单家寺油田单2块薄层稠油水平井散热数值模拟研究.doc

1、单家寺油田单 2 块薄层稠油水平井散热数值模拟研究摘 要：本文针对单 2 南馆陶组油层厚度相对较薄、物性较差等原因，导致生产效果较差。通过开展散热规律等方面的研究，为该块水平井注汽参数的优化的确定提供指导，同时也为其它类似区块的开发提供借鉴。 关键词：薄层 稠油油藏 水平井 数值模拟 散热研究 一、引言 2007 年以来，滨南采油厂加大了利用水平井开发薄层、稠油油藏的应用力度，取得了较好的开发效果，使超稠油、薄层等难动用储量实现了有效开发。但由于单 2 南馆陶组油层厚度平均在 3 米左右，渗透率偏低，一般在 30010-3m2 以下（单 2 平 36 渗透率 9010-3m2）储层物性较差、地

2、层吸汽能力差，导致注汽压力高，出口压力平均 19.0MPa左右，注汽质量差；同时，由于油层薄，散热较快，导致开井后产量、温度下降较快，影响了开发效果。为提高产能建设效果，开展了水平井散热规律等方面的研究，为该块稠油水平井注汽参数的优化确定提供指导。 二、模型建立 1、地质建模： 根据单 2 块的现场数据，建立数值模拟地质模型。模型纵向上分为3 层，考虑了顶底盖层的散热影响，节点数为 22213=1386 个。数值模拟地质建模利用单 2 块单 2-平 218 井为参考。单 2 块 Ng 下 24 油藏类型为断块层状稠油油藏，地面原油密度 0.98099g/cm3，地面原油粘度（50脱气）3535

3、5709mPa?s，含硫量 0.58%，凝固点 916，含蜡1.85%，胶质 22.87%；地层水总矿化度 1500017000mg/L，地层水型为CaCl2 型。层温度 56，原始地层压力 10.5MPa，属常温常压系统，单2-平 218 井设计区在纯油区内 2、水平井蒸汽吞吐散热研究 根据以上建立的地质模型，进行了水平井蒸汽吞吐过程中散热规律的研究。选用的单 2-平 218 井的地质参数为建模原型，水平井水平段长度为 150m，蒸汽注入速度为 240t/d，油层有效厚度为 4m，利用数值模拟技术，研究注汽量为 4000t 时的蒸汽吞吐散热规律研究。 从不同生产阶段的温度场分布来看，蒸汽吞吐

4、周期的前一段时间，散热较快。相比于焖井刚结束时候的温度场，生产一个月后，加热的范围没有明显变化，但是井底及地层温度下降很快，井筒周围温度由 300以上下降到 200，这说明吞吐转周前期，井口产出液温度较高，而且刚开始生产时吞出来的回采水较多，带出来了较多的热量。从第二个月生产开始，到第三个月，井底的温度下降幅度比第一个月下降幅度要小，但是蒸汽加热的范围却开始减小，这说明这个时期远端的加热的原油开始有了流动能力，逐渐的向井底流动，将热量带了过来，并随着原油的采出带到井口，这个时期也是采油量较高的一个时间段，因此从第二个月开始加热的范围开始明显开始缩小。到吞吐结束，也就是六个月后，加热半径明显变小

5、，集中在井底周围，而且井底温度也只有 100左右。 3、不同原油粘度水平井蒸汽吞吐散热研究 根据以上建立的地质模型，分别选取地层温度下粘度分别为4000mPa.s、6000mPa.s、8000mPa.s 时的蒸汽吞吐散热规律研究，并对参数进行优化。模型采用的参数依然为单 2-平 218 井的地质参数，水平井水平段长度为 150m，蒸汽注入速度为 240t/d，油层有效厚度为 4m，周期注入量为 4000t。 通过不同原油粘度条件下注汽量的优选过程分析，在地质条件等一致的情况下，随着原油粘度的升高，周期最优注入量是逐渐增大的，而且在注汽量较小的情况下，随着注汽量的增加，粘度大的原油周期产油量的增

6、加幅度也较大，因此，在优选周期注汽量的时候，高粘度的原油应适当增加其注汽量。 4、不同油层厚度下水平井蒸汽吞吐散热研究 根据以上建立的地质模型，分别选取油层厚度为 4m、6m、8m 时的蒸汽吞吐散热规律研究，并对参数进行优化。模型采用的参数依然为单 2-平 218 井的地质参数，水平井水平段长度为 150m，蒸汽注入速度为240t/d，周期注入量为 4000t。 从模拟情况以看出，随着油层厚度的增加，底部的加热范围明显减小，说明随着油层厚度增加，蒸汽超覆现象越明显，尽管水平井已经布置在了油层的中下部位，但是油层的中上部为还是优先得到了加热，而底部位的油层加热范围明显变小。 利用热采模型模拟了蒸

7、汽干度 0.6 时，注入量分别为2000t、3000t、4000t、5000t、6000t 时蒸汽吞吐一个周期的开采效果。对于不同油层厚度的油藏，蒸汽注入量越大，加热范围越大，波及原油体积也就越大，但是注入量过高，油汽比就会下降，经济上不利。因此，对于油层厚度为 4m 的油藏，周期蒸汽注入量选择 3800-4000t；对于油层厚度为 6m 的油藏，周期注汽量选择 4500t；对于油层厚度为 8m 的油藏，水平井蒸汽吞吐周期注汽量选择 5000t。 5、不同水平段长度蒸汽吞吐散热研究 根据以上建立的地质模型，分别选取水平井水平段长度为100m、150m、200m 时的蒸汽吞吐散热规律研究，并对参

8、数进行优化。模型采用的参数依然为单 2-平 218 井的地质参数，油层厚度为 4m，蒸汽注入速度为 240t/d，周期注入量为 4000t。 随着水平段长度的增加，顶层的热损失明显减小。水平段长度为100m 时，相比于 150m 水平段和 200m 水平段长度，由于注汽量一样，而100m 水平段长度在吸气的横向上较短，因此在纵向上的超覆现象就越严重，导致顶层散热量高于水平段较长的井。 利用热采模型模拟了蒸汽干度 0.6 时，注入量分别为2000t、3000t、4000t、5000t、6000t 时蒸汽吞吐一个周期的开采效果。 随着水平段长度的增加，在相同注汽量的情况下，周期产油量有较大的提高，

9、因此，应该尽量增加水平段的长度，提高水平井蒸汽吞吐的开采效果。对于水平段长度为 100m 的井，周期注汽量选择 3500t-4000t；对于水平井段长为 150m 的吞吐井，周期蒸汽注入量选择 4000t；对于水平井段长为 200m 的吞吐井，周期蒸汽注入量选择 4500t。 三、结论 1、通过数值模拟计算，水平井蒸汽吞吐过程中，顶层有盖层的情况下，热量散失不严重，而且由于蒸汽超覆的作用，油层的中上部得到更好的加热；而在生产过程中，前一个月带出的热量较多，油层温度下降较快，第二个月开始加热的范围开始缩小。 2、通过不同原油粘度下水平井蒸汽吞吐散热规律研究得出，随着原油粘度的增加，在相同注汽量的情况下，蒸汽加热范围会减小，周期产油量也降低。周期注汽量优选上，粘度越大的油藏，需要更大的注汽量保证开采效果。 3、对不同油层厚度的水平井蒸汽吞吐研究结果表明，随着厚度的增加，顶层的散热情况也逐渐减小，蒸汽加热半径有所减小，但是加热体积增加，周期产油量增大。 4、水平井水平段长度越大，蒸汽吞吐过程中热量扩散越充分，顶层的热损失越小，周期产油量也越大。 5、在现场实施过程中，通过研究分析可以较好的调整注入参数，取得较好的效果。 参考文献 1张义堂等编著.热力采油提高采收率技术M.石油工业出版社，2006 2孙树强.薄层稠油油藏开采技术研究D.中国石油大学 2007