蒸汽吞吐井注汽工艺参数正交优化设计

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综合化的蒸汽吞吐注采参数优化设计

综合化的蒸汽吞吐注采参数优化设计侯健陈月明( 石油大学石油工程系, 山东东营257062)摘要建立起一套较为完善的蒸汽吞吐注采参数优化设计模型, 并编制成相应的软件OS S D( V 1 .0) . 该软件以蒸汽吞吐解析解模型为基础, 结合节点分析、经济评价, 对注采参数进行优化设计, 实现了地面运行—井筒—地层及开发效果预测—经济评价—优化决策的一体化设计.这种设计软件具有所需资料少, 计算经济、快捷, 参数决策客观、全面, 用户界面友好等特点.主题词蒸汽吞吐; 产能预测; 经济评价; 优化设计中图图书资料分类法分类号T E 319 Ξ第一作者简介侯健, 男, 1972 年生. 1993 年毕业于石油大学(华东) , 1996 年在石油大学(华东) 获油藏工程硕士学位.现为胜利油田地质科学研究院助理工程师.0 引言注蒸汽热力采油方法作为稠油开采的有效手段已逐渐被认识和付诸实践[ 1 ] . 国内外已出现了各种热采软件包, 如蒸汽吞吐( 蒸汽驱) 产量预测模型[ 2～4 ] 、井筒热损失计算程序[ 5] 、注蒸汽开采经济评价软件①等. 这些模型或软件的开发研制都是基于注蒸汽过程的解析或半解析解模型. 较之数值模型, 具有所需资料少, 计算简单, 使用经济、快捷等优点,但它们都只是相互独立的模型或软件,并未形成一套完整的综合体系, 而且精度和灵活性也不够. 本文介绍了一套综合化的蒸汽吞吐注采参数优化设计软件O S S D ( V 1 .0) .图1 OS S D ( V 1 .0) 软件构成和运行流程该软件由四个基本模块组成,包括: ( 1) 注汽沿线(地面管线、井筒) 热损失及压力计算模块; (2) 蒸汽吞吐生产动态预测模块; ( 3) 蒸汽吞吐项目经济评价模块; (4) 注采参数优化设计模块. 另外,为实现这四大模块之间的协调和综合化,还具备两个辅助模块: (5) 井筒—地层协调模块; (6) 经济评价—优化设计配套模块. 这六个模块构成完整体系.其中, ( 1) 、(2) 、(5) 模块组成蒸汽吞吐开发效果评价部分, 构成整个系统的基础, 可确定出合理的注采范围.将输出的生产动态信息,通过数据文件传输到达下游( 3) 、(4) 模块进行经济评价,并运用正交设计方法,在模糊综合评判模型的基础上,最终确定出最优的注采参数.这套软件以中文W i n dow s 3 .1 系统为开发平1 基本设计思路蒸汽吞吐注采参数优化设计软件( O pt i m i z i n gS tea m S t i m ul a t i on Desi g n , 简称O S S D ( V 1 .0) ) 是一套建立在蒸汽吞吐过程模拟器基础上, 结合节点分析、经济评价,进行注采参数优化设计的综合性软件, 它既能快速进行蒸汽吞吐过程的生产动态预测,又能依据技术经济指标完成注采参数的优化设计,为注蒸汽油藏的筛选和开发方案的编制提供有效的工具. 为了实现具备吞吐开发效果和经济综合评价功能的总目标, O S S D ( V 1 . 0) 软件采用模块化结构设计思想. 其软件构成和运行流程如图1 所示.Ξ 收稿日期:1996 - 06 - 20①谢培功等. 冷家油田水平井采油经济评价综合决策因素优化的依据专题报告. 辽河石油勘探局,1995 .·37 ·第21 卷第3 期侯健等:综合化的蒸汽吞吐注采参数优化设计软件台, 全部由V B 3 .0 程序语言[ 6 ]设计完成. 具有如下的功能和特点:合于注蒸汽或注热水情况, 并考虑到注入过程中蒸汽与热水之间的转换; ②进行变注入工况( 注入速度、压力、温度、干度的变化) 的计算; ③适合于定向井( 包括垂直井和斜井) 情况.2 .2 蒸汽吞吐产能预测在考虑蒸汽超覆影响下,结合物质平衡方程、能量平衡方程及渗流方程, 建立起一套具有多油层、多周期计算功能的蒸汽吞吐过程模拟器. 蒸汽吞吐产能预测模块可用于进行蒸汽吞吐动态预测,计算出各项动态及周期参数,为蒸汽吞吐油藏的筛选和早期开发方案的编制提供依据;也可通过对现场生产动态资料的拟合,修正地层、流体性质参数.2 .3 吞吐项目经济评价根据蒸汽吞吐产能预测部分的预测结果,在吞吐项目经济评价模型的基础上, 进行财务评价计算.该模块的评价方法及输出报表均依据了国家计委、建设部1993 年《经济评价方法与参数》和中国石油天然气总公司《石油工业建设项目经济评价方法与参数》(第二版) .2 .4 注采参数优化设计根据正交设计方法和模糊数学原理,提出了一套进行蒸汽吞吐注采参数优化设计的模糊综合评判模型. 在考虑各项技术、经济指标综合影响的基础上, 利用正交设计, 寻求注采参数的最佳水平值, 以达到蒸汽吞吐过程的最优控制.( 1) 全新的、统一的、简单易学的友好操作界面.W i n dow s窗口( 2) 与热采数值模拟器相比, O S S D 软件蒸汽吞吐过程模拟器具有输入资料少,拟合过程易于实现, 动态预测经济、快捷的特点, 并且该模型完成了地面运行—井筒—地层的一体化, 注重整体的协调处理.(3) 基于模糊综合评判模型的优化决策系统, 完成了开发效果预测—经济评价—优化设计的一体化,分析全面,参数决策有依据.( 4) 优化过程的程序化,自动寻求各注采参数之间的最佳协同.( 5) 轻松自如的数据准备和输入的表格或图形方式, 充分利用现有的显示器、打印机或屏幕拷贝机等外部设备,输出形象精美的报告图表.(6) 完善可靠的文件管理系统, 及时提供选项窗口服务,用户可以方便、灵活地实现多个数据文件的保存或相互之间的组合运算,并且无需考虑整个操作过程中数据文件之间的非用户操作性冲突(删除、修改或覆盖) .2 软件的基本组成及功能O S S D ( V 1 .0) 软件主要由注入参数节点分析( N O D E) 、蒸汽吞吐产能预测( P R EC) 、吞吐项目经济评价( ECO M ) 、注采参数优化设计( D ES G) 四部分构成.注入参数节点分析和蒸汽吞吐产能预测两部分构成O S S D 软件吞吐开发效果评价部分, 该部分实现井筒—地层协调,确定出合理的注采范围;吞吐项目经济评价、注采参数优化设计两部分构成O S S D 软件经济评价、优化决策部分,依据技术、经济指标, 进行模糊综合评判,确定出最优的注采参数. 四部分之间数据文件相互依赖,但它们运行时又能保持相对独立, 依靠完善的文件管理系统, 用户可以实现多井、多吞吐方案的动态预测、经济评价及参数优化设计之间的交替任务.2 .1 注入参数节点分析在考虑两相流特征和传热的压降、热损失综合计算模型的基础上,结合地层注入能力自动完成注入参数节点分析过程, 确定出注入流量与注入压力之间的关系, 从而实现井筒—地层协调. 与现有的模型相比,注入参数节点分析模块具有以下特点: ①适3 软件的检验3 .1 注入参数节点分析( N O D E) 模型的检验利用文献[5 ]列举的 B leak ley 的现场试验以及Fo n t a n i l l a和A z i z模型的预测结果,输入了基本数据进行实例计算, 并对其结果进行分析对比.图2 为图2 B l eakley 现场试验计算结果对比·38 ·石油大学学报 (自然科学版)1997 年 6 月B leak ley 现场试验计算结果对比图. 试验在美国俄克拉荷马州 ( O k l a ho m a ) Creen 县 61 - 0 M a r t h a B i g pon d 井上进行 , 在前六天连续注入蒸汽.对比曲线表明 , 注入参数节点分析 ( N O D E ) 模型的计算值与 B leak ley 现场数据吻合较好. 其中 , 温度拟合误差小于 1 % , 压力拟合误差小于 3 % .3 . 2 蒸汽吞吐产能预测 ( PR EC) 模型的检验利用文献 [ 4 ]列举的 H u n t i n g ton B each 油田的测试数据 ( A d a m s 和 K h a n 报道) , 用 PR EC 模型输杜 68 井区杜家台油层为稠油油藏 ,常规试油虽有一定产量 ,但产量低 ,开采难度大. 因此 ,应立足于注蒸汽热力采油.4 . 2 注采参数的优化利用 O SSD ( V 1 . 0) 软件对该井区蒸汽吞吐注采参数 ( 包括周期注汽量 Q 、注汽速度 v 、注汽干度 γ[ 锅炉出口 ] 、注汽量递增方式 Q z 、周期极限产量q max 及井底生产流压 p 等) 进行了优化设计.500010100 . 83 . 04 . 83 270 2155 665062156 . 54选用 L 27 ( 313 ) 正交表 ,根据正交设计表可产生27 套方案 ,分别对各方案进行蒸汽吞吐产能预测及经济评价 , 可得到各方案的技术、经济指标对比情况 . 建立模糊综合评判模型 ,并进行综合评判. 参照正交设计表中所列的各注采参数在不同水平取值下的平均综合评判值数据 ,以及注采参数不同水平取值下的综合评判值对比直方图 ( 如图 3 所示) ,可以看出 :①杜 68 井区各注采参数按它们对蒸汽吞吐开发效果影响的敏感程度 ,依次排序为 : 生产井流压、注汽干度、周期注汽量、注汽量递增方式、注汽速度、周期极限产量 .②随着周期注汽量的加大 ,采出程度增加 ,但累积油汽比降低 . 同时 ,单位成本上升 ,增产油量带来的效益一部分被抵销掉 ,因此 ,周期注汽量存在一个最优值. 杜 68 井区的产量优化结果为 4000 t ,即注汽强度应保持在 133 t / m 左右.③随着注汽速度的增加或注汽干度的提高 ,吞吐效果得以改善 ,但增加趋势有所减缓. 因此 ,在进行油田开发设计时 ,应结合油藏特点和注汽设备性能确定合理的注汽速度和注汽干度.④周期极限产量对吞吐效果不产生显著影响. 在设计蒸汽吞吐方案时 ,不应将周期极限产量定得过低.⑤生产井流压是一个最敏感因素 . 优化结果表明 ,较低的生产井流压会得到好的蒸汽吞吐效果.通过对油藏和流体性质参数的局部调整 ,蒸汽吞吐产能预测 ( PR EC ) 模型的计算值与 A dams 和 Khan 所报道的油田测试数据吻合较好 , 验证了PR EC 模型的有效性 .4 应用实例4 . 1 杜 68 井区概况杜 68 井区地处辽宁省盘锦市东部苇场 ,构造位置在辽河断陷西部凹陷西 8 斜坡中段 ,曙一区断鼻斜坡向西延伸部位 ,是一个四周被断层封闭的断块 . 构造面积 4 . 18 km 2 ,含油层位为下第三系沙河街组沙四上杜家台油层 . 已探明含油面积 2 . 61 km 2 ,原始地质储量 94 ×105 t . 该区的构造形态为由北向南东倾斜的单斜构造 ,杜 68 块与杜 170 块为本区主要含油区块. 受构造控制 ,油层主要发育在杜 170 井至杜 117 井一带 , 油层有效厚度达 30 m 以上 ,向南东方向地层下倾部位 ,油层厚度逐渐减薄. 杜家台油层砂岩成熟度低 , 结构松散. 据现有分析资料 ,平均孔隙度为 27 % ,平均渗透率为 0 . 272 μm 2 ,平均碳酸盐含量为 5 . 6 %. 该区平均地温梯度为 0 . 0407 ℃/ m ,平均原始地层压力为 9 . 6 M P a ,压力系数为 0 . 99 .试油取得的原油物性资料表明 ,地面原油相对密度为 0 . 93～0 . 96 ,脱气原油粘度 (50 ℃下) 为 383 . 55～2660 . 17 m P a ·s ,地层水水型为 Na HCO 3 型 ,总矿化度为 2226 . 4 mg/ L .·39 ·第 21 卷第 3 期侯健等 :综合化的蒸汽吞吐注采参数优化设计软件参数优化设计 (O S SD V1 . 0) 软件. 该软件完成了地面运行 —井筒 —地层以及开发效果预测 —经济评价—优化决策的一体化设计 ,并为用户提供友好操作界面.(2) 实现了注汽过程中井筒 —地层的协调处理. (3) O SSD ( V 1 . 0) 软件计算结果与油田测试数据吻合较好 ,验证了该软件的有效性.参考文献1 陈月明 . 注蒸汽热力采油 . 山东东营 : 石油大学出版社 ,1996 G ro s R P ,et al . S t eam S oak Pred ictive Mo del . SP E 14240 , 1985Sylvest er N B , et al . An Imp r oved Cyclic S t eam S tim u la 2 tio n M o del fo r Pressure - Deplet ed Reservoir s. SP E 17420 , 1988 G ozde S , Ch hina H S , Best D A. An Analytical Cyclic S t eam S tim u latio n Mo del fo r Heavy - Oil Reservoir s. SP E 18807 ,1989Chiu K , Thakur S C. Mo deling of Wellb o re Heat Lo sses inDirectio nal Wells U nder Chang ing Injectio n C o n d itio n s. SP E 22870 ,1991林启隆 . Visual Basic fo r Wind o ws 程序设计 . 北京 :清华大学出版社 ,1993(责任编辑陈淑娴)图 3 不同水平取值下注采参数的综合评判值对比杜 68 井区蒸汽吞吐注采参数优化结果如表 3 所示. 表中数据表明 ,依照优化的注采参数组合形成的蒸汽吞吐方案预测的综合评判值最高 ,吞吐效果相对最优.表 3 杜 68 井区蒸汽吞吐注采参数优化结果2 3周期注汽量 Q / t注汽速度 v / t ·h - 1注汽量递增 Q z / % 注汽干度 γ 周期极限产量 q max / t ·d - 1 生产井流压 p / M P a 累积油汽比采出程度/ %4000 10 00 . 80 3 . 0 4 . 20 0 . 79 16 . 82平均采油速度 ¯v / %单位成本 C / 元·t - 1内部收益率/ % 财务净现值/ 万元投资回收期/ a 投资利润率/ % 投资利税率/ % 综合评判值6 . 40 451 . 1 20 . 51 21 . 51 1 . 995 34 . 74 57 . 30 0 . 939845 6 结论5 (1) 开发研制出一套较为完善的蒸汽吞吐注采 (上接第 35 页)3 mm. 21 . 59 c m 钻头各圈牙齿与井底接触角的计算结果见表 1 . 齿圈号是在全钻头上从内向外编排 , 1 号牙轮锥顶齿为第 1 齿圈 ,2 号牙轮锥顶齿为第 2 齿圈 ,依此类推.表 1IADC527 钻头牙齿与井底接触角的计算结果情况) ,始触角的绝对值与终触角大致相等.6 结束语本文提出的计算机图解法是确定钻头牙齿与井底接触过程起止点和接触角的切实可行的方法 ,运行相应的计算机程序可以快速可靠地求解出接触角 ,避免了粗略的近似计算带来的较大误差 ,计算结果可直接用于钻头触底齿判定、钻头设计和破岩过程计算.齿圈号1 2 3 4 5 α1/ (°) α2/ (°)- 16 . 3168 . 7 - 25 . 8 50 . 8 - 21 . 7 30 . 3 - 21 . 0 24 . 9 - 20 . 4 21 . 8 齿圈号6 7 8 9 10 α1/ (°)α2/ (°)参考文献- 20 . 1 20 . 1- 21 . 7 17 . 6- 48 . 3 17 . 0- 48 . 3 17 . 0- 48 . 3 17 . 01 马德坤 . 牙轮钻头工作力学 . 北京 : 石油工业出版社 ,1994戴建鹏等. Auto C AD 使用大全. 北京 : 电子工业出版社 ,1992(责任编辑陈淑娴)实际计算表明 ,对于靠近钻头外部的齿圈 ,始触角的绝对值大于终触角 ;对于靠近钻头中心的齿圈 , 始触角的绝对值小于终触角 ; 当某个齿圈对应的井底表面曲线段接近水平时 ( 这类似于平井底的特殊2Vol . 21 No . 3 J un. 1997 Jo ur nal of t h e U n iversity of Pet r oleum , China( Ed itio n of Nat u ral S cience)·115 ·LO GGING FACIE S A N D ID ENTIFY ING F LOOD ING L AY ERS/ 1997 , 21( 3) :24～28Abstract Based o n t he t heo ries of l ogging f acies analysis and qualitat ive met ho ds fo r f l oo ding layers recogni ti o n by l ogging data , neural net w o r k technique has been int r o d uced bot h in e x pl o r ating area to identi f y sedimentary f a cies and in devel oping fields to distinguish fl oo d ing layers f r o m oil2bearings , as well as to deter m ine t h e fl oo d2 ing levels. In t he research , abo ut 4 e x pl o rating wells were analyzed wit h l ogging f accies and ot her alm o st 30 de2 vel oping wells were evaluated by t his technique . All result s show t hat t he neural net wo r k technique is effecti ve to deal wit h so m e p ro b le ms meeting in e xpl o r ating and devel oping stages of oil f ield.Sub ject w ordsgradeNerve net w o r k ; Net w o r k right s ; Logf a cies ; Sedimentary f a cies ; Fl oo d ing layers ; Fl oo d i n gAbout t h e f i r s t a u t h or M e i Hon g , f e m ale , w as bor n i n1971 . S he recei v ed B S deg r ee i n geop h ysics i n1988 a n d M S deg r e e i n w el l l og g i n g f rom J i a n g h a n Pet roleu m I ns t i t u t e i n1995 . A t p r ese n t, s h e is st u d yi n g pet roleu m geology i n t h e U ni ve rsi t y of Pet roleu m( B ei j i n g) f or Doctor deg r ee ( Post code : 10083) .Zh a n J u nf en g , H u X i a n gj i on g/ STU DY OF S CREENING MOD E L FO R D R I LL ING F L UID S H AL E S HA K2 ER/ 1997 , 21( 3) :29～32Abstract Wit h t he co nsiderati o n of basic dynamics p rinciple of shale shaker and solid2liquid t wo2p hase fl ow t h e2 o ry , t he f l ow characteristics of drilling fluid and t he kinematic behavi o r of solid particles o n t he screen are st u d2 ied . A new screening m o del was made in t his paper . The calculating result was co m pared wit h t he e x perimental o ne . The relati o nshi p of vari o us f acto rs affecting o n t he screener′s effectives and t reating capacit y is descussed in detail .The co m p rehensive perfo r m ance of drilling fluid shale shaker can be im p roved by m o d if y ing t h e vibrating parameters and selectig t h e screener reaso n ably fo r vari o u s drilling f luids wit h different r h eol ogy w h en t h e dist r i2 buti o n of particles is same .Sub ject w ords Drilling f luid ; Vibrati o n : Screen ; Two2p h ase fl owAbout t he f i r s t a ut hor Zha n J u n f e n g , m ale , w as bor n i n 1968 . He obt ai ned B S deg r ee f rom S o u rt h w est P e t roleu m I nst i t u t e i n1989 . N o w he is a doctoral st u den t at t h e De p a rt m en t of P et roleu m E n gi nee ri n g i n t h e U ni v e r si t y of Pet roleu m ( B e i j i n g). He w orks on rock2bi t i n t e r act i on a n d dow n h ole d r i l l i n g p r ocess con t rol ( Po st co d e : 102200) .L i S h us hen g , Cai J i n gl u n , Cui L is ha n / D E TERM INATI O N OF THE CO NTACT A NG L E S OF BIT2T O OTH A N D B OTT OM- H OL E/ 1997 , 21( 3) :33～35Abstract Based o n geo met ry and kine matics of rock bit , t his paper p ropo ses a new met ho d to deter m ine t h e start and t he end of co ntact p rocess of bit2toot h and bot to m- hole t hro ugh t he analyses of toot h t rajecto ry and bot2 to m- hole o utline . The co m p uter grap hic met ho d fo r deter mining t he co ntact angles of bit2toot h and bot t o m- hol e wit h A uto C AD sof t wares is devel oped. The met ho d is successf ully used to solves an im po rtant p ro ble m of wo r k2 ing t h eo r y fo r rock bit .Sub ject w ords R oller bit ; Bit teet h ; C o n tact angle ; Grap h ic soluti o n ;Bit designL i S h u s h en g , associ ate p r of essor , m ale , w as bor n i n 1965 .He gai ned M S deg r ee i n About t he f i r s t a ut hor1987 a n d PhD deg r ee i n1994 f rom S ou t h w e st Pet roleu m I ns t i t u t e.N o w he w orks at t h e Resea r ch Cen te r ofO i l f iel d N e w M ate r i al En g i nee r i n g i n t h e U ni v e r si t y of Pet roleu m , B e i j i n g , Chi n a( Post code : 102200) .Hou J i a n , Chen Y ue m i n g/ D EVE LOPM ENT OF A COMP R EHENS IVE SOFT WA R E F O R O PTIM IZING STE AM STIM U L ATI O N D E S IGN/ 1997 , 21( 3) :36～39Abstract A co m p rehensive op t imal design m o d el is p r esented , and a sof t w are named op t imizing steam stimula2Jo ur nal of t h e U n iversity of Pet r oleum , China ( Ed itio n of Nat u ral S cience)Vol . 21 No . 3 J un. 1997·116 ·ti o n design (O SSD V 1 . 0) has also been devel oped. This sof t w are is based o n t h e analytical soluti o n met h o d and can be used to op t imally design steam stimulat i o n devel op ment parameters in co mbinati o n wit h no de analysis and eco no mic evaluati o n . The parameters can be designed as a w hole , including surf ace operati o n - wellbo re - fo r m a2 ti o n and p ro ductivit y p redicti o n - eco no mic evaluati o n - op timal decisi o n . It has t he advantages of a lit t l e info r2 mat i o n needed , eco n o m ical and f a st calculati o n , o b ject ive parameter decisi o n and f r iendly interf a ce fo r users. Sub ject w ords Steam soaking ; Pro d uctivit y fo r ecast ; E co n o mic evaluati o n ; Op t imizing designAbout t he f i r s t a ut hor Hou J i a n , m ale , w as bor n i n 1972 .He g r a d u a ted f rom t h e U n i v e r si t y of Pet roleu m i n 1993 , a n d gai ned M S deg r ee i n 1996 . N ow he is a n assist a n t en g i nee r of Geoscience Resea rch I n st i t u t e of S h en gl i O i l f i el d( P ost code : 257000) .Zh u J i u c hen g, L a n g Zh aox i n , H u a n g Y a n z h a n g/ EXP ERIM ENTAL S TU DY O N D I S TRIB UTIO N OF FIN2 GERING A ND REMA INING O I L/ 1997 , 21( 3) :40～42Abstract A set of e x perimental device to st udy fingering and remaining oil dist ribut i o n is designed fo r ex peri2 ment of water displacing oil under vari o us visco sities and displacing rates. Fl ow image acquiring can be achieved t h ro u gh t h e device .This paper offers a systematic met h o d fo r deter m inat i o n of displacing rate , p u mping rate and ot h er e x perimental f a cto r s. The potential recovery in areas aro u nd inlet s and o u tlet s is first em p h asized. A n o b2 served critical p h eno m ena abo u t influence of fl oo d ing rate o n recovery is first repo r ted.Sub ject w ords Percolat i o n ; Re maining oil ; Ex periment ; Fingering ; Recovery f a cto rAbout t he f i rs t a u t hor Zh u J i uch en g , m ale , w as bor n i n 1969 . He g r a d u ated f rom t he U ni ve rsi t y of Pet roleu m i n 1991 a n d w as a w a r ded a doct or deg ree f rom t he U n i ve rsi t y of Pet roleu m i n 1996 . He now w orks at I n t e r n at i on a l Ex pl or at i on a n d Devel op m en t Coop e r at i on B u r ea u of CN PC.His p rof essi on a l i n te r ests is i n rese r v o i r en g i nee r i n g a n d dev el op m e n t ev al u at i on of rese r v o i rs .L i S h u x i a , Chen Y ue m i n g/ NUM ERICAL S IM U L ATIO N F O R INTERWE LL TRACER TE S T S/ 1997 , 21 ( 3) :43～45Abstract Tracer can be injected in an injecti o n well and detected co ntinuo usly aro und t he p ro ducti o n wel ls , Then we can get t he t racer p ro ducti o n curve by pl ot t he t racer co ncent rati o n vs. times. The dist ributi o n of t h e p ressure and residual oil sat urati o n can be o btained by analyzing t he t racer p ro ducti o n curve numerically. In t h is paper we can describe t he reservoir f urt her and give a guide to vari o us devel oping met ho ds. The fo r mati o n pa2 rameters calculated wit h t h e numerical simulati o n are relatively reliable .Sub ject w ords Tracer ; Pro d ucti o n curve ; N umerical analysisAbout t h e f i r s t a ut h or of Pet roleu m i n1995 .L i S h u x i a , f e m ale , w as bor n i n1970 . S he recei v ed M S deg r ee f rom t h e U ni ve rsi t y N o w s h e is w orki n g on t h e rese r v oi r si m ul at i on at t h e De p a rt m en t of Pet roleu m E n g i2nee ri n g i n t h e U ni ve rsi t y of Pet roleu m , Don gyi n g , C hi n a( Post code : 257062) .L i a o X i n w e i , X u R on g , L i Zhi pi n g/ A UT OMATIC TY P E2CURVE MATC HING F O R WE LL TE S T A N ALY2 S I S IN H O RIZ O NT AL WE LL/ 1997 , 21( 3) :46～49Abstract This paper p resent s a welltest m o del fo r ho riz o ntal wells bo unded by t wo ho riz o ntal bo undary pl anes at t he top and t he bot to m. B ot h t he top and t he bot to m bo undaries are im per meable ( no2f l ow co nditi o n) . By t h e use of t he least square regressi o n algo rit h m ,we perfo r m auto matic t ype2curve matching fo r well test anal ysis in ho riz o ntal well . Mo di f ied L evenberg2Marquardt regressi o n scheme makes auto matic type2curve matching m o re ef2 ficient . Act u al field data are analyzed to illust r ate t h e applicabilit y of t h e met h o d.Sub ject w ords Ho r iz o n tal well ; Well testing ; Analysis ; Regressi o n analysis ; L e ast squares。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究稠油（heavy oil）是一种具有较高粘度的原油，常常存在于油田开采中。

为了提高稠油的开采效率，蒸汽吞吐注汽工艺（CSS）被广泛应用于稠油开采过程中。

本文将对稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺进行深入研究，探讨其工艺原理、应用场景以及发展趋势。

一、工艺原理稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺是通过向油层注入高温高压蒸汽，使得稠油在地层中升温、降粘和减压，从而改善流动性，最终实现油藏的开采。

该工艺主要包括三个步骤：首先是蒸汽吞吐阶段，通过向井底注入蒸汽，使得稠油在地层中被蒸汽吞吐，从而提高其流动性；其次是蒸汽驱替阶段，通过注入蒸汽将稠油驱替到井口，并采出地面；最后是注汽阶段，向油层注入蒸汽以维持驱油层的温度和压力，保持驱替的效果。

二、应用场景稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺主要应用于煤矿稠油和油砂矿稠油的开采过程中。

由于煤矿稠油和油砂矿稠油具有高粘度、低渗透率和高密度等特点，传统的采油工艺很难实现有效开采。

而蒸汽吞吐注汽工艺通过提高油藏温度和降低油粘度，提高了稠油的流动性，从而成功实现了大规模稠油开采。

三、工艺优势稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺具有许多优势。

它可以有效提高稠油的采收率和开采速度，提高了稠油资源的利用效率。

该工艺可以减少环境污染，降低采油过程中的温室气体排放量。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺还可以减少水和化学品的使用量，降低了开采成本，对于油田的可持续开发具有重要意义。

四、发展趋势目前，随着人们对于环保和能源利用的重视，稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺正逐渐成为稠油开采的主流工艺。

未来，该工艺将更加注重技术创新和工艺优化，以提高开采效率、降低开采成本、减少环境影响。

随着科技的不断进步，蒸汽吞吐注汽工艺也将不断演变和完善，为稠油开采提供更多可能性。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺是一项重要的油田开采工艺，对于加快稠油资源的开发利用、提高资源利用效率和保护环境都具有重要作用。

随着该工艺的不断发展和改进，相信它将为稠油开采带来更多的机遇和挑战。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究随着油田的逐步老化，稠油储量逐渐占据了油田储量的主导地位。

在稠油开采过程中，由于稠油地层的物理性质特别是高粘度和低流动性的特点，使得传统的开采技术难以满足稠油开采的需求。

因此，采用蒸汽吞吐注汽工艺是稠油开采的一种重要方式。

本文针对稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺进行研究，旨在探讨其原理、影响因素及优化方案。

蒸汽吞吐注汽工艺是以热能为动力的一种采油方式。

其工作原理是：利用较高温度的蒸汽蒸发油藏中的水分和轻质组分，使油的黏度降低，从而提高油的流动性，降低井底压力，使油井实现自动吞吐油与蒸汽的交替注入，从而达到增产效果。

二、蒸汽吞吐注汽工艺影响因素稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺影响因素有很多，其中主要有以下四个方面：1、热能供应热能供应是稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺的基础。

研究表明，热能供应是影响提高采油率和油井稳产的重要因素之一。

因此，在开采过程中，需要保证蒸汽质量、温度和压力等参数的稳定，才能充分发挥采油工艺的优势。

2、注汽量和频率注汽量和频率是影响稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺效果的重要因素之一。

在注汽量和频率合理的前提下，可以有效地降低井底压力，提高油的自然流动性，从而达到提高采收率和稳产的目的。

3、注汽位置和方式4、地质物理条件地质物理条件也是稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺的重要影响因素。

油藏的物理性质、成分和分布状态都将影响采油工艺的效率和稳定性，因此需要根据实际情况进行合理的调整和优化。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺的优化方案应该充分考虑热能供应、注汽量和频率、注汽位置和方式以及地质物理条件等因素。

在此基础上，可制定以下优化方案：1、在热能供应方面，必须选择高效的加热方式，确保蒸汽的质量和稳定性，同时合理利用原始能源资源，提高热能利用率。

2、在注汽量和频率方面，应根据油井的实际情况，合理安排注汽量和频率，避免频繁注汽导致能源浪费和油井产量下降。

3、在注汽位置和方式方面，应根据地质物理条件和油藏性质进行合理选择，避免注汽失效和油井产量下降。

稠油蒸汽吞吐转蒸汽驱参数优化正交数值试验

ＬｉｕＤｏｎｇ，ＨｕＴｉｎｇｈｕｉ，ＺｈｅｎｇＨａｏ，ＸｕＷｅｎｊｕａｎ，ＨｅＦｅｎａｎｄＬｕｏＹｉｋｅ
（ＢｏｈａｉＯｉｌｌ＂ｉｅｌｄＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｉｔｔｕｔｅ，ＴｉａｎｊｉｎＢｒａｎｃｈｏｆＣＮＯＯＣＬｔｄ．Ｔｉａｎｊｉｎ３００４５２，Ｃｈｉｎａ）
ｔｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｏｂｖｉｏｕｓｆａｕｌｔｓｔｏｓｏｌｖｅｍｕｈｉｐａｒａｍｅｔｅｒｐｒｏｂｌｅｍ．ＢａｓｅｄｏｎｔｙｐｉｃａｌｄａｔａｏｆｈｅａｖｙｏｉｌｉｅｆｌｄｏｆＢｏｈａｉ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ａｄｏｐｔｅｄｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｐａｒａｍｅｔｅｒｖａｌｕｅｓ，ｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｎｕｍｅｒｉ — ｃａｌｔｅｓｔｆｏｒｓｃｈｅｍｅ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｆａｃｔｏｒｓ．ｔｈｅｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｏｉｌａｎｄｓｔｅａｍｒａｔｉｏａｎｄｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｒｅｓｅｖｅｒｒｅｃｏｖ — ｅｒｙｗｅｒｅｄｅｉｎｆｅｄａｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｅｓｏｆｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｆｅｃｔｓ．Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｐａｒａｍｅ — ｔｅｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ．Ｕｓｉｎｇｖａｒｉａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｔｏｇｅｔｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｉｒｏｒｄｅｒｉｓｔｕｒｎｉｎｇｔｏｔｉｍｅｏｆｓｔｅａｍ

稠油蒸汽吞吐注采参数优化设计

注汽强度（ｍ）ｔ／图１Ｊ注汽强度和采油强度关系曲线３层ｑ
数０．８。油藏地面原油密度在０９０８ｇｃ之间．９７．５～０９４／ｍ。平均Ｏ．６ｇｃ；０Ｃ时粘度在８０－４ＯＯａｓ间，９３／ｍ。５。００－３ＯｍＰ・之粘温反映敏感，度升到８。温０Ｃ时油粘度下降到１ＯｍＰｓ原ＯＯａ・左
宕
、－，
含油性随岩性变细而变差。油藏类型为浅层超稠油断块油藏。油藏地层沉积厚度１～１２根据沉积特征和测井响应特征．０２ｍ
地层自下而上可划分为ＪｑＪｑ两个砂层组。文研究层Ｊｑ平。３本。
右原油凝固点在２４Ｃ－２．Ｃ之间；油酸值较高为１７．。２１。原．—
Ｏ．８Ｏ．６
蓥
Ｏ．２
．
．
１＿ＫＨｇ平均３７ｍｇＯ／；１２ｍｇＯ／．３ＫＨｇ含蜡量１３。％
≯礤．．
稠油蒸汽吞吐注采参数优化设计
■ 石爻喻高明谢云红胡海霞杨欢简洁
重３井区齐古组油藏顶部构造为一向东南缓倾的单斜．２地注汽强度大于１ｍ。ｍ之后．４／油汽比随注汽强度增大出现减小的
层倾角约５。主要受构造与岩性控制。四面被断层遮挡，面上趋势。平油层分布受沉积相控制．油层随中一细砂岩厚度减薄而减薄，

稠油油藏蒸汽吞吐井注采及伴热参数优化设计的开题报告

稠油油藏蒸汽吞吐井注采及伴热参数优化设计的开题报告一、选题背景稠油油藏中蕴藏的大量能源资源对我国经济发展具有重要意义。

目前我国已探明的稠油油田开采率较低，需要进一步开展技术研究和优化设计，提高开采效率。

蒸汽吞吐井是开采稠油油藏的一种常用技术，通过注入高温高压的蒸汽，使油藏中的油减黏、减粘度、膨胀，从而增加有效压力，提高采收率。

然而，蒸汽吞吐井的注采过程中涉及多个参数的优化设计，如注蒸汽量、注水量、注聚合物量等，这些参数的优化设计对于提高采收率至关重要。

二、研究目的本研究旨在通过对稠油油藏蒸汽吞吐井注采及伴热参数优化设计的研究，探讨如何提高采收率，提高工艺效率，减少产业成本，实现科学、可持续、经济可行的稠油开采方式。

三、研究内容本研究将根据稠油油藏蒸汽吞吐井的特点和注采及伴热参数的影响因素，对注蒸汽量、注水量、注聚合物量等参数进行优化设计，同时探讨如何通过技术手段降低成本，提高开采效率。

具体研究内容包括：1. 稠油油藏蒸汽吞吐井注采及伴热参数的影响因素分析；2. 注蒸汽量、注水量、注聚合物量等参数的优化设计；3. 注聚合物对油藏稳定性和采收率的影响分析；4. 稠油油藏蒸汽吞吐井伴热参数的优化设计；5. 对比分析不同优化方案下的采收率变化及成本控制情况。

四、研究方法本研究采用实验研究、数值模拟和经济评价等方法对稠油油藏蒸汽吞吐井注采及伴热参数进行优化设计。

具体方法包括：1. 通过实验室试验，测定不同注蒸汽量、注水量、注聚合物量等条件下的油藏采收率；2. 运用数值模拟软件（如CMG）对注采及伴热参数的不同组合方案进行模拟计算，分析采收率的变化和产业成本的变化；3. 运用生产计量学分析方法，分析不同优化方案下的经济效益、成本控制和可持续性等因素。

五、研究意义本研究将优化设计稠油油藏蒸汽吞吐井的注采及伴热参数，针对实际开采情况提出经济可行的优化方案，能够提高采收率、降低成本，促进稠油油藏的可持续开采，具有重要的应用价值和社会意义。

稠油井蒸汽吞吐参数优化技术研究

52一、蒸汽吞吐基本数据模型采用径向网格系统，径向上分为11层，纵向上分为９层，平面方向网格长度以2ｍ×0.5ｍ、１ｍ×2ｍ、2ｍ×5ｍ、1ｍ×7ｍ、1ｍ×10ｍ、２ｍ×20ｍ、1ｍ×30ｍ、１ｍ×50ｍ不等间距划分。

二、蒸汽吞吐参数优化1.第一周期注汽强度。

优化设定注汽速度200ｔ/ｄ、井底蒸汽干度75％、焖井时间5ｄ的条件下，分别对吞吐井第一周期注汽强度40、60、80、100、120、140、160ｔ/ｍ进行了模拟计算。

第一周期生产状况：随注汽强度的增加，周期产油量增加，油汽比减小；一周期注汽强度大于140ｔ/ｍ时，增油量较大，油汽比下降幅度较小。

此外，考虑到蒸汽吞吐第一周期主要是预热、解堵作用，建议第一周期注汽强度确定为140ｔ/ｍ。

2.注汽速度优选。

在井底蒸汽干度60％，焖井时间5ｄ，注汽强度140ｔ/ｍ条件下，研究该吞吐井不同注汽速度下的开发效果。

从模拟看出，注汽速度高，相同时间内注入的热量和流体质量多，因而产油多。

但是，注入速度过高则蒸汽突破时间短，一旦蒸汽突破，许多热量就会被产出流体带走，降低热利用率，所以累积油汽比随注入速度增加反而下降。

综合以上分析，推荐注汽速度220ｔ/ｄ。

3.井底蒸汽干度优选。

在注汽强度140ｔ/ｍ、注汽速度220ｔ/ｄ、焖井时间5ｄ的条件下，对该吞吐井的井底蒸汽干度分别为40％、50％、60％、７０％时的吞吐效果进行模拟计算。

随着蒸汽干度的增加，周期产油量增加，油汽比增加。

但当蒸汽干度大于60％后，增油减少，油汽比递增缓慢。

因此确定注汽干度应大于６０％。

4.注汽温度的优选。

在注汽强度140ｔ/ｍ、注汽速度220ｔ/ｄ、焖井时间5ｄ、蒸汽干度60％的条件下，分别对Ｍ４井的注汽温度240、260、280、300、320、340℃吞吐效果进行模拟计算。

随着注汽温度的增加，周期产油量和周期油汽比均先增加后减小，在注汽温度达到300℃时达到峰值。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究
稠油开采是一种特殊的油气田开发方式，其中注汽是一种常用的油藏改造技术。

注汽工艺是指通过注入高温高压的蒸汽来降低原油的粘度，从而促进原油的流动，提高采油效果。

注汽工艺的研究对于稠油开采具有重要的意义。

注汽工艺主要包括蒸汽吞吐和蒸汽辅助重力排水两种方式。

蒸汽吞吐是指通过注入高温高压的蒸汽，使油藏内的原油受热膨胀，从而产生压力驱动，推动原油向井口流动。

蒸汽辅助重力排水则是在油藏底部注入蒸汽，蒸汽通过热量传递作用，使原油温度升高，粘度降低，从而实现原油的流动。

蒸汽吞吐工艺的主要特点是注汽量较大，压力和温度较高，适用于含沥青质的稠油开采。

蒸汽吞吐工艺的关键技术是确定合理的注汽参数，包括注汽压力、注汽温度、注汽量和注汽时间等。

合理的注汽参数可以提高原油的温度和压力，从而降低原油的粘度，使得原油能够流动。

注汽工艺的研究还需要考虑注汽周期和注汽延时等因素。

注汽周期是指注汽和放油的循环周期，一般来说，较长的注汽周期可以提高采油的效果。

而注汽延时是指注汽后需要一定时间才能达到最佳效果，不同地层和油藏具有不同的注汽延时时间。

注汽工艺的研究还需要考虑注汽方式和注汽井网的优化。

注汽方式包括单井注汽、多井注汽和井群注汽等方式，不同的注汽方式对于稠油开采有不同的效果。

注汽井网的优化可以提高注汽工艺的效果，包括井网的布置和井网的开采顺序等。

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目前，蒸汽吞吐仍是我国稠油油藏开采的主要方式，它包含注蒸汽、焖井和开井生产３过程，个蒸
稠油，平面上原油性质差异较大，呈西南向东北原油
粘度、密度逐渐增大的趋势。原油凝固点一１．～８５１．５２℃ ，平均４３．１℃，含蜡量０８～１４，．５．７平
如表２示的Ｌ５）交表，２所（。正共５组试验。各试
汽干度、汽压力、注注汽速度、生产时间、期注入量周
和焖井时间６参数进行正交试验设计。个
验因子的位级参考了九区的生产实际。分别对表２中的各组试验方案进行计算，由数模计算得到的油汽比数值列于表２的末列。
率１０ｆ，～２ｍ平均１４７ｆ属大孔隙、．０ｍ，高渗透储
集层。齐古组原油密度０９５３．７ｇＬ，．４～０９１９ｋ／平均０９５４ｋ／。５ ℃ 时地面脱气原油粘度．５ｇＬ０
动相互制约、互影响。因此，相有必要了解注汽参数
２蒸汽参数的敏感性分析
２１注采参数的正交试验设计［］．｝
为了反应各敏感因素对生产效果的影响，用采
对吞吐效果的影响。笔者以九区油藏第三注气周期为例来分析注汽参数对蒸汽吞吐效果的影响。从
度、期注汽量、周注汽压力、井时间和注汽速度；化结果为：焖优生产时间６注汽干度７，期注入量２２０ｔ０ｄ，Ｏ周１，
注汽压力４０ＭＰ，井时间３ｄ注汽速度２０ｔｄ．ａ焖，２／。优化结果与理论计算结果相吻合。敏感性分析和优化结果在
粘度高，用常规稠油注汽＿艺参数，汽吞吐开采效果差。为此，用正交试验设计方法对九区注汽＿艺参数采７－蒸利７－
进行了敏感性分析和优化。敏感性分析表明，汽参数对开发效果影响的顺序从大到小依次为生产时间、汽干蒸注
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第３卷第３期５
石
油
钻
探
技
术
Hale Waihona Puke Ｖｏ１５，Ｏ３．３Ｎ．
Ｍａ２７ｖ。００
ＰＥＴＲ０ＬＥＵＭＤＲＩＩＩＬＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ
．教授专家专栏．
蒸汽吞吐井注汽工艺参数正交优化设计
注汽前两个周期的效果来看，注汽干度、注汽压力和注汽速度３个因素之间相关性不大，因此选用了注
正交试验的方法来设计模拟方案，选取６个试验共因子（感因素）每个因子５个位级（表１，出敏，见）列
吴晓东张玉丰刘彦辉
（．中国石油大学（京）石油工程教育部重点实验室，京昌平１北北１２４；、胜利石油管理局井下作业分公司，东东营０２９２山２７０）５００
摘要：克拉玛依油田九区稠油在２Ｏ℃ 时地面脱气油平均粘度为４５ × １ｍＰＳ属特、稠油。因原油．２０ａ・，超
九区的实际生产中取得良好的效果，指导特、稠油油田生产具有一定的现实意义。对超
关键词：油油藏；稠蒸汽吞吐；艺参数；化设计工优中图分类号：３５Ｔ３７４ＴＥ４；Ｅ５．４文献标识码：Ａ文章编号：０卜Ｏ９（０７０ —０卜Ｏ１０８０２０）３００４
１地质特征
九区齐古组油藏区域构造位于克坞断裂上盘超覆尖灭带上，层顶部构造为西北向东南缓倾的油单斜，角４～１。倾。０。齐古组油藏中部埋深１０ｍ，８
地层温度１．７８℃ 。油层厚度１．～３．平均００５０ｍ，１．孔隙度２～３，６０ｍ，０７平均３．，０６空气渗透
２２结果分析．
由表２中油汽比数据计算出每一因素各位级的油汽比数据Ｋ１Ｋ２Ｋ３Ｋ４Ｋ５从而优选出各因素、、、、，最佳的位级：期注入量为２２０ｔ注汽速度为２０周１、２
ｔｄ焖井时间为３ｄ注汽压力为３５ＭＰ、产时／、、．ａ生
均１０。．９
汽吞吐的开采效果将直接取决于由注汽参数决定的注入蒸汽的热能利用程度口。注汽参数的确定不仅］受锅炉条件、面管线和井简条件的限制，受到油地还藏条件的限制，流体在地面管线、简及地层中的流井
（．４４３８０２０．４）× １ｍＰａ・Ｓ平均１０９ｘ００，．５１