夹层对油砂SAGD蒸汽腔特征的影响研究

发布时间：2020-10-13 14:24

　　 蒸汽辅助重力泄油(SAGD)是开采稠油的最有效方式之一。除操作参数影响以外,油藏非均质性对SAGD的影响不可忽视,尤其是油藏内发育的多套夹层对SAGD蒸汽腔发育各阶段、以及开发效果影响的研究不够深入。本文针对多夹层问题,重点研究多夹层对SAGD蒸汽腔特征以及开发效果的影响。本文主要以温度场作为表征参数,综合应用物理模拟和数值模拟方法,研究了多夹层对SAGD蒸汽分布以及开发效果的影响。首先,引用相似准则,计算并筛选出5个相似准则数,设计了SAGD垂直剖面的可视化模拟实验装置,实现对SAGD蒸汽腔以及开发动态的模拟,并能进行对剩余油变化的可视化观察。其次,针对注汽速度、不同多夹层分布模式、夹层渗透性对SAGD生产影响开展了相关物理模拟。实验结果表明:SAGD生产在受到多夹层影响时,变速注汽的开发效果明显好于恒速注汽;对于不同夹层分布模式,均只有靠近注汽井和油藏顶部夹层的影响作用明显;在夹层渗透性方面,超低渗透夹层对SAGD蒸汽腔以及开发效果的影响类似于非渗透性夹层。最后,再利用CMG进行数值实验反演,与物理模拟的结果进行比较,两者吻合度较高。本文的研究成果对于以SAGD为主要开发方式且发育多夹层稠油油藏的科学开发具有指导意义。
【学位单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE357.44
【部分图文】：

图 1.1 一条低渗带 图 1.2 二条低渗带Fig. 1.1 One low permeability belt Fig. 1.2 Two low permeability belt1.2.4 夹层对 SAGD 蒸汽腔发育影响夹层是指在砂岩层内所分布的低渗透层或相对非渗透层。通常，夹层分布不规律并且常以单夹层或者多夹层的状态分布于油藏中。能有效阻止或控制流体的运动。实际上，在渗流特征一致的连通砂层中（一个流动单元）的夹层称为流动单元内部夹层，其面积常小于流动单元面积的二分之一，一般厚度只有几厘米至几十厘米，延伸较小，稳定性差。1992年Butler等[15]利用二维物理模拟装置，在研究非均质性对SAGD蒸汽腔以及开发效果的影响时，研究了两种不同长度的夹层对蒸汽腔的影响。实验结果显示短夹层对SAGD开发效果的影响不大，而长夹层的影响强于短夹层，明显阻碍了蒸汽腔的发育，严重影响了SAGD开发效果。2008年G.Ipek等[15]利用数值模拟分析夹层对SAGD开发效果的影响，G.Ipek模

图 1.1 一条低渗带 图 1.2 二条低渗带Fig. 1.1 One low permeability belt Fig. 1.2 Two low permeability belt1.2.4 夹层对 SAGD 蒸汽腔发育影响夹层是指在砂岩层内所分布的低渗透层或相对非渗透层。通常，夹层分布不规律并且常以单夹层或者多夹层的状态分布于油藏中。能有效阻止或控制流体的运动。实际上，在渗流特征一致的连通砂层中（一个流动单元）的夹层称为流动单元内部夹层，其面积常小于流动单元面积的二分之一，一般厚度只有几厘米至几十厘米，延伸较小，稳定性差。1992年Butler等[15]利用二维物理模拟装置，在研究非均质性对SAGD蒸汽腔以及开发效果的影响时，研究了两种不同长度的夹层对蒸汽腔的影响。实验结果显示短夹层对SAGD开发效果的影响不大，而长夹层的影响强于短夹层，明显阻碍了蒸汽腔的发育，严重影响了SAGD开发效果。2008年G.Ipek等[15]利用数值模拟分析夹层对SAGD开发效果的影响，G.Ipek模

图 1.3 页岩夹层分布 图 1.4 剩余油分布Fig. 1.3 Distribution of interlayer Fig. 1.4 Distribution of remaining oil2009年Hyundon Shin等[19]通过数值模拟方法，分析了夹层在两种不同分布模式下，对于蒸汽腔以及剩余油分布的影响。第一种分布模式中，夹层设计为断开的小夹层；而第二种分布模式为大块连续的页岩夹层。除此之外，HyundonShin也研究夹层分布位置在注汽井上方和注汽井之间的情况。其结果显示，当夹层在注采井之间时，大块连续页岩夹层对SAGD蒸汽腔以及开发效果的影响更大；当页岩夹层在注汽井上方时，蒸汽腔对于夹层的长度比夹层连续与否更敏感。2013年Zhou等[20]研究了蒸汽对夹层渗透率和孔隙度的影响，认为蒸汽在SAGD生产阶段中会导致夹层破裂，但是由于注汽压力以及热损失的影响，并不能破裂所有的夹层。而本文在物理模拟中并没有考虑夹层破裂的影响因素。
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本文编号：2839288