特超稠油渗流机理与开发方式研究

论文摘要

胜利油区特超稠油主要分布在王庄、单家寺等油田。目前胜利油区虽然利用HDCS强化采油技术实现了吞吐开发的突破,但仍存在特超稠油渗流机理认识不清、吞吐采收率低、如何寻找接替开发方式提高采收率和技术政策不明等问题,针对这些问题本论文渗流理论和数值模拟两个方面,结合胜利王庄油田开发实际,对水平井的渗流机理和渗流特点进行阐述,并提出开发方式优化方案,最后得到王庄特超稠油开发的技术政策界限。目前王庄特超稠油的开发立足于水平井的吞吐。在流体从储层流入井筒的过程中,水平井筒中压降和水平井壁面压力相互影响,只有将两者统一起来才能更加精确地描述水平井筒中的变质量流动特性。本文假设水平、等厚、上下封闭的无限大油藏,流体为弱可压缩流体,建立油藏三维不稳态渗流方程。忽略重力和加速度引起的压降,同时建立井筒的压降方程。结合以上两个模型,得到油层中的渗流与水平井筒内流动的耦合数学模型。进一步得到沿水平井段的流量与压力分布模式,奠定了水平井布井优化的理论基础。然后从数值模拟的角度,利用胜利王庄油田流体性质和地质特征数据,建立理想的均质模型进行模拟,验证和论证了水平井蒸汽吞吐和蒸汽驱过程中,压力分布方式,温度分布模式以及其对剩余油分布的影响。针对吞吐过程中,注汽压力高和水平井沿程吸汽、产液不均匀的缺陷,提出了在特超稠油的开采初期采用压裂水平井进行吞吐的想法,并通过数值模拟验证了其优势。针对水平井蒸汽驱压力分布的特点,设计出四种基础井网,包括HDCS采用的正对式井网,采用相同的工作制度,对其1/2井组进行模拟。对比四种井网的开发指标,得到最优井网形式。以及在采用不同井网,剩余油的分布模式,为后期的挖潜提供了依据。目前,国内对于特、超稠油蒸汽驱的技术政策界限尚没有研究,本文在HDCS井网基础上,得到了王庄油田特超稠油蒸汽驱四个最优的蒸汽驱操作参数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 区域概况
• 1.2 目标区块特超稠油油藏开发的现状及存在的问题
• 1.3 国内外特超稠油水平井渗流机理的研究现状
• 1.3.1 稠油的定义及资源分布状况
• 1.3.2 特稠油主体开发方式和技术进展
• 1.3.3 特稠油渗流机理研究现状和进展
• 第2章 特超稠油水平井渗流机理研究
• 2.1 三维非稳态耦合模型的研究
• 2.1.1 油藏三维不稳态渗流方程建立
• 2.1.2 水平井筒压降模型
• 2.1.3 井筒与油藏非稳态耦合模型
• 2.1.4 耦合模型的数值离散
• 2.2 水平井三维稳态耦合模型研究
• 2.2.1 油藏三维稳态渗流方程建立
• 2.2.2 井筒内压降模型
• 2.2.3 井筒与油藏耦合连接方程
• 2.3 水平井三维稳态和不稳态渗流方程的应用
• 2.3.1 沿水平井段流量分布
• 2.3.2 水平井新型导流能力计算图版
• 2.3.3 水平井污染系数与产能的关系
• 2.3.4 水平井压力分布模式
• 2.4 压力分布模式与井网优化的关系
• 2.5 水平井改造位置的确定
• 第3章 特超稠油开发方式数值模拟研究
• 3.1 水平井吞吐下产能计算以及产能的影响因素
• 3.1.1 注汽参数对蒸汽吞吐效果的影响
• 3.1.2 水平井产量预测模型的建立
• 3.2 蒸汽吞吐的压力分布数值模拟研究
• 3.2.1 注蒸汽过程压力分布
• 3.2.2 焖井阶段压力分布
• 3.2.3 生产阶段压力分布
• 3.2.4 用压裂水平井进行蒸汽吞吐
• 3.3 蒸汽驱的压力分布数值模拟研究
• 3.3.1 正对式井网布置
• 3.3.2 交错式井网布置
• 3.3.3 正交式井网布置
• 3.3.4 反交式井网布置
• 3.3.5 四种布井形式比较
• 3.3.6 压力分布对剩余油分布的影响
• 第4章 超稠油蒸汽驱技术政策界限研究
• 4.1 注汽参数对蒸汽驱效果的影响
• 4.2 技术政策界限研究
• 4.2.1 注汽速率优化
• 4.2.2 采注比优化
• 4.2.3 注汽干度优化
• 4.2.4 油层压力优化
• 4.2.5 技术政策界限
• 结论与认识
• 致谢
• 参考文献
• 附录