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蒸汽辅助重力泄油开发过程及机理研究综述

2021-05-31刘尚奇

科学技术与工程 2021年12期

余 洋, 刘尚奇, 刘 洋

(中国石油勘探开发研究院, 北京 100083)

蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage, SAGD)技术自问世以来,取得了长足的发展。该概念最初由Butler等[1]提出,至今已成为一项商业化应用的成熟技术,并发展出不同形式的变种开采技术[2],如非凝析气辅助SAGD技术、溶剂辅助SAGD技术等。但这些新概念仍存在许多问题,特别是在低油价与复杂的地质条件下,这些技术能否商业化应用仍有待证明[3]。

纵观关于SAGD技术已发表的文献,以数值模拟相关的研究论文为主,其次为关于变种开采技术的研究论文,而关于SAGD理论方面的论文较少[4]。尽管SAGD技术的概念看起来很简单,但在为理解此过程而建立的理论中存在着诸多缺陷[5]。例如,多数论文假设蒸汽腔前缘的传热仅依赖热传导,并假设蒸汽腔边缘的流体泄流为单相流等。如果对SAGD技术的机理未能有充分的理解,将限制对SAGD技术的应用与优化,更遑论SAGD变种开采技术的理论发展了。

实际上,SAGD是一个多物理过程,涉及同时传热传质,具有显著的热、地质力学和界面效应等。为此,总结涉及SAGD机理的相关研究,并从SAGD的开发过程描述出发进行论述,以期相关研究者能从中得到启示。

1 SAGD模式

SAGD最基本的模式即双水平井SAGD模式,在实际应用中将一对水平井对上下平行部署在接近储层底部的位置,上部水平井为蒸汽注入井,下部井为生产井,两井间纵向距离通常为5~7 m。应用时利用上部的注入井将蒸汽连续注入地层,蒸汽在地层中逐步扩展形成蒸汽腔,蒸汽腔在扩展的过程中与地层中的原油发生热交换,被加热的原油与蒸汽冷凝水在重力的作用下泄流到生产井中被采出[6-7]。……

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