本文以大庆江37区为例,利用CMG软件内的STARS热采模块对浅薄层稠油油藏进行蒸汽吞吐数值模拟开发动态规律研究,对蒸汽驱转蒸汽吞吐参数优化,主要包括对转蒸汽驱时机、注汽井注汽速度、井底蒸汽温度与压力的优选,并得出转蒸汽驱推荐方案,对于提高稠油油藏的采收率具有一定的指导作用。 Taking Daqing Jiang 37 Block as an example, the study on the dynamic regularity of steam throughput in shallow heavy oil reservoirs with STARS heat mining module in CMG software is carried out. Meanwhile, parameter optimization for steam drive to steam soak is carried out, in-cluding the timing of steam flooding, the steam injection rate of steam injection well and the optimization of steam temperature and pressure at the bottom hole, and the recommendation scheme of turning to steam drive is obtained, which is significant to improve recovery of heavy oil reservoirs.
周泽宇1,李岩2,侯雪鹏3
1东北石油大学石油工程学院,黑龙江 大庆
2采油三厂第四油矿,黑龙江 大庆
3采油三厂第五油矿,黑龙江 大庆
收稿日期:2017年7月4日;录用日期:2017年7月21日;发布日期:2017年7月24日
本文以大庆江37区为例,利用CMG软件内的STARS热采模块对浅薄层稠油油藏进行蒸汽吞吐数值模拟开发动态规律研究,对蒸汽驱转蒸汽吞吐参数优化,主要包括对转蒸汽驱时机、注汽井注汽速度、井底蒸汽温度与压力的优选,并得出转蒸汽驱推荐方案,对于提高稠油油藏的采收率具有一定的指导作用。
关键词 :蒸汽吞吐,蒸汽驱,数值模拟,历史拟合
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目前在蒸汽驱数值模拟领域的应用软件有很多,如SSI公司的THERM软件,ECLIPSE公司的热采模块,CMG公司的STARS模块,其中STARS模块是国际上较为成熟且应用广泛的数值模拟软件。邢景奎应用STARS模块对辽河油田高3-4-066试验区进行蒸汽驱开发研究;殷代印、张湘娟在大庆朝阳沟油田蒸汽驱试验区地质研究基础上,利用STARS模块对不同蒸汽驱开发方案开发指标进行预测;石晓渠利用CMG三相多组分软件对河南井楼油田三区LZ27井区进行蒸汽驱先导实验。
本文的特点为应用动态拟合后的精细地质模型和数值模型,开展浅薄层稠油油藏蒸汽吞吐开发动态规律及转蒸汽驱时机优化研究;对薄层稠油油藏蒸汽吞吐开发规律形成准确认识,并推荐了转蒸汽驱最优方案。
大庆江37试验区块稠油油田含油面积0.19 km2,原油地质储量682.8 × 104 t,平均渗透率为1435.9 × 10−3 µm2,平均孔隙度为33.0%,埋藏深度范围为580~600 m,区块特点为砂体小,厚度薄且分布零散,属于高孔隙度、高渗透率稠油油藏 [
应用地质建模软件Petrel,结合数字化沉积相结果,根据研究数据和地质开发生产需要,对江37全区建立油藏数值模型。平面网格长度按5 m划分为93 × 145的均匀网格系统(图1)。为了进行精细油藏数值模拟研究 [
根据各井的数据结合平面网格划分结果,利用CMG数值模拟软件STARS模块对该区进行数值模拟计算,建立江37块的非均值的精细油藏数值模型。在历史拟合过程中进行适当调整。
适当调整包括油层厚度、原始含油饱和度、油层条件下原油粘度与温度关系数据等在内的地质模型参数,调整相渗曲线,得出江37试验区块的蒸汽吞吐累产油曲线、累产液曲线(图5)。累产油量拟合误差为0.62%,累产液量拟合误差为1.39%,达到高精度拟合标准。
图1. 平面网格划分图
图2. 孔隙度分布三维显示图
图3. 渗透率分布三维显示图
图4. 初始含油饱和度分布三维显示图
图5. 江37试验区块蒸汽吞吐累产油、累产液拟合曲线
对2013年没有进行过蒸汽吞吐的井先后进行蒸汽吞吐试验,各井蒸汽吞吐最大产液量根据以往最大产业量以及油层厚度计算给出,蒸汽吞吐设计注汽强度为150 t/m;自2014年3月,对2013年三口已吞吐井(平1井、斜32井、斜24井)先后开始蒸汽吞吐注蒸汽生产。自该年4月,对其他井进行蒸汽吞吐注蒸汽生产;自2014年7月,三个井组的3口注汽井参照标准注汽速度开始注汽,从而进行转蒸汽驱开发。
由现场实验数据对比表可知,后续吞吐一周期有效后再进行转蒸汽驱的效果明显优于直接转蒸汽驱。因此转蒸汽驱最佳时机推荐使用方案2 (表1)。
井底蒸汽干度 [
整体趋势为随着井底蒸汽温度 [
方案 | 阶段 | 累注汽 (t) | 累产油 (t) | 油汽比 (t/t) | 累产液 (m3) | 采注比 (m3/m3) |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 蒸汽驱阶段 | 138,772 | 2 224 6.8 | 0.160 | 156,119 | 1.125 |
2 | 后续吞吐一周期 | 12,625 | 5189.3 | 0.411 | 25,792 | 2.057 |
蒸汽驱阶段 | 151,139 | 22922.9 | 0.152 | 167,684 | 1.109 | |
3 | 后续吞吐一周期 | 12,625 | 5189.3 | 0.411 | 25,792 | 2.057 |
后续二次吞吐一周期 | 17,449 | 5063.0 | 0.290 | 28,930 | 1.658 | |
蒸汽驱阶段 | 155,342 | 21550.2 | 0.139 | 166,794 | 1.074 |
表1. 转蒸汽驱时机优化结果对比表
方案 | 井底蒸汽干度 (%) | 生产时间 | 累注汽 (t) | 累产油 (t) | 油汽比 (t/t) | 累产液 (m3) | 采注比 (m3/m3) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 20、28、36 | 2年 + 6月 | 146,640 | 21823.0 | 0.149 | 161,775 | 1.103 |
2 | 25、33、41 | 2年 + 7月 | 151,139 | 22657.4 | 0.150 | 167,475 | 1.108 |
3 | 30、38、46 | 2年 + 7月 | 151,139 | 22922.9 | 0.151 | 167,684 | 1.109 |
4 | 35、43、51 | 2年 + 7月 | 151,139 | 23069.5 | 0.152 | 167,840 | 1.111 |
表2. 蒸汽驱井底蒸汽干度研究结果对比表
方案 | 井底蒸汽温度 (℃) | 生产时间 | 累注汽 (t) | 累产油 (t) | 油汽比 (t/t) | 累产液 (m3) | 采注比 (m3/m3) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 260 | 2年 + 7月 | 151,139 | 22814.3 | 0.151 | 157,546 | 1.109 |
2 | 280 | 2年 + 7月 | 151,139 | 22922.9 | 0.152 | 167,684 | 1.109 |
3 | 300 | 2年 + 7月 | 151,139 | 23118.0 | 0.153 | 168,158 | 1.113 |
表3. 蒸汽驱井底蒸汽温度研究结果对比表
1) 蒸汽吞吐加热范围较小,未达到油层温度基本连通对转蒸汽驱是不利的,需继续进行蒸汽吞吐,提高采注比,降低油层压力,增加加热范围,为转蒸汽驱创造有利条件。
2) 由于低采注比低,致使注入蒸汽向采油井驱替慢,加热范围较小。
3) 后续吞吐一周期待吞吐引效后进行转蒸汽驱效果明显优于直接转蒸汽驱。
4) 随着注汽井注汽速度、井底蒸汽温度的提高,蒸汽驱的效果逐渐变好,超过最优选定参数,蒸汽驱的效果提升变得不明显。
周泽宇,李 岩,侯雪鹏. 江37区蒸汽驱数值模拟开发规律研究Research on Numerical Simulation Development Law of Steam Drive in Jiang 37 Block[J]. 自然科学, 2017, 05(03): 320-325. http://dx.doi.org/10.12677/OJNS.2017.53044