蒸汽驱理论扩展和注采参数优化方法研究

来源 :东北石油大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:liubifeng1392
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本文以辽河油田齐40块蒸汽驱试验区生产实际为背景,紧密结合蒸汽驱不同阶段生产技术问题,重点开展蒸汽驱开发理论和现场应用技术基础研究,以便为齐40块蒸汽驱中后期注采参数优化调控提供依据,研究工作具有理论意义和明显的实用价值。在研究工作中,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,解决了Neuman蒸汽驱理论缺陷和经典蒸汽驱理论模型适用性需要扩展等问题,进一步完善了蒸汽驱理论基础。建立了上覆岩层和油层中温度分布数学模型。定量描述了持续注热后,任一时间t内在盖层任一点z处的温度分布,基于此得到了注入半无限固体空间表面处的热流量方程。研究发现:蒸汽带内的含水饱和度取决于重力泄流速率与上覆岩层/油层接触面处蒸汽冷凝速率之间的平衡;蒸汽带下部油藏内的温度分布规律几乎就是顶、底覆岩盖层内温度分布的镜像,同样遵循傅里叶定律,与其在顶、底覆岩盖层内的镜像之间差别仅在于油藏岩石导热性能参数上的不同,其它没有区别;油藏中蒸汽/蒸汽冷凝水界面之下油层内单位面积上的下泄水体积流速减去蒸汽带内的水流速率,等于蒸汽带下边界移动产生的驱替水的体积流量;油藏中蒸汽/蒸汽冷凝水界面之下油层内单位面积上的下泄油和水携带的焓减去蒸汽带下泄水携带的焓,等于蒸汽带下边界的移动速率与蒸汽/蒸汽冷凝水界面上下焓差的乘积;油藏中蒸汽/蒸汽冷凝水界面垂向移动不需要毗邻界面之下油藏内温度梯度的改变;界面的移动速率与冷凝水垂向流动速率之间存在函数关系。纠正了Neuman蒸汽驱理论的数学分析错误,重新建立并求解了蒸汽驱油藏能量平衡方程、蒸汽带覆盖面积、蒸汽带厚度和蒸汽带体积计算理论模型。揭示了油藏中各个参数间相互影响和变化的规律。建立了蒸汽驱蒸汽突破发生时、蒸汽带覆盖面积保持不变条件下的地面热量递减注入速率理论计算公式。扩展了Neuman蒸汽驱理论适用范围,给出了适用于蒸汽驱蒸汽突破前、突破后的蒸汽驱原油驱替量计算方法,构建了蒸汽驱原油驱替量分析与计算的完整理论体系。改进了Jones模型的不足,提出了蒸汽驱原油驱替量与产量之间的经验转换系数;在此基础上,建立了蒸汽驱原油产量计算模型,提出了计算蒸汽驱产量的数值分析方法。基于油藏实际参数,提出了一套经过现场实际验证的蒸汽驱最优注采参数确定方法和蒸汽驱经济开发期限估算方法。本文方法为蒸汽驱生产动态预测和现场施工技术参数优化提供了理论依据。文中,详细论述了作者参与完成的齐40块蒸汽驱现场先导试验(该试验的结果是业内公认的中深层普通稠油蒸汽驱成功范例);而且,还用此先导试验结果与本文理论计算值做了对比,对比结果表明本文理论值与试验结果两者符合良好。这一对比结果充分地证明了本文理论模型的正确性及其实用价值。本文全部研究工作紧密结合蒸汽驱生产实际,其理论分析结论和试(实)验结果对推动蒸汽驱技术进步和进一步改善蒸汽驱中后期开发效果具有重要指导意义。
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