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1、海上疏松砂岩稠油油田 开发技术研究及应用,中海石油（中国）有限公司研究中心 2007.11,曾祥林,汇报内容,引言,开发技术研究,技术应用及实施效果评价,结论与建议,南堡35-2油田位于渤海湾盆地、渤中凹陷北部石臼坨凸起的西南端。该油田具有岩石胶结疏松，原油粘度高、密度大，存在边底水等特点，是目前海上已开发稠油油田中最稠也是最具挑战性的油田。,一、 引言,国际惯例：粘度超过400mPa.s(陆地稠油粘度超过150mPa.s)，一般采用热采。,一、 引言,海上稠油油藏因为受成本、空间等限制，采用常规热采方式开发难度大。,一、 引言,如果采用常规定向井开发，产量低于经济极限产量，远远不能满足海洋石
2、油的经济高效开发的要求。因此，需要寻求适合海上稠油油田高效开发的技术！,汇报内容,引言,开发技术研究,技术应用及实施效果评价,结论与建议,二、开发技术研究,分支水平井适度出砂,通过分支水平井技术，来增大油层暴露面积，增加原油流动性，充分释放油井产能,直接下筛管，简易防砂完井，节约生产成本，适当放大挡砂精度，让地层里的砂适度地从筛管里随着原油一起产出，改善近井地带渗透性，提高单井产能,分支水平井适度出砂技术,分支水平井基础研究理论模型研究,分支井的流动状态复杂： （1）各个分支段的倾角、分支段的结构、流体类型都将造成对主井筒流动的影响； （2）多个流汇； （3）变质量管流。,（1）按各分支主轴方
3、向划分成若干小段，在每个小段上等质量流，分段计算，再按势能从低到高逐段累加。 （2）按投影分解成直井和水平井，按各自产能公式计算再叠加。,解决思路,分支水平井基础研究理论模型研究,分支水平井的 产能评价步骤,分支水平井基础研究产能实验研究,多分支井井网和采收率研究,推荐分支水平井井网,方案1：定向井为主井网 21定向井、6口多分支井、11口注水井 10.5 单井产油量分别为13.2104m3,方案2：多分支井为主井网 4口定向井、17口分支水平井、6口注水井 10.6 单井产油量分别为18.6104m3,通过方案优化，在采收率相近的条件下采用以多分支井为主的开发方案少打11口井,分支水平井基础
4、研究数值模拟方案优化研究,分析地层砂粒度大小及分布,（1）适度出砂原理,选择合理的防砂方式,设计合理的压降控制模式,结合油砂处理能力及地层砂粒度区间，设计合理的防砂范围（防粗排细）,技术要点：,确保能够改善近井地带的储层物性，充分发挥油层的产能,井筒内流体流速能够携砂，防止井筒内砂粒沉积、堵塞,确保出砂后地层的稳定性（不坍塌、不大范围骨架出砂和掏空）,井底压力确保原油能被举升到指定高度,适度出砂技术研究理论模型研究,蚯蚓洞模型：流固耦合,（1）形成条件：压力梯度 岩石强度 （2）延伸方向：压力梯度/强度最大的方向 （3）延伸特点：支化，侵蚀和冲刷交替 （4）几何特点：类似于植物根系的网络,岩心
5、实验,油藏模型,强度、临界流速 或临界压力梯度,压力及流速分布,是否出砂？,蚯蚓洞网络,蚯蚓洞网络,出砂带孔渗,蚯蚓洞内粘 度、压力、 渗透率,蚯蚓洞产量,井筒产量,否,是,临界流速,蚯蚓洞数量,蚯蚓洞尺寸,（2）出砂规律预测,适度出砂技术研究理论模型研究,计算出砂临界压差,设计适度出砂的压力控制模式,给定一生产时间,计算对应井底压力下的塑性半径,计算弹性带、塑性带内应力-应变分布,由破坏准则计算出砂带范围,根据蚯蚓洞模型和剥蚀模型计算出砂量,计算出砂带内孔隙度,计算压实和出砂的综合渗透率,计算油井产量,下一生产时间,（3）适度出砂增产产能评价计算步骤,适度出砂技术研究理论模型研究,研制开发了
6、全尺寸井眼出/防砂模拟试验装置。从而弥补了室内小范围评价方式，使得防砂管的评价手段： 从机理研究上升到工程评价研究； 防砂现象从局部到宏观。 通过这套设备可以进行不同防砂方式下的防砂效果模拟试验研究，确保防砂效果。 评价防砂方式的优缺点及适用性； 优选防砂方式； 防砂管管型及相关参数。,适度出砂技术研究出砂模拟实验研究,适度出砂技术研究理论模型研究,中海石油研究中心,曾祥林,汇报内容,引言,开发技术研究,技术应用及实施效果评价,结论与建议,陆地与现场交流，保证了决策与实施的一致性。,B12m井陆地、现场交流图件截屏,旋转导向工具LWD,三、技术应用及实施效果评价,1.随钻一体化研究与实施,随钻
7、调整示意图,随钻调整示意图,三、技术应用及实施效果评价,1.随钻一体化研究与实施,三、技术应用及实施效果评价,适度出砂简化防砂方式,采用优质筛管适度防砂单井完井费用较砾石充填防砂节约约310万元,2.适度出砂技术应用,防砂参数优选适度出砂,根据最新数据分析，目前推荐的防砂参数做进一步放大。 优质筛管：230微米过滤精度,三、技术应用及实施效果评价,2.适度出砂技术应用,砾石充防砂,裸眼+优质筛管防砂,适度出砂,S=+5,S=-5-10,S=+1530,三、技术应用及实施效果评价,传统防砂,目前防砂,进一步,2.适度出砂技术应用,南堡35-2油田共有18口油井应用分支水平井适度出砂技术。 钻井压
8、裂适度防砂井平均产能是周边定向井的3倍，达到了单层的5倍。南区的分支水平井开发也取得了较好的效果，分支水平井的产能也是周边定向井的2倍以上，明显高于定向井产能。,3.分支水平井适度出砂技术的现场应用情况,三、技术应用及实施效果评价,客观上，分支水平井距边底水较近 主观上，生产压差过大，压力激动，造成底水锥进严重,见水后含水升迅速,3.分支水平井适度出砂技术的现场应用情况,三、技术应用及实施效果评价,汇报内容,引言,开发技术研究,技术应用及实施效果评价,结论与建议,四、结论及建议,1.结论,南堡35-2油田的建成投产，成功攻克了海上稠油油田开发的难题，为渤海已发现的一批稠油油田的后续开发探索出了成功的经验。,多分支井适度出砂技术应用该类型海上稠油油藏，油井的产能大幅度增加，为普通直井产能的56倍。,多分支井适度出砂技术在实际应用中也存在含水上升过快的问题，目前还缺乏有效的稳油控水的措施。,在渤海已开发的油田中，疏松砂岩稠油油田占80左右。如果将适度出砂应用于该类型油藏中，将能大幅度提高油井产能，进而提高油藏采收率；经济效益也将大幅度提高。,2.建议,进一步研究分支水平井在高含水期的合理工作制度及合理开发技术政策，延长分支水平井无水采油期，进一步提高稠油开发效果；,四、结论及建议,进行分支井的系统优化，进一步释放海上稠油油井的产能，充分实现海上稠油油田的高效开发。,
