蒸汽辅助重力泄油技术
双水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)提高超稠油采收率研究的开题报告
双水平井蒸汽辅助重力泄油（SAGD）提高超稠油采收率研究的开题报告一、研究背景和意义超稠油是指其粘度高于10000 mPa·s的油藏，通常在构造陡峭的区域或深部成藏中。
超稠油具有储量丰富、开采难度大、采收率低等特点，是加强油气资源开发的一个重要领域。
双水平井蒸汽辅助重力泄油（SAGD）是目前针对超稠油开采的有效方法之一，通过蒸汽注入和井筒之间的重力驱动，使原本不能被采收的超稠油流动并提高采收率。
然而，SAGD采收率仍存在很大的提升空间。
一方面，蒸汽注入过程中，由于蒸汽与油的相互作用，可使油粘度发生变化，影响采收率；另一方面，井筒之间存在的巨大压力差，可能导致油层裂缝扩张，影响采收效果。
因此，在SAGD技术中加入适当的辅助措施是提高采收率的关键。
本研究旨在探究双水平井蒸汽辅助重力泄油（SAGD）中加入蒸汽辅助泄油的效果，旨在提高超稠油的采收率，为相关油田开发提供技术支持和实践借鉴。
二、研究内容和方法1. 研究内容（1）确定实验方案：确定实验用油和蒸汽参数，以及实验评价指标。
（2）模拟实验：使用SAGD实验装置，开展蒸汽注入和井筒之间的重力泄油实验，记录油层温度、油层压力、蒸汽量、采油量等参数。
（3）数据分析与评价：根据实验结果，分析蒸汽辅助泄油对采收率的影响，评价其实用性。
2. 研究方法（1）实验研究法：通过模拟实验，探究蒸汽辅助泄油对超稠油采收率的影响。
（2）数据分析方法：利用统计学方法对实验数据进行综合分析，评价蒸汽辅助泄油对采收率的影响程度。
三、预期研究结果和意义本研究旨在探究在SAGD操作中应用蒸汽辅助泄油的效果，以提高超稠油的采收率。
预期研究结果如下：（1）探究蒸汽辅助泄油与超稠油采收率的关系，提出一种优化的SAGD技术；（2）明确蒸汽辅助泄油对SAGD操作的影响，为实际开采提供实用性的技术支持和借鉴，促进超稠油开发的进程。
四、可行性分析本研究选择SAGD实验装置进行室内模拟实验，数据来源清晰可得，实验数据更为准确。
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。
【精品完整版】蒸汽辅助重力泄油技术及其在超稠油开发中的应用研究
编号：中国石油大学（北京）现代远程教育
毕业设计（论文）
蒸汽辅助重力泄油技术及其在超稠油开
发中的应用研究
学生姓名黄天快学生学号900926
指导教师王霞职称讲师
年级0709 学生层次专升本
学生专业石油工程入学时间2007-08-01 学习中心陕西靖边填写日期2008-3-20
中国石油大学（北京）现代远程教育学院制
目录
中文摘要 (2)
第一章绪论 (3)
1.1引言 (3)
1.2 论文的研究现状 (4)
1.3论文的主要研究内容 (5)
第二章蒸汽辅助重力泄油技术理论概述 (6)
2.1 SAGD的机理 (6)
2.2 SAGD的特点 (7)
2.3影响效果的地质参数 (7)
第三章SAGD在超稠油开发中的应用 (9)
3.2超稠油蒸汽吞吐生产存在的问题 (9)
3.3蒸汽辅助重力泄油试验方案设计要点 (10)
3.4 SAGD现场试验及效果评价 (10)
第四章结论与建议 (12)
后记 (13)
参考文献 (14)
- 1 -。
SAGD技术简介
地层油在自身重力、蒸汽热力和浮力作用下流向井筒。
SAGD技术工艺原理
中国石油
在生产井的上方形成蒸汽腔
通过注入井持续注入蒸 汽，蒸汽由于浮力而上 升，在蒸汽油界面因传 导热损失造成蒸汽凝结， 凝结水及加热的原油在 重力作用下泄向生产井 上方的储槽。
注汽井（组）
生产井
由于蒸汽室内基本保持在恒定压力， 没有压力梯度，流动完全是重力所致
SAGD技术简介
中国石油
近年来，稠油热采中的蒸汽吞吐和蒸汽驱技术日趋成熟， 一般先进行蒸汽吞吐然后转入蒸汽驱。蒸汽辅助重力泄油技 术简称SAGD，是稠油热采的一项前沿接替性技术，该技术利 用水平井、浮力、重力及蒸汽来有效地开采稠油。
水平生产井在接近油层底部、油水界面以上完井；
蒸汽通过该井上方的井或井组注入；
SAGD组合方式
中国石油
在实际开发中，应根据油藏的特征，衡量适 合该区块的SAGD组合方式。
直井注气 水平井注气
水平井采油
水平井采油
辽河SAGD组合方式
中国石油
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水平井位于直井 侧下方
直井－水平井SAGD组合 优化结果
直井与水平井的 横向水平距离为 35 m
成对水平井SAGD水平 段垂差：5～8m
蒸汽辅助泄油
三、胜利油田开展SAGD的可行性分析
2、目前技术条件
（3）监测技术
生产井监测技术
光线测温 国内最先进的温度、压力测 试远传技术，该技术的特点 是：测量精度高，信号远传 不衰竭，一根光纤可实现多 点同时测量，测量部件直径 小。
光调制解调器
光纤 铁铠保护层
温度应变元件
压力应变元件
三、胜利油田开展SAGD的可行性分析
（1）重力是驱油动力，充分利用储层中蒸汽与油水 的密度差，提高蒸汽纵向波及系数，实现较高采收率
（2）利用水平生产井的长井段获得较高的采油速度；
（3）被加热的原油直接流到生产井中，不必驱替未 加热的原油，可获得较高的热效率；
（4）对于储层的非均质性（如有限的页岩段和夹层） 敏感程度低。
二、SAGD基本理论及开采特点
（2）重力泄油阶段
从注汽井连续注入蒸汽，在油层蒸汽腔内进行热交 换，原油和冷凝水从蒸汽腔边际直接流向生产井井筒， 从生产井连续采出。
二、SAGD基本理论及开采特点
3、SAGD主要开采阶段
（2）重力泄油阶段 • 蒸汽腔不断发育，高温环境的温度场逐渐扩大， 并向生产井逐步推进；
• 采液速度高，含水率基本稳定，是油井高速采
1350m，单113块1200m。 平均比国外深300-500m 。
国
UTF Waseca Cold Lake
外
150 500 600 草桥 郑411 单113
胜
利
800 1350 1200
四、存在问题及研究方向
1、存在问题
问题2、油藏系统管理需要进一步研究
——开采机理需要加深研究，尤其是对深层 （>1200m）、原始地层压力大（12mPa）的储层 开展SAGD，其生产规律尚未得到足够认识； ——SAGD开采是一个连续过程，尤其是重力泄油 阶段。储层－井筒－地面各环节之间的关联性异常 紧密，其互相制约和影响关系应加强研究； ——常规蒸汽吞吐、蒸汽驱的经验能否适用？
10、SAGD井钻完井技术
10 SAGD钻完井技术蒸汽辅助重力泄油(SAGD)方法的基本机理是流体热对流与热传导结合，以蒸汽作为热源，依据重力作用开采稠油，就是在靠近油层底部打一口水平井作为油井，在水平井上方打一口水平井或多口直井作为注汽井，由注汽井注入的蒸汽依靠超覆作用向油层顶部上升，加热油层中的原油，靠重力作用泄到下部的油井而被采出(如图10-1)。
在蒸汽辅助重力泄油模拟中，设计离油井底部8m打一口水平井为油井，距该井10m的正上方打一口与之平行的水平井为注汽井，水平井段长均为300m。
首先两口井同时吞吐预热270天，然后两口井同时注汽30天，焖井10天，井间基本形成热连通后转入辅助重力泄油，注汽井日注汽量为120t/d，注汽压力12MPa ，温度340℃，干度42%，生产井井底流压3 MPa，设计注采比为1.5，生产井的最大排液量为210t。
在吞吐预热阶段生产270天，采出程度1.63%，累积油汽比0.53。
在注蒸汽辅助重力泄油阶段生产2517天，采出程度37.35%，累积油汽比0.26，最终采收率为38.98%(表10-1)。
图10-1 SAGD成对水平井示意图188表10-1 蒸汽吞吐预热—辅助重力泄油生产指标预测10.1 SAGD成对水平井开采方式模拟水平井注蒸汽开采超稠油的方式主要有三种，即蒸汽吞吐、蒸汽吞吐—蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油。
为优选出适合辽河油田超稠油的开采方式，我们对以上三种开采方式进行了模拟和生产效果预测(表10-2)。
从表中可以看出，开发效果较好的是蒸汽吞吐预热转蒸汽辅助重力泄油开采方式。
10.2 成对水平井布井方式成对水平井布井方式关键涉及到水平井段长度、注采井距的选择。
首先在注采井距10m的条件下，对水平井段长度为150m、200m、250m、300m，且均在蒸汽吞吐270天后转入蒸汽辅助重力泄油的情况进行了模拟研究，从中优选出最佳水平井段长度；在此基础上进行了注采井距为5m、10m、15m、20m、25m的模拟研究。
稠油蒸汽辅助重力泄油技术原理
稠油蒸汽辅助重力泄油技术原理近年来，稠油蒸汽辅助重力泄油技术在油田开采中得到了广泛应用。
该技术以其高效、低成本的特点，成为了稠油开采中的重要技术手段之一。
本文将从技术原理的角度，对稠油蒸汽辅助重力泄油技术进行深入的探讨，旨在帮助读者了解该技术的基本原理及其应用价值。
1.技术背景稠油油田是指油层中粘度较高的油藏，其粘度通常大于100mPa·s。
由于稠油自身的特性，使得其开采难度较大。
传统的采油方法主要包括常压采油、蒸汽吞吐、稀释剂注入等，然而这些方法在稠油开采中存在效率低、成本高的问题。
稠油蒸汽辅助重力泄油技术的出现填补了这一空白，成为了开发稠油油田的重要手段。
2.技术原理（1）蒸汽注入稠油蒸汽辅助重力泄油技术首先需要进行蒸汽注入。
蒸汽注入是指将高温高压的蒸汽注入到油层中，通过热量的传递，降低稠油的粘度，使得其流动性提高。
这一步骤需要依靠蒸汽井进行，通过蒸汽井将蒸汽注入到油层中，使得油藏的温度升高，从而提高原油的可流动性。
（2）重力泄油蒸汽注入后，原油的流动性得到了提高，然而仍需要依靠重力才能将原油从油层中泄出。
重力泄油是指依靠地层自然的重力场，将原油由油层中泄出。
在此过程中通常需要布置抽油泵，以提高油藏的产率。
还需要进行水的注入，以维持地层的压力，促进原油的将出。
3.技术优势稠油蒸汽辅助重力泄油技术相较于传统的采油方法，具有诸多优势。
（1）低成本相对于常压采油、蒸汽吞吐等方法，稠油蒸汽辅助重力泄油技术在成本上具有较大的优势。
蒸汽注入可以提高稠油的流动性，而重力泄油过程则是依靠地层自身的压力，无需额外的能源投入。
该技术在油田开采中的成本相较于传统方法更低。
（2）高效率蒸汽注入及重力泄油的组合，大大提高了稠油开采的效率。
蒸汽注入可以降低稠油的粘度，使得原油更易流出；而重力泄油则是依靠地层自身的重力，将原油泄出。
两者的结合使得稠油开采的效率大大提高。
（3）环保稠油蒸汽辅助重力泄油技术采用蒸汽作为能源，相较于化石燃料等能源，更为环保。
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
➢ 兴Ⅵ组为块状超稠油油藏 ➢ 油层顶部埋深770－800 m ➢ 油层发育，最大油层厚度103.5 m，平均46.8 m
平面上大于40 m的厚油层连片稳定分布 ➢ 平均孔隙度26.6% ➢ 平均渗透率为1062×103 μm2 ➢ 初始地层压力7.8 Mpa ➢ 初始油层温度38℃ ➢ 初始含油饱和度65~70% ➢ 20℃下的原油密度为0.9974－1.003 g/cm2 ➢ 50℃时脱气原油粘度为80000－160000 mPa·s
一般油藏都存在有底水。底水的存在会降低SAGD过程 的原油采收率，但总的来说，影响并不大。这是因为在 SAGD生产过程中，蒸汽压力是稳定的，且水平井采油的生 产压差很小，不会引起大的水锥，油水界面基本保持稳定。
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)影响因素
累积采油(104t)
稠油SAGD技术及其应用
一、超稠油蒸汽辅助重力泄油技术 二、水平井及复合井技术 三、改进的火烧油层技术
国外稠油开采新技术技术术 三、改进的火烧油层技术
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术
蒸汽辅助重力泄油（SAGD) 是以蒸汽作为热源，依靠沥青 及凝析液的重力作用开采稠油。它可以通过两种方式来实现， 一种方式是在靠近油层底部钻一对上下平行的水平井，另一 种方式是在油层底部钻一口水平井，在其上方钻多口垂直井。 蒸汽由上部的注入井注入油层，注入的蒸汽向上及侧面移动， 加热降粘的原油在重力作用下流到生产井。随着原油的采出， 蒸汽室逐渐扩大。
生产井排液速度与注汽速度 之比(采注比)必须大于1.2， 最好达到1.5
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术
蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）——中厚层超稠油油藏蒸汽吞吐后期主要接替方式
蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）——中厚层超稠油油藏蒸
汽吞吐后期主要接替方式
佚名
【期刊名称】《特种油气藏》
【年(卷),期】2009(16)1
【摘要】蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）是开发超稠油的一项前沿技术，其理论首先是由加拿大罗杰·巴特勒博士于1978年提出的，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。
形成热连通后，注入的蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔，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靠重力作用泄到下面的生产井中产出。
【总页数】4页(P114-117)
【关键词】蒸汽辅助重力泄油技术;超稠油油藏;吞吐后期;SAGD;高粘度原油;接替;厚层;蒸汽冷凝水
【正文语种】中文
【中图分类】TE243;TE345
【相关文献】
1.超稠油水平裂缝辅助重力泄油蒸汽吞吐开采试验 [J], 由世江;周大胜;孟强;宋明会;支印民
2.中深层厚层块状特稠油油藏蒸汽辅助重力泄油物理模拟 [J], 王大为;吴婷婷;耿志
刚;杜春晓;高振南
3.超稠油油藏蒸汽辅助重力泄油后期注空气开采技术 [J], 高永荣;郭二鹏;沈德煌;王伯军
4.蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开采稠油技术 [J], 刘剑; 刘龙; 刘雨虹; 张微微; 赵晶莹
5.蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开采稠油技术 [J], 刘剑; 刘龙; 刘雨虹; 张微微; 赵晶莹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SAGD采油技术原理
汽腔上升 SAGD产量上升
邻近汽腔结合，下降 SAGD产量递减
单井组日产油(t)
循环预热阶段，建立连通
时间(年)
：上水平井连续注蒸汽，下水平井连续产油。
1、SAGD机理介绍
水平注汽井 水平生产井
注采井同时热循环建立连通通道
蒸汽腔 水平注汽井 水平生产井
汽腔扩展阶段（产量稳定）
蒸汽腔 水平注汽井 水平生产井
汽腔上升阶段（产量上升）
蒸汽腔 水平注汽井 水平生产井
汽腔下降阶段(产量下降)
1、SAGD机理介绍
汽腔到顶、横向扩展 SAGD产量高峰
1、SAGD机理介绍
SAGD(Steam Assisteபைடு நூலகம் Gravity Drainage) ——蒸汽 辅助 重力 泄油。
一种有效的超稠油开采方式，蒸汽辅助降粘，重力主导泄油；通常采用双水
平井模式。
SAGD循环预热示意图
SAGD生产机理示意图
SAGD井组开发过程分为启动和生产两大阶段： 启动阶段：普遍采用注蒸汽循环，建立上下水平井有效泄油通道；
SAGD原理2
SAGD原理2SAGD原理2SAGD是加拿大石油行业常用的一种采油技术，全称为"蒸汽辅助重力排水"（Steam Assisted Gravity Drainage）。
它是一种热重力驱替采油方法，旨在通过注入高温蒸汽来降低石油的粘度，从而增加石油流动性，提高采收率。
SAGD技术主要适用于油砂储层，尤其是层深较大、岩石渗透性较低、石油处于被水困住的状态的情况。
在这种情况下，传统的开采方法往往效果不佳，因为水的粘度远远高于石油，导致石油无法通过水层漂移，采收率很低。
SAGD技术的实施主要分为两个阶段。
首先，在储层中钻井并铺设水平井。
然后，通过井筒将高温蒸汽注入到井底，蒸汽和石油混合，使石油的粘度降低。
当石油变得足够流动时，通过SAGD技术，通过重力作用将石油从底部水平井中排出。
SAGD技术的核心是蒸汽的注入和石油的排出。
蒸汽的注入需要满足一定的条件，以确保有效地降低石油的粘度。
首先，蒸汽注入需要保证足够的温度，通常在200-300摄氏度之间，以便将石油加热到其体积减小、粘度降低的温度。
其次，蒸汽注入需要保证足够的压力，以确保蒸汽能够渗透到储层中，与石油混合。
最后，蒸汽注入需要保证足够的时间，使石油的粘度得到有效降低。
石油的排出是通过重力作用进行的。
在注入蒸汽后，石油的粘度降低，使其能够通过水层向上流动。
由于石油比水轻，重力会促使石油向上流动，然后通过水平井排出。
为了保持排水的稳定，通常会在水平井的上部设置一个收集装置，用于收集排出的石油。
SAGD技术相比传统的采油方法具有许多优点。
首先，由于蒸汽辅助，石油的粘度得到有效降低，使其能够流动，提高了采收率。
同时，SAGD技术避免了传统采油过程中的大量水冲击和地表破坏，对环境的影响较小。
此外，SAGD技术还可以在油砂储层中实现高效的采收，为加拿大的油砂开发做出了重要贡献。
然而，SAGD技术也存在一些挑战和限制。
首先，SAGD技术对储层渗透性的要求较高，如果储层渗透性过低，石油的流动性会受到限制，降低采收率。
蒸汽辅助重力泄油油井中平行水平井测控技术的研究的开题报告
蒸汽辅助重力泄油油井中平行水平井测控技术的研究的开题报告一、选题背景及意义油气井测控技术是重要的油气勘探、开发和生产技术之一。
随着国内油气勘探和开发的日益增加，井测控技术的研究和应用越来越重要。
其中，重力泄油油井中平行水平井测控技术的研究尤为重要。
因为重力泄油油井的油水分离情况通常较复杂，需要采用合适的测量技术进行测量和控制。
同时，平行水平井测控技术能够更准确地确定油水界面位置，提高油气开采效率，减少能源浪费。
本研究选取蒸汽辅助的方法进行井测控技术研究，旨在解决重力泄油油井中平行水平井测量和控制过程中存在的问题，进一步探索其优化方式。
二、研究内容和思路本研究将采用蒸汽辅助重力泄油油井中平行水平井测控技术，主要研究内容包括：1.设计并搭建实验平台，包括井眼模型、测量仪器和数据处理系统；2.在实验平台上进行井测控实验，获取相关数据；3.分析实验数据，研究井测控技术的优化方法；4.撰写论文并进行实验结果的总结和分析。
三、预期目标及成果本研究旨在通过蒸汽辅助重力泄油油井中平行水平井测控技术的研究，探索一种更加准确和稳定的测量和控制方法。
具体预期目标和成果如下：1.设计与搭建实验平台，该平台能够模拟重力泄油油井中平行水平井的测控过程；2.采用蒸汽辅助的方法进行井测控实验，获取相关数据；3.通过对实验数据的分析，总结井测控技术的优化方向；4.撰写论文并进行实验结果的总结和分析。
四、工作计划本研究计划分为以下几个阶段：1.文献调研：查阅相关技术文献，了解井测控技术和蒸汽辅助技术的研究进展和应用情况；2.实验平台设计与搭建：设计和搭建井眼模型、测量仪器和数据处理系统；3.井测控实验：在实验平台上进行井测控实验，获取相关数据；4.数据分析：对实验数据进行分析，总结优化方法；5.撰写论文：撰写研究论文，并对实验结果进行总结和分析。
五、预期经费本研究预计需要的经费主要包括实验设备购置费、实验材料费、论文发表费用等，初步预算为10万元。
SAGD技术开采稠油
SAGD技术开采稠油石油与天然气工程2011级程金金摘要：蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术以蒸汽作为热源，依靠凝析液的重力作用开采稠油，采收率可达60-80%，在国外特别是在加拿大已获得了商业化应用。
辽河油田曙一区超稠油资源丰富，地层条件下原油粘度超过104⨯，基本没有流动能力，开采难度大。
上世纪九十年代末，mpa.s10辽河油田曙一区超稠油蒸汽吞吐开采技术获得成功并进行了规模化开采，但蒸汽吞吐开采后期如何进一步提高采收率是一项重要的研究课题。
关键词:超稠油蒸汽辅助重力泄油开发研究Abstract：Steam assisted gravity drainage (SAGD) uses steam as the hear source and rely on the action of gravity of condensed liquid to recovery heavy oi1，by which the recovery can reach up to 60-80%.The technique has been commercially applied overseas，especially in Canada.The super heavy oi1 resource is very abundant in Block Shu l of Liaohe Oilfield with the crude viscosity under formation conditions over 104⨯，which is basically immobile and hard to develop. Since the 10mpa.send of 1990s，steam huff and puff for super heavy oil recovery in Block Shul of Liaohe Oilfield has been successful and has been commercialized. However，how to improve the recovery at the later stage during steam huff and puff is an important research topic.Keywords: the super heavy reservoirs，steam assisted gravity drainage，development，research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10000mP a·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。
蒸汽辅助重力泄油技术研究进展_吴霞
收稿日期:2006-09-21;改回日期:2006-12-08 作者简介:吴霞(1981-),女,助理工程师,2002年毕业于哈尔滨理工大学自动控制专业,现从事石油行业信息管理工作。
文章编号:1006-6535(2007)01-0007-04蒸汽辅助重力泄油技术研究进展吴 霞(中油辽河油田公司,辽宁 盘锦 124010)摘要:对国内外SAGD 技术研究进展情况进行了分析。
从布井方式和井筒水动力、人工举升方法、经济评价指标3个方面详细讨论了目前SAGD 技术的最新研究,探讨了国外先进的技术方法。
指出今后的研究方向是针对国内油藏埋藏深、特稠油、地质构造复杂现状的研究,适应国际油价波动的经济评价方法对SAGD 项目设计十分重要。
关键词:SAGD ;研究进展;研究方向;经济评价中图分类号:TE357.44 文献标识码:A前 言稠油在世界油气资源中占有较大的比例,是石油烃类能源中的重要组成部分。
据统计,世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约为1000×108t 。
中国重油沥青资源分布广泛,已在12个盆地发现了70多个重质油田,资源量可达300×108t 以上[1]。
在世界石油资源大量被采出后,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,稠油蒸汽吞吐开发的矛盾逐渐暴露出来。
为了进一步提高油田采收率,保持油田稳产,转换开采方式已迫在眉睫。
SAGD 采油技术在加拿大已经被证实为有效的稠油热采技术,并被广泛应用于生产实践。
我国自开展SAGD 先导试验以来,也在不断探索适合我国油藏情况的最佳开采方法。
1 国内外SAGD 技术研究进展SAGD 技术由国外学者首先提出,在经过详细深入的研究后,现已进入全面的矿场实践阶段,相应的改善SAGD 技术方法也得到进一步的研究。
1997年在加拿大高级技术专家的咨询和指导下,在辽河油田杜84块开展SAGD 先导试验,至今已取得了很大进展[2]。
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汇报提纲
SAGD技术的提出背景 SAGD开采机理 SAGD布井方式 SAGD影响因素 SAGD对油藏适应性 SAGD过程阶段划分 SAGD产能预测 改进的蒸汽辅助重力驱技术（SAGP）
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD影响因素 SAGD影响因素
（1）原油粘温关系 原油粘度随温度的变化关系主要影响SAGD蒸汽前缘 青的泄流速度，从而影响蒸汽前缘推进速度和产油速 （2）油层热物性参数 地层热量的传递速度取决于蒸汽室与油层的温度差及 层的热力学参数 （3）油藏深度 油藏太浅，注汽压力受到限制，蒸汽最高注入压力不 超过地层破裂压力，油藏太深，井筒热损失增大，开 效果受到影响
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD技术的提出 SAGD技术的提出
5、对于地下原油粘度超过5×104mPa·s，甚至高达（10～20）×104m Pa·s的超稠油，沥青质、胶质含量很高，实际上在地下是固体状态，常 规直井注蒸汽加热范围受限制，采出热原油粘度有限，蒸汽吞吐开采技 术难于成功，蒸汽驱开采无望，急需找到一种新的高效转换开发方式 ； 6、70年代末，由加拿大石油工业专家R.M. Butler 提出了蒸汽辅助重力 泄油（Steam Assisted Gravity Draining，英文缩写SAGD）这一稠油 开采工艺 ； 7、SAGD技术将重力泄油和水平井结合，是近年来最成功的油藏工程理论 ； 8、蒸汽辅助重力泄油技术已被证明为商业上就地开采重油和沥青最有前景 和潜力的方法，对高质量厚油藏，SAGD技术采收率可达到地质储量的50% 以上，油汽比可达到0.25到0.4 。
汇报提纲
SAGD技术的提出 SAGD开采机理 SAGD布井方式 SAGD影响因素 SAGD对油藏适应性 SAGD过程阶段划分 SAGD产能预测 改进的蒸汽辅助重力驱技术（SAGP）
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD泄油机理 SAGD泄油机理
蒸汽室扩展过程中的纵剖面
1、蒸汽辅助重力泄油技术是根据注水 采盐原理提出的； 2、常规的蒸汽辅助重力泄油方式是在地 层中靠近油层底部布置两口水平井，上部 水平井注汽，下部水平井采油； 3、热蒸汽由上部的水平井注入，形成蒸 汽腔后，在热力作用下，稠油粘度大幅度 降低，产生流动性； 4、蒸汽和原油的密度差异，重力成为驱 动力，密度大的原油和液态水流入下部的 生产井采出；
2、降压生产 随着被加热原油和冷凝水的采出以及吞吐轮次的增加，油层压力下降， 个油层范围内压力降至均匀分布，蒸汽腔不断扩大，直至相互连通； 3、 SAGD 生产 布置在油层上部的油井转为注汽井，下部的水平井转为生产井，蒸汽向 及横向运动，蒸汽腔扩展包括垂向及横向两个方向，最终在油层中形成 个完整的、联通的蒸汽腔；
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD的适应性 SAGD的适应性
性质指标 油层深度（m） 连续油层厚度（m）
SAGD 筛 选 标 准
筛选标准 ＜1000 ＞15 ＞20 ＞0.50 ＞0.35 ＞0.7 50 ＞104
孔隙度（%） 水平渗透率（ μm 2 ） 垂向渗透率/水平渗透率 净总厚度比 含油饱和度（%） 地层温度下原油粘度（mPa.s）
30
随着蒸汽的不断注入， 蒸汽腔完全扩展，最后 蒸汽突破到水平井，含 水高达99％以上，SAGD 生产结束
260
2-12:30-3
25
250 240 230 220 210
20
200 190 180 170
15
160 150 140 130
10
120 110 100 90
5
0 0 5 10 15 20 25 30
1、稠油在世界油气资源中占有较大的比例，据统计，世界稠油、超 油和天然沥青的储量约为1000×108t ； 2、稠油资源相对丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、前苏联、中国、 印度尼西亚等 ，如何经济有效的开采稠油成为石油界的一个重大课题； 3、开采稠油最基本的方法是热力采油 ，常规的热力开采方法包括蒸汽 吐、蒸汽驱等技术； 4、实践经验表明，对于普通稠油，采用常规开采方式是成功的，而对于 地下原油粘度超过（1～5）×104mPa·s 的特稠油油藏，常规开采技术经 济效益变差；
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SAGD技术的提出背景 SAGD开采机理 SAGD布井方式 SAGD影响因素 SAGD对油藏适应性 SAGD过程阶段划分 SAGD产能预测 改进的蒸汽辅助重力驱技术（SAGP）
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD过程阶段划分 SAGD过程阶段划分
根据室内试验测得的温度场变化过程，将整个SAGD过程划分 为4个阶段 （1）吞吐预热阶
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SAGD技术的提出背景 SAGD开采机理 SAGD布井方式 SAGD影响因素 SAGD对油藏适应性 SAGD过程阶段划分 SAGD产能预测 改进的蒸汽辅助重力驱技术（SAGP）
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD布井方式 SAGD布井方式
SAGD的布井方式主要有：双水平井布井方式、直井水平生产井联合布 方式，另外，还有单井SAGD
蒸汽流向界面并冷凝
向蒸汽室持续注入蒸汽 原油和冷凝不断泄出
双水平井SAGD 机理示意图
蒸汽
油和冷 凝水
生产井
直井+双水平井SAGD 机理示意图
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
组合式热力开采 组合式热力开采
1、循环预热
油层顶部 蒸汽流到交 界面并凝结 蒸汽腔 受热 原油 边界 原油和 凝结水 泄流 水平生产 注汽井 井 油层底部 蒸汽腔到达油层顶部的形状
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD注采工艺参数 SAGD注采工艺参数
（4）生产井排液能力 生产井必须有足够的排液能力才能实现真正的重力泄 生产，排液能力太低会导致冷凝液在生产井上方聚 使注采井间的蒸汽带变为液相带，从而降低洗油能 排液能力太大降会使汽液界面进入生产井筒，降低泵 效以及热能利用率（采注比定为1.2-1.4） （5）水平井段长度 水平井筒存在摩擦阻力，当注入高干度蒸汽时，这种阻 力更大，且摩擦阻力会随着水平井段长度的增大而增 对于对于给定的井眼直径和注入井单位长度上的蒸汽需 求量，存在一个有效井筒长度，当超过这一长度时，压 力陡然增大，注采压差趋于零或负值，蒸汽室难于扩展 生产动态变差（300-400m）
注汽井
生产井
双水平SAGD
注汽井
生产井
直井水平井组合SAGD
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD布井方式 SAGD布井方式
单井SAGD（即SW-SAGD）：在同一双水平井口下入注汽、采油两套管 通过注汽管柱向水平井最顶端注汽，使蒸汽腔沿水平井逆向扩展 1、Joshi 和Threlkeld (1985) 通过实验研究了不同布 井方式对SAGD工艺的影响，结果表明，双水平井情 况下的采收率最高，效果最佳。 2、R.M. Butler 和Harald R. Liebe（1991）用三维柱 状模型实验的方法研究了不同类型生产井时垂直注入井 周围蒸汽腔的发展情况，结果表明，在相同原油和蒸汽 压力的情况下，水平生产井的采油速度大约是垂直生产 井的2～3倍 3、对于油层厚度在10-15m之间的薄油层，采用单井 SAGD可以获得较好的开采效果。
衰竭开采阶段
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蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD注采工艺参数 SAGD注采工艺参数
（1）蒸汽干度 蒸汽干度是影响SAGD生产的重要因素，蒸汽室能否形 并逐渐扩展主要取决于蒸汽干度（>0.7） （2）注汽速 注汽速度对SAGD效果的影响主要表现在它对井底蒸汽 度的影响上，若保持井底蒸汽干度相同，则不同注汽速 下的SAGD生产效果变化不大（120-150方/天） （3）注汽压力 在没有超过油层破裂压力的情况下，维持较高的操作 力可以提高注汽温度，降低沥青粘度缩短开发时间， 可以抑制油层出砂
蒸汽辅助重力泄油（SAGD） 蒸汽辅助重力泄油（SAGD）
中国石油大学（北京） 2008年10月
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SAGD技术的提出 SAGD开采机理 SAGD布井方式 SAGD影响因素 SAGD对油藏适应性 SAGD过程阶段划分 SAGD产能预测 改进的蒸汽辅助重力驱技术（SAGP）
SAGD技术的提出
SAGD技术的提出 SAGD技术的提出
2-12:30-3
25
250 240 230 220 210
20
200 190 180 170
15
160 150 140 130
10
120 110 100 90
5
0 0 5 10 15 20 25 30
稳定泄油阶段温度场
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD过程阶段划分 SAGD过程阶段划分
35
(4)衰竭开采阶
35
30
2-11:15-5
250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50
吞吐预热阶段是在直井与 水平井共同吞吐几个周期 后，直井周围的蒸汽腔呈 椭球形，并向射孔段上方
25
20
15
10
超覆，吞吐预热的目的是 降低油层压力，提高注汽 能力，使注采井间形成热 联通
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)
SAGD注采工艺参数 SAGD注采工艺参数
（6）注采井距 增大注采井距可以降低注采过程种对汽液界面控制的要求， 模拟研究表明，无论是对高渗透油层，还是低渗透油层， 增大注采井距都可以提高开发效果（注采井距一般取5-10 m为宜）
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SAGD技术的提出背景 SAGD开采机理 SAGD布井方式 SAGD影响因素 SAGD对油藏适应性 SAGD过程阶段划分 SAGD产能预测 改进的蒸汽辅助重力驱技术（SAGP）