油页岩油藏原位电加热开采数值模拟研究摘要
我国的油页岩资源储量丰富,仅次于美国、巴西、俄罗斯,预估为万亿吨级别,大约能产出百亿吨级的页岩油。美国等国家的油页岩油藏开发已经进入区块开采商业化阶段,目前主要开采方式为水平井分段压裂。而我国对于油页岩油藏的开发尚处于现场试验阶段,并未大量投产。但是日益紧张的能源供需关系突出了油页岩开发的必要性。本文根据国内外油页岩油藏原位电加热的实验和计算数据,分析了有油页岩油藏的特点以及各参数随温度的变化规律,初步建立了油页岩单井电加热的电热转换数学模型、温度场数学模型、产量及其他开发指标的数学模型。在单井数学模型的基础上,主要运用叠加原理建立双井电加热的温度场和产量数学模型。然后,建立了油页岩油藏开发的经济评价数学模型。利用上述数学模型,对实际的单井、双井电加热油页岩的温度分布和产量等进行了模拟预测,并对影响油页岩开发的敏感性因素,如加热功率、成油率、油藏厚度、油层传热系数及井距等对温度场和产量的影响进行分析,最后,对油页岩油藏生产进行经济评价。计算表明:当加热功率为1000k W时,油井在4个月后开始出油,随后出油量逐渐增加;单井不同加热功率(1000kW、750k W、500kW),其最高产量分别为17.5t/d、13.8t/d和3.3t/d,表明加热功率越大,油井产量越高;对于成油率、油藏厚度、油层热传导系数等对产量的影响也有相同规律;在研究双井电加热时,相同加热功率时,双井电加热的单井产量要高于单井电加热产量;而对于不同井距(50m、40m、30m)时,油井最高产量分别为17.15t/d、22.5t/d、23.6t/d,表明双井井距越小,产量越高。经济效益主要受油价影响更大,在不导致油页岩层焦化的前提下,应选择1000k W加热井进行加热。研究结论为油页岩油藏的实际开发利用提供了理论依据和预测方法。
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