 ， ・ 净 现值最 高 ；对 特稠油 油藏 ，水 汽交替 驱累积产 油量最 大 ，净现值 也最 高 （ １ ） 表 、２ 。
浅析稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐的应用—化工管理
浅析稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐的应用—化工管理2016年12月浅析稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐的应用—化工管理杨凯（辽河油田欢喜岭采油厂热注作业一区，辽宁盘锦124010）摘要：注氮气可以改善蒸汽吞吐效果，目前在国内新疆、辽河、胜利等油田已有应用，取得了很好的效果。
开展稠油油藏注氮气提高采收率，尤其是辽河油田，多数为稠油油藏，吞吐注蒸汽的过程中注入氮气，有效减缓稠油产量递减，本文结合其注氮适应性、作用机理、操作参数进行粗浅的探索。
关键词：辽河油田；稠油油藏；蒸汽吞吐；采收率；氮气；蒸汽；采收率目前我国已开发油田的标定采收率为32.3％，仍然有60%以上的地质储量需要采用新工艺、新方法、注入新介质进行开采，提高采收率有较大的余地。
提高采收率工作是油田开发工作者永恒的主题。
目前蒸汽吞吐使用各种助剂改善吞吐效果，助剂主要有天然气、氮气、溶剂(轻质油)及高温泡沫剂(表面活性剂)，生产周期延长，吞吐采收率由15%提高到20%以上。
20世纪70年代美国和加拿大不仅开展了室内实验，而且对不同的油藏进行了注氮气开发。
89年我国开始了注氮气开发油田的实验，到90年代中期，由于膜分离制氮技术在中国的发展，为氮气在油田开采上的应用提供了有利条件。
目前辽河油田、克拉玛依稠油油藏应用广泛。
1注氮气加蒸汽吞吐提高开发效果的机理通过氮气加蒸汽注入稠油油藏，保持地层压力，延长吞吐周期，通过实践数据可使吞吐时间延长1~2个月。
原油溶气膨胀，改变饱和度分布，加快原油排出。
随着注入气量的增加，原油溶解气膨胀相当于增加了地层含油饱和度，也提高了油相的相对渗透率。
底部含油饱和度较高，溶气膨胀是注氮气提高采收率的一个重要原因。
界面张力降低可以提高驱油效率，油氮气的界面张力比油水之间的界面张力降低了近70%，有利于提高驱油效率.注氮气减小热损失，环空注氮气，可改善隔热效果，提高井底蒸汽干度,降低套管温度，保护套管。
注氮气增加波及体积，在注蒸汽的同时注入氮气，在油层中可扩大加热带。
稠油油藏注蒸汽和烟道气数值模拟研究
稠油油藏注蒸汽和烟道气数值模拟研究
朱汇;常毓文;沈德煌;陈荣灿;霍进
【期刊名称】《特种油气藏》
【年(卷),期】2003(010)0z1
【摘要】为提高克拉玛依油田九6区特稠油蒸汽吞吐后期及转蒸汽驱开发效果,进行了注蒸汽添加锅炉烟道气机理、地质参数敏感性、注采参数优化和经济评价等研究.研究结果表明:在适宜的油藏条件下,蒸汽加烟道气吞吐和蒸汽加烟道气驱比单纯的蒸汽吞吐和蒸汽驱效果都有明显的改善.蒸汽吞吐后期加锅炉烟道气可使该区吞吐周期延长2～4轮次,单井产量提高1459 t,采出程度提高7.02%;蒸汽驱过程中添加烟道气可使采出程度提高3.7%.
【总页数】3页(P59-60,63)
【作者】朱汇;常毓文;沈德煌;陈荣灿;霍进
【作者单位】中油勘探开发研究院,北京,100083;中油勘探开发研究院,北
京,100083;中油勘探开发研究院,北京,100083;中油新疆油田分公司,新疆,克拉玛依,834000;中油新疆油田分公司,新疆,克拉玛依,834000
【正文语种】中文
【中图分类】TE319;TE345
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3.薄互层普通稠油油藏烟道气驱数值模拟研究 [J], 鲍君刚
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稠油在不同气氛下高温分解产物研究
稠油在不同气氛下高温分解产物研究摘要:为了研究稠油在不同气氛下的高温反应产物,研究了草桥稠油与水蒸气、二氧化碳、氮气在380℃条件下的产气量、产油量和焦沥青产量,分析了气相产物和油相产物的组成,研究了不同体系的高温反应机理。
实验结果表明:外在气体可明显减少气相产物和焦沥青的产量,而使油相产物增加。
水蒸气可与稠油发生水热裂解反应,产气量、焦沥青产量和气相中的H2S产量低于稠油-二氧化碳体系和稠油-氮气体系;二氧化碳可以抽提稠油中的轻质组分,焦沥青产量低于稠油-氮气体系。
这说明稠油在不同气氛下的高温裂解产物具有较大的差别。
关键词:稠油水蒸气二氧化碳氮气高温分解引言由于稠油的开发难度大,因此稠油的开发技术要求更高。
目前稠油的开采方法主要包括蒸汽吞吐、二氧化碳吞吐、氮气隔热助排技术、蒸汽辅助重力泄油法、表面活性剂法、微生物降粘法开采技术、两种或两种以上技术联用等[1]。
这些方法以注蒸汽等热力采油方法为主。
在注入蒸汽开采稠油的过程中,蒸汽与稠油及有机物之间发生7水热裂解反应[2～8],采出的稠油性质发生了一系列的变化,使稠油的饱和烃、芳香烃含量增加,胶质、沥青质含量降低,使采出稠油的黏度和平均分子量下降。
而二氧化碳吞吐开采稠油的过程中,二氧化碳溶解于原油中降低原油黏度,并使原油膨胀,改善油水密度比和流度比,以及一定的酸化作用和内部溶解气驱作用。
氮气隔热助排过程中,氮气与蒸汽同时进入地层,提高了地层压力,当油井开井生产时,氮气体积膨胀,注入地层中的氮气反向流入井内,使油水返排,起到助排的作用,从而增加了油井产量,并延长了有效期[10]。
在高温条件下,氮气、二氧化碳等气体与稠油之间除了这些物理变化外,是否发生了类似于水蒸气和稠油之间的化学反应,这需要深入的研究,因此本研究开展了高温下稠油与不同气体之间化学反应产物的分析。
1 实验1.1 实验仪器及材料所用实验装置见图1。
实验材料为草桥稠油(饱和烃31.0%,芳香烃30.9%,胶质35.4%,沥青质2.70%,70℃黏度为3448mPa·s),去离子水,CO2,N2等。
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究稠油开采是指对稠油等高粘度原油进行开采和生产过程的总称。
由于稠油的高粘度和黏度大，常规的开采工艺难以适用，因此需要采用一些特殊的工艺来进行开采和生产。
蒸汽吞吐注汽工艺是目前广泛应用于稠油开采的一种方法，通过注入蒸汽来改善油田渗流条件，以提高原油采出率。
本文将对稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺进行研究和分析。
一、稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺概述蒸汽吞吐注汽工艺是一种通过注入蒸汽来降低原油粘度，改善储层渗透率，从而提高原油采出率的技术。
该工艺通常包括蒸汽注入、蒸汽吞吐和注汽三个阶段。
在蒸汽注入阶段，高压蒸汽通过井口注入到油藏中，使油藏内部温度升高，原油粘度降低；在蒸汽吞吐阶段，将注入的蒸汽压力降低，蒸汽由储层中的原油吞吐回来，同时带出部分原油；在注汽阶段，继续注入低压蒸汽，保持储层温度，达到稳产目的。
二、稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺原理1. 蒸汽注入原理蒸汽注入是将高温高压的水蒸汽通过井口注入到油藏中，将储层温度和压力升高，使原油粘度降低，改善油藏渗流条件。
同时蒸汽对原油的热量传导可以使原油的温度升高，粘度降低。
2. 蒸汽吞吐原理蒸汽吞吐是指在蒸汽注入后，降低注入蒸汽的压力，利用储层内部能量，使注入的蒸汽能够吞吐回来，并带出部分原油。
蒸汽吞吐的过程中，原油的渗透性和流动性得到显著改善，原油采出率增加。
3. 注汽原理注汽是指在蒸汽吞吐后，继续向油藏中注入低压蒸汽，以维持储层温度和压力，保持稳定的油田产能。
三、稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺的优势1. 提高采出率蒸汽吞吐注汽工艺可以有效改善储层渗流条件，降低原油粘度，提高原油采出率。
相比传统的稠油开采方法，蒸汽吞吐注汽工艺具有更高的采出率，可以更充分地开采稠油资源。
2. 降低开采成本蒸汽吞吐注汽工艺可以通过注入蒸汽来改善储层渗流条件，无需额外开采设备，降低了开采成本。
由于提高了采出率，可以降低单位原油开采成本。
3. 减少地面环境污染相比其他开采方法，蒸汽吞吐注汽工艺无需进行地面破坏性作业，降低了对地面环境的影响，减少了环境污染。
稠油蒸汽吞吐热裂解行为研究
２ １ 实验 用稠 油的性 质 ． 实 验所用 稠 油取 自胜 利 油 田 、 河 油 田和塔 河 辽
油田， 其理化性质见表 １ ．
胶质、 沥青质含量大是稠油黏度高的重要原因． 从 表１ 以看 出 ，种 稠油中胶质沥青质含量之 和 可 ３
收稿 日期 ： ０ ６０ —５ ２ ０ —４２
（ 分析纯 ， 天津化学试剂有限公 司） 中性氧化铝 （ 、 层
析用 ， 上海 五 四化学试 剂有 限公 司 ） ． 等
１ ２ 实验 方 法 ．
稠油的热处理是在高压釜中进行的． 处理完后 ， 冷至室温 ， 收集气体和油样． 对气体通过气相色谱仪 分析裂解气 的组成 ； 对油样用元素分析仪分析其元 素组成 ， 用液 固吸附色谱 法进行 四组分分析＿ ， ３ 用 Ｊ ＭＣ 流变仪测定其黏度 ， １ 并通过反应前后油样在 ７ ０
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２０ ０ ６年 ９月
第２ １卷第 ５ 期
西 安石油 大学学报 （ 自然科学版 ） Ｊｕｎ ｌ ｆ ｎＳ ｉｏ ｉ ｒｉ （ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ ａ ｈ ｕＵｎｖ ｓｙ Ｎａ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｘｉ ｙ ｅ ｔ ｕ ｅ ｉ
张贵 才 ， 潘斌林２葛际江 ， 焕芝 ， 张
（． １ 中国石 油大 学 石油工程学 院， 山东 东 营 ２ ７ ６ ； ． ５ ０ １ ２ 胜利油 田地质科学 院 采收率室 ， 山东 东营 ２ ７ １ ） ５ ０５
摘要 ： 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． Ｇ Ｈ 用 Ｓ Ａ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 油样热降黏效果的影响． 种 结果表 明： 种稠油在 蒸汽吞吐 ３ 过 程 中重质组 分 均会发 生热 裂解 ， 实现永 久性 降黏 ； ２０ ３ ０℃ 之 间 ， 油 开始 发 生 裂 解 ； 同 在 ５－ ０ 稠 在
九5区J230井区稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐效果简析
东 南 缓倾 的单 斜 ， 地层 倾 角 ４ ６． 一 套 弱氧 化 环境 。 。为 ～
下 的辫状 河 流 相沉 积 。 层 中部 深 度 ４ ０ 该 区非 均 油 ２ ｍ，
质 性严 重 ， 油层 由多 个单 砂体 叠 加 而成 ． 属大 容量 、 高
孔隙 、 高渗 透储集 层 。
表 １ 九 区历 年 注氮 气措 施效 果对 比表
系 数 大 的特 点 ， 注蒸 汽 的 同 时注 入氮 气 ， 扩 大蒸 汽 可
加 热半径 ， 加蒸 汽 的波及体 积 ； 增 （） ３ 增加 弹性 气 驱能量 。 油井 注氮 气后 ， 在重 力分 异 作 用下 ， 气 从油 层 底 部 向顶 部 运 移 ， 集 在构 造 氮 聚
的较 高 部 位 ， 成 次 生气 顶 ， 强 了 原 油 附加 弹 性 气 形 增
驱 能量 ， 动 原 油 流 动 ， 大驱 油 面 积 ， 高 开 发 效 驱 增 提
果：
（） ４ 降低 界 面张力 。氮气 与 原油 间界 面 张力一 般
为 ８９ ／ 而水 和原 油 的界 面 张力 高 达 ３ ． ＭＮ ｍ， ．ＭＮ ｍ， Ｏ ／ ５
究， 筛选 出吞 吐 轮次 相对 较低 、 井 汽窜 、 油 出砂 较 少 的
力下降 ， 气体 膨 胀 ， 助 排 作用 ， 高 回采水 率 ， 善 起 提 改
多 周期 的开发 效果 ：
（ ） 隔 热 作用 ， 低 热损 失 。油 套 环 空 注 入氮 ７起 降
气 ， 于氮 气 的导 热 系数 低 ， 由 在油 套 环 空 中起 隔热 作
用， 降低 井筒 中的热 损失 ， 高井 底蒸 汽 干度 ． 提 同时 降 低 了套 管温 度 ， 到 了保护 套管 ， 长寿命 的使 用 。 起 延
大庆西部稠油水平井蒸汽驱数值模拟研究
摘
要
大庆西部斜坡江 ５ ５区块 油藏埋藏深度 浅 ， 油藏温度低 ， 油层厚度 比较薄， 直井冷采产量很低 ， 因此开发该 油藏的比较
可能的开采方式为水平井蒸汽驱和水平井蒸汽吞吐。为 了改善其开 发效果 ， 针对 水平 井蒸汽驱 ， 应用 Ｃ ＭＧ数值模 拟软件 在 三维地 质建模 的基础上对注采参数进行 了优化。通过 改变井距 、 水平 段长度 、 采注 比、 蒸汽干度 、 汽速度 等生产参 数 ， 测 注 预
三 组油 层 ， 力 层 萨 二 、 组 油 层 局 部 地 区 存 在 微 主 三 幅度构 造 ， 断层规模 较 小 。
地 下粘 度较 大 的稠油 加 热 降粘 ， 后 在 蒸 汽蒸 馏 的 然 作用 下 ， 原 油 驱 向邻 近 多 口生 产 井 采 出 ＿２。水 把 ｌ ｌ Ｊ 平 井蒸 汽驱 开 采 方 法 是 继 蒸 汽 吞 吐后 紧 接 着 进 行 的一种 可 以显 著 提 高 原 油 采 收 率 的方 法 。水 平 井 蒸 汽驱 提高 开采 效果 的采 油 机 理 主 要有 如 下 几 种 ： 重力 泄 油 ； 流体 驱 替 ； 温 降 粘 作 用 Ｊ 以大 庆 西 升 。 部江 ５ ５稠油 区块 为 例 ， 过 Ｃ 通 ＭＧ数 值模 拟 软 件 中 的 Ｓ Ａ Ｓ模块 对水 平井 蒸汽 驱 的注采参 数 （ ＴＲ 包括 注
汽 速度 、 汽 干 度 、 注 比、 距 和 井 网 布 置 方 式 蒸 采 井
江５ ５区块为 典 型 普 通 稠油 油 藏 。原 油 粘 度 对 温 度 的敏感 性 较 强 ， 随着 温 度 的升 高 ， 油 粘 度 逐 原 步 降低 ， 温度 上升 到 ９ 二 ０ｃ 以上 时 ， 度 降 至 常规 油 Ｉ 粘 粘 度值 。根 据 原 油 粘 温 曲 线 ， 算 油 层 温 度 （９ ５ 推 １． ） 下脱 气 油粘度 约为 １ ０ Ｐ ｓ ０ｍ ａ・ 。 ４
边水稠油油藏蒸汽吞吐后转冷采物理模拟研究
王焱伟 *，刘慧卿，东晓虎，张琪琛
中国石油大学（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 昌平 102249
摘 要：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。 关键词：稠油；蒸汽吞吐；化学冷采；边水；物理模拟
Abstract: Aiming at limited effect of thermal recovery of the edge water heavy oil reservoir with, the development method of cold recovery after steam stimulation is put forward. The physical simulation experiment of heavy oil reservoir with edge water is carried out by using the high temperature and high pressure three-dimensional physical simulation system. The temperature field of the steam stimulation process under the influence of the edge water and the production dynamic characteristics before and after the chemical cold recovery are studied. The results show that in the process of steam huff and puff development of heavy oil reservoir with edge-water, the heating range of oil layer is asymmetric due to the influence of edge-water intrusion. With the increase of steam stimulation cycle, the heating range of the oil layer near the edge water is obviously shrinking, and the water channel is gradually formed, which makes the oil layer in the vicinity of the water intrusion area deteriorate. There is a mutual influence and restriction between the heating range of oil layer and the intrusion of edge-water. Viscosity reducer plays the role of emulsifying, reducing viscosity and weakening water invasion. Combined with the law of water penetration and rational utilization of edge-water energy, the recovery rate can be increased by 34 % by transforming steam stimulation into cold production. At the same time, the range of reservoir suitable for this technique is determined by numerical simulation. The results of this study can be used for reference in the development of heavy oil reservoirs with edge water. Keywords: heavy oil; steam stimulation; chemical cold recovery; edge water; physical simulation
蒸汽吞吐机理数值模拟与正交试验分析
第３３卷第４期 辽宁石油化工大学学报 Vol．３３ No．４２０１３年１２月JOURNAL OF LIAONING SH IH UA UNIVERSITY Dec．２０１３文章编号：１６７２桘６９５２（２０１３）０４桘０１０９桘０４蒸汽吞吐机理数值模拟与正交试验分析魏超平（中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营２５７０００）摘 要： 目前蒸汽吞吐是稠油开发中最常用的生产方法，其开采机理主要为地层能量驱动、原油加热降黏、加热改善油水相对渗透性、液体热膨胀和近井地带解堵。
但是，关于各种机理对蒸汽吞吐贡献的大小问题却鲜有论述。
利用油藏数值模拟软件，采用正交试验分析方法进行研究的结果表明，这五种机理对吞吐采收率的贡献从大到小的顺序为地层能量驱动、原油加热降黏、近井地带解堵、液体热膨胀和加热改善油水相对渗透性，并且前两者起决定性的作用，是蒸汽吞吐能否取得较高采收率的关键。
研究结果可指导设计人员高效地进行稠油油藏蒸汽吞吐开发设计，同时可指导研究人员利用数值模拟软件对蒸汽吞吐进行数值模拟。
关键词： 稠油； 蒸汽吞吐； 提高采收率； 油藏数值模拟； 正交试验中图分类号：T E３４５ 文献标志码：A doi：１０．３６９６／j．issn．１６７２桘６９５２．２０１３．０４．０２６Numerical Simulation of Cyclic Steam Stimulation ProductionMechanisms and Orthogonal Test AnalysisWEI Chaoping（Geoscience Research Institute o f Sheng li Oilfield Co．Ltd．，Dongying Shangdong２５７０１５，China）Received２８Au g ust２０１３；revised２０Se p tember２０１３；acce p ted２２November２０１３Abstract： Cyclic steam stimulation（CSS）is currently the most common p roduction method in heavy oil reservoir．Its main mechanisms are formation elastic energy‐driven，crude oil viscosity reduction by heating，improvement of oil‐water relative permeability，liquid thermal expansion and plug removal of near wellbore area．But the contribution of the mechanisms of cyclic steam stimulation is rarely discussed．By using reservoir simulation software and orthogonal test analysis，how to realize CSS simulation was described by the current p opular thermal recovery numerical simulation software，and showed that the importance sequence of these five kinds mechanisms contribution on CSS recovery was as follows：formation elastic energy，crude oil viscosity reduction by heating，plug removal of near wellbore area，liquid thermal viscosity and improvement of oil‐water relative p ermeability．And the p revious two p layed a decisive role，which were the high recovery g uarantee of CSS．Research findings could g uide designers to efficiently design CSS in heavy oil reservoirs and to use simulation software for CSS．Key words： Thick oil；Cyclic steam stimulation；EOR；Reservoir numerical simulation；Orthogonal testCorresponding author．Tel．：＋８６‐５４６‐８７１５４２０；e‐mail：chaopingwei＠１６３．com 蒸汽吞吐又名周期循环注汽，是将高温高压湿蒸汽注入油层，对油井周围油层加热，焖井换热后利用油层能量进行降压开采的一种生产方法。
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究
稠油开采是一种特殊的油气田开发方式，其中注汽是一种常用的油藏改造技术。
注汽工艺是指通过注入高温高压的蒸汽来降低原油的粘度，从而促进原油的流动，提高采油效果。
注汽工艺的研究对于稠油开采具有重要的意义。
注汽工艺主要包括蒸汽吞吐和蒸汽辅助重力排水两种方式。
蒸汽吞吐是指通过注入高温高压的蒸汽，使油藏内的原油受热膨胀，从而产生压力驱动，推动原油向井口流动。
蒸汽辅助重力排水则是在油藏底部注入蒸汽，蒸汽通过热量传递作用，使原油温度升高，粘度降低，从而实现原油的流动。
蒸汽吞吐工艺的主要特点是注汽量较大，压力和温度较高，适用于含沥青质的稠油开采。
蒸汽吞吐工艺的关键技术是确定合理的注汽参数，包括注汽压力、注汽温度、注汽量和注汽时间等。
合理的注汽参数可以提高原油的温度和压力，从而降低原油的粘度，使得原油能够流动。
注汽工艺的研究还需要考虑注汽周期和注汽延时等因素。
注汽周期是指注汽和放油的循环周期，一般来说，较长的注汽周期可以提高采油的效果。
而注汽延时是指注汽后需要一定时间才能达到最佳效果，不同地层和油藏具有不同的注汽延时时间。
注汽工艺的研究还需要考虑注汽方式和注汽井网的优化。
注汽方式包括单井注汽、多井注汽和井群注汽等方式，不同的注汽方式对于稠油开采有不同的效果。
注汽井网的优化可以提高注汽工艺的效果，包括井网的布置和井网的开采顺序等。
Z411块敏感性稠油油藏蒸汽吞吐开采数值模拟研究
网格 系统 确立后 ，需要 给每 个 网格块 赋 予地质 参数 。这 些参 数主 要包 括 ：油藏顶 深 、油层 厚 度 、孔 隙度 、渗 透率 及含 油饱 和度 等 。 由 于 Ｚ １ ４ １块 目前还 处 于详 探后储 量评 价 阶段 ，所钻 井 数较 少 ，没有 开展 详细 的油 藏描述 ，所 获得 的地 质参 数 比较 有 限 。同时本 研究
［ 关键词］敏感 性储层 ；稠 油油藏 ；蒸汽吞 吐；数值模拟 ；动态预测 ；王庄 油田
［ 图分 类 号 ］ Ｔ ３ ７ ４ 中 Ｅ ５ ． ［ 文献 标 识 码 ］ Ａ ［ 章编号］１０ 文 ０ ０—９ ５ 【０ ６ ｌ ０ １ 一Ｏ ７ ２ ２ ０ ）Ｏ 一 １ ８ ３
针对 王庄 油 田 Ｚ １ ４ １块油 藏原 油 性质 差 、粘度 高 、储 层有 较 强 水敏 性 的 特 点 ，使 用 了 研制 的 注蒸 汽
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石油天然气学报 （ 江汉石油学院学报 ） ２０ 年 ２ ０６ 月 第２卷 第１ ８ 期
Ｊ ｕｎｌ ｆ ｉａ ｄＧａ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ（ ．Ｐ ） Ｆ ｂ２０ Ｖ １２ Ｎ ． ｏｒａ ｏ ｌ ｎ ｓ ｅｈ ｏｏ Ｊ Ｊ Ｉ Ｏ ｇ ｅ． ０６ ｏ ８ ｏ１ ．
１ 地质模型的建立及生 产动态 的历史拟合
１ １ 地质模 型 的建 立 ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在 开展 Ｚ １ ４ １块油 藏吞 吐 开采评 价研 究 中 ，选 择 Ｚ １ 井作 为模 拟研 究 的对 象 ，主要 原 因是 Ｚ １ ４１ ４ １井 有 沙 三段完整 的测井试 油 资料 ，并 进行 了 相对较 长一 段时 间的试 采 ，试 采资 料 也 比较齐 全 。 在模 拟研 究 中建立 了单 井地 质模 型 ，控 制 区域为 ｌＯ Ｏ ｍＸ１０ ０ｍ，平 面上 划分 为 ９ ×９网格 ，纵 向上 ， 根据 Ｚ １ 井测 井解 释结 果划 分 为 ３段 油层 和 １个夹 层 ，因此 ，纵 向上划 分 为 ４个模 拟层 ，这 样 就 建立 ４ｌ
稠油油藏热力泡沫复合驱数值模拟研究
基金项 目 ： 国家科技重大专项 “ 热力 开采后稠油油藏提高采收率技术” ２０ Ｚ ００９— ０ （０９Ｘ ５０ ０４—０ ） ５ 作者简 介： 王敬 （９５一）男，０８年毕业于中国石油大学（ １８ ， ２０ 华东 ） 石油工程专业 ， 现为中国石油大学 （ 北京 ） 在读博士研 究生 ， 主要从事渗 流机理， 高采 提 收率等方面研究 。
体和耐高温表面活性剂 ， 使其在地层 内产生泡沫进 行复合驱替 开采稠油 的一种开发 方式 。因此 ， 热力泡沫复合驱兼备了蒸汽驱和泡沫驱的优点 ， 对
蒸汽吞吐只能采出井点附近有限区域内的原油 ， 井
间存 在大 量蒸 汽 难 以波 及 的 死 油 区 。随 着 蒸 汽 吞
收稿 日期 ：０ １２ ５ 改回 日期 ： １ ０ ２ ２ １０ ２ ； ２ １６ ０ ０
覆”和 “ 汽窜”问题 ，国内外专家研究 了各种控 制 蒸 汽 窜 流 或 提 高 蒸 汽 体 积 波 及 系 数 的 新 技 术＿ 』 ｌ 。利用发泡剂产生泡 沫降低蒸 汽流度的技 术显示 出较大 的潜力 ，即所谓 的热力泡沫复合驱
提高采 收 率技 术 。从 研 究 热 力 泡 沫 复 合 驱 提 高采
第 ５ 期 缈 ： 毛藏 １８卷 第０月 ２ １ 年１ ０ １
文 章 编 号 ：１０ ０ ６—６３ （ ０ １ ０ ０ ７ ５５ ２ １ ）５— ０ ５—０ ４
稠 油 油藏 热 力 泡 沫 复 合 驱 数 值模 拟研 究
王 敬 刘慧卿 王增林 ， ， ， 彭国红 ， 书敏 赖
７ ６
特 种 油 藏开发效果意义重大 。热力泡沫复合 驱提高采收率机理主要包括 ： 沫流体 降低 泡 蒸汽的流度 ， 控制蒸 汽汽窜和改善 油层 吸汽剖面； 随蒸汽注入的表面活性剂降低油水界面张力 ， 改善
稠油水热催化裂解机理的研究进展
随着常规原油 的采 出， 稠油 资源 的开发显得非
类 是供氢 剂 。
１ 催化 裂解
常迫切。因此 ， 对稠油进行一定程度的改质 ， 有效降 低其黏度， 成为稠油研究 的重点¨ Ｊ 。 稠油黏度高的根本原因是重质组分含量高和其
分子微观结构不同。其开采迄今仍是世界难题 。开 采 稠油 的方法 主要 分 为 四大 类 ， 热采 ， 冷采 ， 微 生 物 采油和化学降黏开采 ， 其中蒸汽吞 吐和蒸汽驱为主 要开采 方 法 ， 但 作 用 有 限。加 拿 大 科 学 家 Ｃ ｌ ａ ｒ ｋ
７ ５ ０ ０ ２ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ，Ｙｉ ｎ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｓｉ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ
ａ ｑ ｕ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｙ ｔ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ｎｉ ａ ｓ ｍ ｏ ｆ ａ ｑ ｕ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ
ｈ ｅ ａ ｙ ｖ ｏ ｉ ｌ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｖ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎ ｇ ａ ｑ ｕ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｙ ｖ ｏ ｉ ｌ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｗ ｅ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．Ａｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ ，ｔ ｈｒ ｅ ｅ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｓ ｒ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｍｅ ｃ ｈ ｎｉ ａ ｓ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｓ ｗａ ｓ ｅ ｍｐ ｈ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ａ ｑ ｕ ａ ｔ ｈ ｅ ｍ ｏ ｒ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；ｈ ｅ ａ ｙ ｖ ｏ ｉ ｌ；ｃ ａ ｔ ｌｙ ａ ｓ ｔ；ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ
氮气辅助蒸汽吞吐工艺在稠油油藏的应用
一、油田概况研究区域稠油油藏主要分布在南区及东区，油藏埋深840-960米，油层厚度10-20米，油藏边底水活跃。
稠油经过近二十年高效开发，井间汽窜以及蒸汽超覆造成的油层动用不均等问题成为制约油田开发的主要因素，同时，由于边底水影响，油田产量大幅下滑。
因此，如何提高注汽利用率，扩大油层加热带，对边底水油藏采取行之有效的控水措施，对油田采收率的提高具有重要意义。
二、氮气辅助蒸汽吞吐技术在注蒸汽开采稠油过程中，由于蒸汽与地下原油间密度差引起的重力分异作用和粘度差引起的粘滞指进，以及地层非均质性等因素，导致蒸汽超覆和汽窜现象，造成驱替波及系数小、采收率低。
若在稠油油藏注蒸汽的同时注入氮气，将会有效地改善蒸汽吞吐效果。
三、氮气压水锥技术1.作用机理其机理是利用油水粘度差，注入的氮气首先进入水锥，使其被迫沿地层向构造或油层下部运移，使水锥消失，并且降低油水界面。
同时，由于重力分异作用，氮气从油层底部向顶部运移，从而增加了一个附加弹性能量，延缓了油水界面的恢复。
2.数值模拟研究对于潜山底水油藏注氮气数值模拟研究主要开展了氮气不同粘度、不同注入量、不同注入速度研究。
室内评价认为，在注入氮气量相同条件下，当原油粘度降低时，油藏顶部含气饱和度逐渐增大;随着注入量增加，开采效果变好，当氮气注入量18.3×104m3时，油井开采效果最好，但氮气注入量再增加时，油井开采效果又随之变差;不同注入速度对油井的开采效果影响很小。
四、氮气泡沫调剖技术1.作用机理其机理是利用泡沫剂在地层大孔道中产生的泡沫来降低蒸汽的渗流能力，从而使注汽压力升高，迫使其后注入的蒸汽转向未驱替带，宏观上增大驱替体积，提高波及系数，同时，泡沫剂作为一种表面活性剂，能改善岩石表面的润湿性，提高驱油效率。
2.性能评价利用油田的油砂岩样、脱水原油及其模拟地层水，在室内对国内外几种泡沫剂进行了主要性能评价和筛选。
（1）发泡性及泡沫稳定性。
发泡性是指泡沫形成的难易程度和生成泡沫量的多少，以发泡体积衡量。
稠油油藏化学辅助蒸汽吞吐研究
ｌ 化学辅助方案优选
根 据油 藏原 注采参 数 ，模 拟预 测 １ ０个周 期 ，为 了达 到对 比效果 ，每种 方 案所 加 化 学 添舢 剂 用量 一 致 。共 设计 了 ９个方 案 。 以表 面 活性剂 １ ０ ０ ０元／ ｇ Ｏ ｋ ，Ｃ 气体 ２ ４ ． ０元 ／ ，Ｎ ｍ。 气 体 １ ７ ． ７元 ／ 计 算 ， ｍ。 可 以得 到表 １ 示结 果 ，其 中增 油成本 指 注人化 学剂 后 每增产 ｌ 原油 所需 费用 。 所 ｍ。
石油天然气学报 （ 江汉石油学院学报 ） ２ １ 年 １ 月 第 ３ 卷 第 ｌ 期 ０１ １ ３ １
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｌ ｎ ａ ｅｈ ｏｏｙ （．Ｐ ） Ｎ ｖ２１ Ｖ １ ３ Ｎ ．１ ｏｒ ａ ｏ ｄＧ ｓ ｃ ｎｌｇ ＪＪ Ｉ Ｏｉａ Ｔ ｏ．０１ ｏ ３ ｏ１ ． ・ ３ １ ｌ ・
蒸 汽 ＋ＣＯ ２ 蒸 汽 ＋Ｎ２ 蒸 汽 ＋ Ｃ ＋Ｎ２ Ｏ２ 蒸 汽 ＋ 表 面 活性 剂 ＋ＣＯ ｚ 蒸 汽 ＋ 表 面 活性 剂 ＋Ｎ： 蒸 汽 ＋表 面 活性 剂 ＋Ｃ ＋ Ｎ２ Ｏ２
［ 收稿 日期］ ２ １ ～ｏ ０ １ ６—２ ７ ［ 作者 简介］ 胡海霞 （ ９ ５ ） １８ 一 ，女 ，２ ０ 年三峡大 学毕业 ，硕士生，现主 要从事油藏工程 、油藏数值模拟方 面的学习和研究。 ０８
稠 油油 藏 化 学辅 助 蒸 汽 吞 吐研 究
胡 海 霞 喻高明 ，石 爻 （ 长江大学石油工 程学院， 湖北荆 ３０３ 州４４２） 梁 丽 梅 （ Ｊ 化 河 南 油 田 分 公 司 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 ，河南 南 阳 ４ ３ ３ ） ｑ石 ７ １ ２ 李旭宏 （ 石 油 新 疆 油 田分 公 司 采 油 工艺 研 究 院 ，新 疆 克 拉 玛 依 ８４ ０ ） 中 ３ ０ ０ 王 科 （Ｊ 油 长 庆 油 田 分 公 司第 五 采 油 厂 ，陕西 西 安 ７０ １ ） ｑ石 １ ０ － ８
蒸汽吞吐开采稠油研究概况
1 绪论在当今的世界石油生产中，除了为数不多的几个产油国，多数国家的常规开采已经到了中期或中后期，具体表现为开采难度加大，开采成本上升，产量递减。
为了今后的发展，世界上一些大的石油公司正在不断调整经营战略。
在我国也同样面临常规油后备储量严重不足的情况，在今后的若干年,原油的供需矛盾将会更加突出，在无法发现新的常规储量的情况下，动用稠油资源是缓解未来原油短缺的重要手段。
根据联合国培训研究署(UNITAR)1982年2月在第二届国际重油及沥青砂学术会议上提出的稠油定义：重质原油是指在原始油藏温度下脱气原油粘度为100~10000mPas，或者在大气压力下、15.6℃(60℉)时密度为：934一l000kg/m3,的原油；沥青砂油是指在原始油藏温度下脱气原油粘度超过10000mPas，或者在大气压力下、15.6℃(60℉)时密度大于1000kg/m3(小于100API)的原油。
有研究表明，除了南极洲外各大洲均蕴藏有十分可观的稠油。
全球己探明的稠油资源有3000亿吨以上的储量，仅加拿大就大约有400亿立方米的地质储量，委内瑞拉也是稠油十分丰富的国家。
而可供开采的稀油资源仅剩下1700亿吨，可见稠油将是21世纪的重要资源。
过去稠油开发主要集中在美洲大陆，近二十年来亚洲的稠油开发开始崛起。
上世纪八十年代初，我国的稠油资源才开始工业性开发，至2002年产量己达1300万吨，占全国原油产量的8%。
我国目前己经探明和控制的稠油储量约为20亿吨，主要分布在辽河、新疆、胜利和河南油田，大港、江汉等油田也有部分稠油。
仅中国石油天然气集团公司预测的稠油资源量就有198亿吨，已探明地质储量12亿吨,动用地质储量8亿吨。
经过20年的研究与实践，现已形成1000万吨以上的生产能力。
因此，经济高效的开发稠油对我国具有重要的现实和战略意义。
2000年初，世界上强化采油的日产量大约是36.6万吨，其中热力采油的日产量约为2.07万吨，约占强化采油的56.6%，可见稠油热采在强化采油中占的主导地位。
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稠油蒸汽吞吐辅助层内水热催化裂解数值模拟研究尉雪梅【摘要】稠油蒸汽吞吐辅助层内催化裂解过程中，层内原油随温度场分布不同而发生不同程度的化学改质，为近似模拟层内原油的这一变化，预测稠油蒸汽吞吐辅助层内催化裂解后油井的产能，在蒸汽吞吐数值模型及催化裂解作用机理的基础上，仅考虑油、水两相流动，不考虑重力和毛管力作用，将地层中的温度场分布对稠油催化裂解的影响，表征为不同温度范围内地下稠油黏温曲线的变化，并将该变化引入成熟蒸汽吞吐数值模拟模型，建立了二维两相蒸汽吞吐辅助催化裂解数值模型，并给出了求解方法。
利用所建模型对孤东K92N6井第3轮次蒸汽吞吐辅助催化裂解矿场试验进行了模拟计算，该井该轮次预测周期产油量为4560.4t，实际产油量为4899.7t，预测误差为6.92％，预测精度符合工程要求。
研究结果表明：根据蒸汽吞吐过程中井周温度分布，将催化裂解原油分为未反应型、低温反应型和高温反应型，并将这3类裂解改质后稠油的黏温关系回归成温度的指数函数，引入到成熟蒸汽吞吐模型，可实现层内稠油蒸汽吞吐辅助催化裂解不可逆改质过程的数学近似表征模拟，模拟结果可以为蒸汽吞吐辅助层内催化裂解技术工艺参数的优化、产能预测提供依据。
%During heavy oil catalytic aquathermolysis assisted by steam huff and puff ,chemical proper-ties of crude oil within these formations may vary to some degree due to temperature distributiondiffer-ences .To appropriately simulate such changes of crude oil in these formations and predict well productivity with steam-assisted huff-and-puff in heavy oil development ,the impact of distribution of temperature fields within the formation on heavy oil catalytic aquathermolysis are expressedin terms of viscosity change ver-sus temperature .In the simulation ,onlythe two-phase flow of oil and water are considered while gravity and capillary forces are not taken into account .Then those changes are introduced into the well-developed model in numerical simulation of steam-assisted huff-and-puff operations to construct numerical model for 2D tw o-phase steam-assisted huff-and-puff operations .Inaddition ,techniques available to obtain relevant solutions are also provided .The model was used to simulate field tests of the fourth round of steam-assis-ted huff-and-puff catalytic aquathermolysis in Well K92N6 in the Gudong Oilfield .According to calculation results ,oil production in this round of development would be around 4 560.4 t ,while the actual produc-tion during the period was determined to be 4 899.7 t .The difference between actual and simulated was reasonable ,about 6. 92% ,w hich could meet engineering requirements .Research results demonstrated that crude oil for catalytic cracking can be classified into three categories :unreacted ,low-temperature reactive and high-temperature reactive according to temperature distribution around the borehole during steam-as-sisted huff-and-puff .The viscosity-temperature relationships of crude oil after cracking and modification of the three types can be placedinto theexponential function of temperatures and then be introduced into a ma-ture steam-assisted huff-and-puff model to perform mathematically approximate characterization and simu-lation of the irreversible property changing progress in catalytic cracking during steam-assisted huff-and-puff processes .Relevant simulation results will provide guidance in optimization of technical parameters and inthe prediction ofproductivity for catalytic cracking techniques in steam-assisted huff-and-puff operations .【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P103-108)【关键词】稠油油藏;蒸汽吞吐;催化裂解;数值模拟;孤东油田【作者】尉雪梅【作者单位】中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营 257015【正文语种】中文【中图分类】TE254随着油气勘探开发程度的不断提高，常规油气产量不断下降，低渗透油气田的开发逐渐成为新热点。
目前探明未动用石油地质储量中低渗透储量所占比例高达60%以上，压裂改造成为提高低渗透储量动用率的重要措施，其中水平井分段压裂的改造方式是低渗透、特低渗透储层提高单井产能的有效手段[1-5]。
随着水平井压裂技术的广泛应用，大规模、大排量压裂施工对压裂液的性能提出了更高的要求。
目前国内所应用的胍胶压裂液大多存在残渣含量高、溶胀速度慢等缺点，不但造成大规模压裂的施工周期较长，还严重影响了压裂效果[6]。
针对胍胶溶胀速度慢、压裂液配制时间长的缺点，银本才等人[7]在普通胍胶中加入悬浮稳定剂、醇类助剂和表面活性剂类胶体组成了相对稳定的速溶胍胶；刘洪升等人[8]对胍胶进行了化学改性，在其中的水不溶物和分子量较大的半乳甘露聚糖上引入新的化学基团，增加其水合能力，合成了低残渣改性胍胶。
但是，对于低残渣、速溶多元改性的胍胶压裂液，目前国内还未见报道。
为此，笔者采用多元改性速溶胍胶研制了一种溶胀速度快、可满足在线配液且低残渣、低伤害的胍胶压裂液，以期为大规模水平井压裂施工及低渗透、特低渗透储层的有效开发提供技术支撑。
稠化剂的性能决定了压裂液的最终性能，因此，稠化剂是压裂液中关键的处理剂。
羧甲基羟丙基双改性胍胶是一种新型改性胍胶稠化剂，具有水不溶物含量低、溶解速度快等优点。
采用该稠化剂配制压裂液，有望克服传统胍胶压裂液存在的溶胀速度慢、现场配制时间长、破胶后残渣含量高等缺点。
1.1 处理剂及仪器处理剂：羟丙基速溶胍胶(一级，北京宝丰春石油技术有限公司生产)；多元改性速溶胍胶(中国石化东北油气分公司石油工程技术研究院自制,为使溶解速度更快、残渣含量更低，多元改性速溶胍胶采用羧甲基和羟丙基双取代制备)；交联剂 GCY-01(中国石化东北油气分公司石油工程技术研究院自制)；氢氧化钠，氯化钾，分析纯；黏土稳定剂 AS-6；助排剂 DB-80。
仪器：德国Haake RS6000流变仪，测试温度20～200 ℃；美国OFITE变频高速搅拌器；青岛胶南分析仪器厂生产的六速旋转黏度计；山东中石大石仪科技有限公司生产的导流能力测试仪；海安石油科研仪器有限公司生产的致密岩心孔渗联测仪。
1.2 胍胶基液的制备参照石油天然气行业标准《水基压裂液性能评价方法》(SY/T 5107—2005)[9]，在OFITE搅拌器中加入1 000 mL蒸馏水，加入1 g杀菌剂，在1 500～2 000r/min转速下缓慢加入3.5～5.5 g多元改性速溶胍胶(或羟丙基速溶胍胶)，然后，将转速调至(2 500±200)r/min搅拌5 min，再加入10 g黏土稳定剂并继续搅拌，搅拌均匀后倒入2 000 mL烧杯中，待用。
1.3 压裂液冻胶的制备参照文献[9]，在250 mL烧杯中加入制备好的胍胶基液100 mL，用NaOH溶液将其pH值调至10～11，用移液管加入3～5 mL交联剂 GCY-01，用玻璃棒不断搅拌，直至形成可挑挂冻胶。
参照文献[9]，对多元改性速溶胍胶压裂液的溶胀性、耐温耐剪切性、降摩阻性、破胶性、残渣含量和伤害性等6方面进行试验评价，考察该压裂液的基本性能。
2.1 溶胀性在OFITE搅拌器中加入1 000 mL蒸馏水，在1 500～2 000 r/min转速下均匀、快速加入4 g多元改性速溶胍胶或羟丙基速溶胍胶，搅拌均匀后倒入烧杯中静置。