稠油蒸汽驱开发动态评价方法及算法实现

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作者王丹霞
来源长江大学
出版年2014
摘要
在石油工业不断发展的今天,稠油资源在现有地质储量中所占比例越来越大,因此如何利用经济高效的手段开采地下稠油资源,成为当今世界石油人不断研究的重点。自1952年壳牌石油公司率先在美国加州YorbaLinda油田进行蒸汽驱矿场试验以来,国外的蒸汽驱开发已经取得了显著的成效。目前国外的主要蒸汽驱油田有:美国KemRiver油田、Belridge油田、Midway Sunset油田、San Ardo油田,印度尼西亚Duri油田,委内瑞拉Bare油田,加拿大Cold Lake和Peace River油田。2000年初这些国家蒸汽驱产量占各自EOR的日产量比例为:美国55%;加拿大75%;印度尼西亚94%。由此看来,蒸汽驱技术己在国外稠油生产国得到广泛应用,并取得良好的效果。我国的蒸汽驱技术开始于上世纪80年代末。分别在新疆油田和辽河油田作为试验应用基地。辽河油田稠油油藏的埋藏深度多在1000m以上,目前主要开发的齐40块蒸汽驱试验效果最好。蒸汽驱阶段累注汽148.5×104t,阶段累采油22.5×104t,阶段油气比0.15,阶段采出程度26.2%。齐40块蒸汽驱试验的成功为中国乃至世界中深层稠油蒸汽驱的大规模开发奠定了坚实的基础。热采技术作为生产开发稠油资源的主要技术手段在我国得到充分应用。在我国,大多数稠油区块在经历了多伦次、多周期蒸汽吞吐开发之后,产量不断减少,采收率不断下降,开采效果变差。蒸汽驱技术的应用成为解决这一现状的关键方法。目前对于稠油蒸汽驱技术虽然进行规模实施,但迫切需求建立一整套的开发评价方法,指导蒸汽驱技术扩大试验推广。正确认识蒸汽吞吐后稠油油藏状况,制定评价稠油热采的指标和标准,建立以数学模型和数值模拟结合的评价方法,成为分析开发效果、指导实际生产的重中之重。本论文在分析蒸汽驱汽驱机理、地质构造、油藏特征以及工艺技术条件的基础上,运用数学思维和数学方法解决蒸汽驱实施过程中影响开发效果的关键因素环节,结合数学分析模型和生产开发中的重要参数,动态分析蒸汽驱开发各阶段开发效果,指导后期蒸汽驱实施。调研大量国内外对蒸汽驱研究的理论方法,建立井筒热损失、压力降、蒸汽干度、温度以及加热半径的数学模型解析蒸汽驱热效率;建立注汽速度、注气量以及注汽干度之间的数学关系分析注汽环节;分析并选取适合蒸汽驱产量的计算方法;组及单井注采参数评价,集中建立单井优选注汽压力、注汽速度、蒸汽干度的评价方法以及井组采注比的评价。为了建立有效实用的稠油热采开发效果评价方法,需要根据生产需求,系统的提出一套开发指标和评价标准,建立合理数学模型评价方法。本文筛选出了评价蒸汽驱稠油油藏开发效果的蒸汽驱开发指标、三场变化、注采参数的评价。针对其中的主要参数指标建立最接近现实情况并且合理的数学模型,并给出详细的推导过程。并将评价的方法应用与辽河齐40块65井组,综合分析评价该井组的各项生产指标,划分开发阶段,在现场生产数据和生产效果的对比下,论证蒸汽驱稠油开发动态评价方法的合理性。‘在评价过程中分析了齐40区块开发过程中遇到的主要矛盾和影响开发效果的主要因素:井组受效程度不均匀,矛盾日益突出;汽驱驱替方向性明显,单层、单方向蒸汽突破日趋严重;汽驱配套工艺技术不能满足现阶段开发需要。因此有针对性的提出了治理措施。措施现场应用效果较好,具有积极的指导作用。

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