水驱转蒸汽驱物理模拟实验数值模拟研究

1、水驱转蒸汽驱物理模拟实验的数值模拟研究 20082008年地科院数值模拟研讨会年地科院数值模拟研讨会单单 位：地科院稠油室位：地科院稠油室汇报人：尉雪梅汇报人：尉雪梅日日 期：期：2008年年11月月该项研究隶属于该项研究隶属于“普通稠油水驱转蒸汽驱提高普通稠油水驱转蒸汽驱提高采收率技术研究采收率技术研究”总公司科研课题。总公司科研课题。一、前言一、前言一、前言一、前言中二中试验区中二中试验区Ng5Ng5地层压力变化状况地层压力变化状况7.4MPa国外蒸汽驱成功的条件：国外蒸汽驱成功的条件：油层压力油层压力5MPa0.40.4该课题难点之一：高压条件下转蒸汽驱的可行性该课题难点之一：高压条件下

2、转蒸汽驱的可行性物理实验方案物理实验方案一、前言一、前言序号序号试验条件试验条件研究内容研究内容转汽驱压力转汽驱压力MPaMPa注汽温度注汽温度蒸汽干度蒸汽干度%实验实验1 17 72862861010蒸汽驱纵向波及规律蒸汽驱纵向波及规律实验实验2 23030实验实验3 35 52642644040实验实验4 45 52642644040蒸汽驱平面波及规律蒸汽驱平面波及规律纵向非均质物理模型纵向非均质物理模型平面均质物理模型平面均质物理模型物理模拟实验条件物理模拟实验条件不同蒸不同蒸汽干度汽干度研究思路和流程研究思路和流程不同转不同转驱压力驱压力改善波及体积措施改善波及体积措施纵向波及规律纵向

3、波及规律平面平面模型模型数值模型的建立数值模型的建立平平面面波波及及规规律律纵向模型纵向模型一、前言一、前言纵向纵向避射避射平面边井平面边井关闭关闭/控液控液实验拟合实验拟合二、数值模拟研究二、数值模拟研究（一）（一）数模过程中的应注意的问题数模过程中的应注意的问题（二）（二）纵向波及规律研究纵向波及规律研究（三）（三）平面波及规律研究平面波及规律研究（四）（四）措施方案优化研究措施方案优化研究注注意意问问题题单位的转换单位的转换围绕物理模拟条件建模围绕物理模拟条件建模生产参数确定生产参数确定- -转蒸汽驱后定压生产转蒸汽驱后定压生产（一）（一）数模过程中的应注意的问题数模过程中的应注意的问题

4、二、数值模拟研究二、数值模拟研究参数名称参数名称单位单位油藏参数值油藏参数值物理实验值物理实验值注采井距注采井距141m50cm油层厚度油层厚度12.57m4.46cm渗透率渗透率1605mD405.83D时间时间1a7.6min注入量注入量200m3/d2.1L/h孔隙度孔隙度3033.98热扩散系数热扩散系数m2/s6.45E075.79E07原油粘度原油粘度50mPas35003500原油密度原油密度kg/m3968.6968.6含油饱和度含油饱和度6175初始油藏温度初始油藏温度6565初始油藏压力初始油藏压力MPa12.310中二中中二中Ng5Ng5油藏相关参数的比例模化油藏相关参数

5、的比例模化单位的转换单位的转换二、数值模拟研究二、数值模拟研究二、数值模拟研究二、数值模拟研究注注意意问问题题单位的转换单位的转换围绕物理模拟条件建模围绕物理模拟条件建模生产参数确定生产参数确定- -转蒸汽驱后定压生产转蒸汽驱后定压生产（一）（一）数模过程中的应注意的问题数模过程中的应注意的问题二、数值模拟研究二、数值模拟研究1、构造、构造顶面深度（顶面深度（0）2、顶底盖层损失（实验运用高温隔热板，小得多）、顶底盖层损失（实验运用高温隔热板，小得多）分层分层油藏参数值油藏参数值物理实验参数值物理实验参数值 厚度厚度m渗透率渗透率mD厚度厚度cm渗透率渗透率DK13.119661.10497.

6、23K22.618890.92477.76隔层隔层2.91.03K31.8711660.66294.90K42.314560.82368.24隔层隔层2.10.74K52.715460.96391.01合计合计17.576.23（二）纵向波及规律研究（二）纵向波及规律研究 1 1、数值模型的建立数值模型的建立纵向模型参数值纵向模型参数值二、数值模拟研究二、数值模拟研究计算的累计注入量计算的累计注入量实验的累计注入量实验的累计注入量实验的驱油效率实验的驱油效率计算的驱油效率计算的驱油效率累计注入量，累计注入量，m3驱油效率，驱油效率，%蒸汽干度为蒸汽干度为0.4，油藏压力，油藏压力5MPa拟合结

7、果拟合结果（二）纵向波及规律研究（二）纵向波及规律研究 2 2、拟合实验结果拟合实验结果生产数据生产数据二、数值模拟研究二、数值模拟研究（二）纵向波及规律研究（二）纵向波及规律研究 2 2、拟合实验结果拟合实验结果温度场图温度场图二、数值模拟研究二、数值模拟研究干度，干度，% %转驱压力，转驱压力，MPaMPa5 57 79 9101020203030404050506060数值模拟方案设计数值模拟方案设计增加数模方案共增加数模方案共1515个方案个方案（二）纵向波及规律研究（二）纵向波及规律研究 3 3、方案设计方案设计二、数值模拟研究二、数值模拟研究实验方案实验方案数模方案数模方案 相同干

8、度和注入倍数下，地层压力越低，蒸汽波及范围越大，剩余油相同干度和注入倍数下，地层压力越低，蒸汽波及范围越大，剩余油相对越少。相对越少。不同压力下含油饱和度场和温度场图不同压力下含油饱和度场和温度场图5MPa7MPa9MPa含油饱和度场含油饱和度场温度场温度场二、数值模拟研究二、数值模拟研究蒸汽干度蒸汽干度0.40.4、注入倍数、注入倍数4 4水驱后不同压力转蒸汽驱驱油效率水驱后不同压力转蒸汽驱驱油效率二、数值模拟研究二、数值模拟研究蒸汽干度蒸汽干度0.4转汽驱压力转汽驱压力水水驱驱蒸汽驱蒸汽驱压力，压力，MPa采出程度，采出程度，%与与5 MPa对比对比555.6749.56.1945.510

9、.1 相同压力和注入倍数下，蒸汽干度越高，蒸汽波及范围越大，剩相同压力和注入倍数下，蒸汽干度越高，蒸汽波及范围越大，剩余油相对越少。余油相对越少。0.20.40.6转汽驱压力转汽驱压力7MPa、注入倍数、注入倍数4干度干度含油饱和度场含油饱和度场温度场温度场二、数值模拟研究二、数值模拟研究不同干度下含油饱和度场和温度场图不同干度下含油饱和度场和温度场图35.735.744.044.047.147.148.548.549.349.341.341.349.549.552.152.154.454.456.456.445.245.254.554.559.959.964.664.667.767.70 0

10、101020203030404050506060707080800 02 24 46 68 81010注入倍数，PV注入倍数，PV采出程度 %采出程度 %0.20.20.40.40.60.6水水驱驱蒸汽驱蒸汽驱蒸汽干度蒸汽干度水驱后油藏压力水驱后油藏压力7MPa7MPa转蒸汽驱转蒸汽驱二、数值模拟研究二、数值模拟研究蒸汽干度蒸汽干度采出程度，采出程度，%与与0.6对比对比0.244.010.50.449.55.00.654.5 高压高干度蒸汽驱可以获得低压中干度同样的驱油效果高压高干度蒸汽驱可以获得低压中干度同样的驱油效果7MPa含油饱和度场含油饱和度场温度场温度场注入倍数注入倍数4干度干度0

11、.65MPa干度干度0.4二、数值模拟研究二、数值模拟研究含气饱和度场含气饱和度场不同压力、干度转蒸汽驱采出程度不同压力、干度转蒸汽驱采出程度 注入倍数注入倍数4转驱压力转驱压力7MPa、蒸汽干度、蒸汽干度0.6的采出程度的采出程度54.8 转驱压力转驱压力5MPa、蒸汽干度、蒸汽干度0.4的采出程度的采出程度55.6二、数值模拟研究二、数值模拟研究0.8%生产井生产井1 1生产井生产井2 2生产井生产井3 3注入井注入井（三）平面波及规律研究（三）平面波及规律研究 1 1、数值模型的建立数值模型的建立一注三采模拟九点井网的四分之一一注三采模拟九点井网的四分之一二、数值模拟研究二、数值模拟研究

12、计算的累计注入量，计算的累计注入量，m3实验的累计注入量，实验的累计注入量，m3实验的驱油效率，实验的驱油效率，m3计算的驱油效率，计算的驱油效率，m3累计注入量，累计注入量，m3驱油效率，驱油效率，%蒸汽干度为蒸汽干度为0.4，油藏压力，油藏压力5MPa拟合结果拟合结果（三）平面波及规律研究（三）平面波及规律研究 2 2、拟合实验结果、拟合实验结果生产数据生产数据二、数值模拟研究二、数值模拟研究（三）平面波及规律研究（三）平面波及规律研究 2 2、拟合实深验结果、拟合实深验结果温度场图温度场图二、数值模拟研究二、数值模拟研究（三）平面波及规律研究（三）平面波及规律研究 3 3、波及规律研究、

13、波及规律研究二、数值模拟研究二、数值模拟研究5MPa，干度，干度0.47MPa，干度，干度0.6注入倍数注入倍数4转驱压力转驱压力7MPa、蒸汽干度、蒸汽干度0.6的采出程度的采出程度62.2 转驱压力转驱压力5MPa、蒸汽干度、蒸汽干度0.4的采出程度的采出程度59.9二、数值模拟研究二、数值模拟研究不同压力、干度转蒸汽驱采出程度不同压力、干度转蒸汽驱采出程度 注入倍数注入倍数42.3%二、数值模拟研究二、数值模拟研究蒸汽超覆的存在影蒸汽超覆的存在影响纵向波及体积响纵向波及体积（四）（四）提高波及体积的措施优化提高波及体积的措施优化 1 1、提高纵向波及体积、提高纵向波及体积 为了减弱蒸汽超

14、覆的不利影响，采取避射措施，设计方案进为了减弱蒸汽超覆的不利影响，采取避射措施，设计方案进行优化。行优化。二、数值模拟研究二、数值模拟研究注入井避射上部、生产井不避射注入井避射上部、生产井不避射注入井不避射、生产井避射上部注入井不避射、生产井避射上部注入井、生产井同避射上部注入井、生产井同避射上部不避射不避射（四）（四）提高波及体积的措施优化提高波及体积的措施优化 1 1、提高纵向波及体积、提高纵向波及体积蒸汽干度（蒸汽干度（0.4）和注入倍数（）和注入倍数（4）时不同射孔情况下的温度场图）时不同射孔情况下的温度场图二、数值模拟研究二、数值模拟研究（四）（四）提高波及体积的措施优化提高波及体积

15、的措施优化 1 1、提高纵向波及体积、提高纵向波及体积注入井避射上部、生产井不避射注入井避射上部、生产井不避射注入井不避射、生产井避射上部注入井不避射、生产井避射上部注入井、生产井同避射上部注入井、生产井同避射上部不避射不避射注采井不同避射位置的采出程度注采井不同避射位置的采出程度 注入井和生产井同避射上部可提高采出程度。注入井和生产井同避射上部可提高采出程度。（四）（四）提高波及体积的措施优化提高波及体积的措施优化 1 1、提高纵向波及体积、提高纵向波及体积二、数值模拟研究二、数值模拟研究二、数值模拟研究二、数值模拟研究（四）（四）提高波及体积的措施优化提高波及体积的措施优化 2 2、提高平

16、面波及体积、提高平面波及体积措施一：关闭边井措施一：关闭边井措施二：边井控液措施二：边井控液边井边井边井边井边井边井边井边井边井边井边井边井角井角井井网九点 五点九点井网0 0101020203030404050506060707080800 01 12 23 34 45 56 67 78 8注入倍数，PV注入倍数，PV采出程度，%采出程度，%关闭边井时机研究关闭边井时机研究边井突破破前关井边井突破破前关井未采取措施未采取措施边井突破时关井边井突破时关井边井突破后边井突破后 一段时间关井一段时间关井 对于采用蒸汽驱后期关闭边井措施，推荐边井蒸汽突破时为最佳时机，对于采用蒸汽驱后期关闭边井措施，

17、推荐边井蒸汽突破时为最佳时机，可以较早的见到效果。可以较早的见到效果。二、数值模拟研究二、数值模拟研究（四）（四）提高波及体积的措施优化提高波及体积的措施优化 2 2、提高平面波及体积、提高平面波及体积边井突破时对边井控液边井突破时对边井控液 对边井进行控液措施，可提高采出程度。对边井进行控液措施，可提高采出程度。二、数值模拟研究二、数值模拟研究（四）（四）提高波及体积的措施优化提高波及体积的措施优化 2 2、提高平面波及体积、提高平面波及体积二、数值模拟研究二、数值模拟研究（四）（四）提高波及体积的措施优化提高波及体积的措施优化 2 2、提高平面波及体积、提高平面波及体积边井蒸汽突破时边井蒸汽突破时的温度场的温度场不采取措施不采取措施边井控液边井控液角井提液角井提液关闭边井关闭边井 水驱转蒸汽驱后期当蒸汽突破近井时关闭边井和边井控水驱转蒸汽驱后期当蒸汽突破近井时关闭边井和边井控液措施效果相近。液措施效果相近。二、数值模拟研究二、数值模拟研究对比两种措施对比两种措施 （四）（四）提高波及体积的措施优化提高波及体积的措施优化 2 2、提高平面波及体积、提高平面波及体积三、认识和结论三、认识和结论1、运用数模模