基于TOUGH2的蒸汽辅助重力泄油数值模拟研究

发布时间：2023-03-20 00:24

　　蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage,SAGD)作为一种稠油热采的有效技术,已在加拿大、委内瑞拉、美国相继得到广泛应用。我国作为油砂资源大国之一,稠油增产势在必行。尽管我国在SAGD领域有些攻关成果,但总体上仍处于起步阶段。因此,开展SAGD的机理及其数值模拟研究,具有十分重要的学术价值和社会经济意义。本文的主要研究内容与结论如下:(1)首先回顾与梳理了SAGD数值模拟理论背景,同时自主开发Python模块用于TOUGH2后处理,最终形成了一套完整的模拟流程。结果表明:改进后的TOUGH2具备对SAGD过程进行模拟的初步能力。SAGD中所涉及到的传热传质、非混溶多相流问题,均可借助TOUGH2圆满求解;(2)其次基于改进的TOUGH2建立了双水平井SAGD工程过程的数值模型。对稠油开采中预热阶段和生产阶段,进行连续的数值模拟,揭示了SAGD二维截剖面、三维立体蒸汽腔的发育规律,同时开展对SAGD开采动态特征的分析评价。结果表明:该模型能够定量分析剩余油饱和度和温度的空间动态分布,有利于掌握整个区块的开发动态;该开采方案下累积油汽比为0.188...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 基本概念与定义
        1.2.1 稠油的定义与稠油油藏的特点
        1.2.2 稠油热采技术方法与适用性分析
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 SAGD理论与技术国内外研究现状
        1.3.2 TOUGH2油藏数值模拟的国内外研究现状
        1.3.3 SAGD数值模拟的所面临的问题
    1.4 主要技术路线
    1.5 研究内容
2 TOUGH2模拟蒸汽辅助重力泄油的方法研究
    2.1 TOUGH2简介
        2.1.1 TOUGH2的理论基础
        2.1.2 TOUGH2的基本使用方法
    2.2 TOUGH2模拟蒸汽辅助重力泄油的可行性分析
        2.2.1 SAGD采油机理分析
        2.2.2 TOUGH2的功能分析
        2.2.3 改进的TOUGH2
    2.3 TOUGH2模拟蒸汽辅助重力泄油的数值方法
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 定解条件与辅助方程
        2.3.3 毛管压力函数选取和相对渗透率函数选取
        2.3.4 TOUGH2对井单元的处理
    2.4 本章小结
3 双水平井蒸汽辅助重力泄油全过程数值模拟研究
    3.1 SAGD三维模型的建立
        3.1.1 模型建立与网格剖分
        3.1.2 初始条件、岩性参数与边界条件
    3.2 SAGD预热阶段数值模拟研究
        3.2.1 SAGD预热阶段的简介
        3.2.2 SAGD预热阶段的数值模拟
        3.2.3 SAGD预热阶段的粘度变化规律
    3.3 SAGD生产阶段数值模拟研究
        3.3.1 SAGD生产阶段的简介
        3.3.2 SAGD生产阶段的数值模拟
    3.4 SAGD三维蒸汽腔发育规律研究
    3.5 本章小结
4 蒸汽辅助重力泄油效果的参数敏感性分析及参数优选
    4.1 地质参数的敏感性分析及参数优选
        4.1.1 垂向渗透率与水平渗透率之比的影响规律
        4.1.2 原油饱和度的影响规律
    4.2 注采参数的敏感性分析及参数优选
        4.2.1 注汽速率的影响规律
        4.2.2 注汽温度的影响规律
    4.3 井网井距的敏感性分析及参数优选
        4.3.1 单井组垂直井距的影响规律
        4.3.2 多井组横向井距的影响规律
    4.4 本章小结
5 复杂地质条件下蒸汽辅助重力泄油数值模拟
    5.1 复杂地质条件概述
        5.1.1 模型建立与网格划分
        5.1.2 复杂地质模型的初始条件与岩性参数
    5.2 复杂地质条件SAGD数值模拟与蒸汽腔发育规律研究
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录A TOUGH2运行过程示意图
附录B Py_ext.py数据提取程序代码
附录C SAGD预热阶段输入文件
附录D SAGD生产阶段输入文件
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3766301