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北京默凯斯能源技术有限公司

MONIX三维热采油藏数值模拟器

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北京默凯斯能源技术有限公司自主开发的的三维热采油藏数值模拟器,可用于热采提高采收率方法的设计与分析。该软件可应用于注蒸汽及地下燃烧开采过程的模拟。对于注蒸汽,应用范围包括热水驱,蒸汽驱和蒸汽吞吐。对于地下油藏燃烧开采,可用于正进与逆进火烧油层。默凯斯热采模拟器灵活性在于它可模拟广范围的热物理化学过程,从单一组分的地热油藏到多组分任意数目氧化与裂解反应的地下火烧油藏模拟。

 

对每一表征油藏的模拟网格,该模型同时求解一组物质与能量守恒方程及相关约束方程。物质守恒方程描述热采过程中每一Nc 组分的物质平衡,能量守恒方则描述热采过程中总的热能量平衡。约束方程确认饱和度和摩尔分数的合一性。物质与能量守恒方程采用有限差分离散法及最稳定有效的数值解法,即全隐式格式求解。

 

此模型由结合重力、粘滞力及毛管压力的达西定律描述物质传递,由热传导和对流机理描述油藏内的热量传递,热传导描述对上覆和下覆地层的热损失。另外,模型可通过输入数据定义的反应物、生成物及化学计量参数来接受任意数目的化学反应。

 

此模型容许定义任意数目的组分及名称。按用户定义的与压力及温度有关的K-值函数,每一组分可分配于四相(油、气、水和固相)中的任一相中。每一相的密度和粘度是组分、压力及温度的函数。此外,气相压缩系数由Redlich-Kwong状态方程求得。

 

对于分配在每相中的组分,模型可建立二氧化碳在油相组分中的溶解度及其降粘效应。模型中,任一组分也可设定其在液体水相中的溶解度。这种灵活性为乳化效应提供潜在的研究途径。确定水组分在油相中的溶解度或油组分在水相中的溶解度,以及改变组分粘度参数可设定乳化型的油或水相的粘度。

 

该模型的主要采油机理反应在通过升温降粘而提高粘性驱替效率的计算方面。另一采油机理则表述在溶剂萃取上,也即原油轻组分剥离产生的溶剂萃取,以及萃取物在蒸汽前缘的冷凝。油的蒸馏可由任意数目的具有可变挥发性的烃组分来描述。

 

主要应用

默凯斯热采模拟器是针对稠油热采以及轻油蒸气蒸馏开采技术而设计的方案优化模拟器。这里,方案优化可指在经济极限下获得最大采收率,或通过缩短开发周期而提高现金流,或通过提高实施效率而提高投资返还率。

 

此模型可作为设计工具应用于各方案设计阶段:从室内试验数据的拟合、解释,到现场先导试验的设计、监测和评价,直到商业性开采的设计与优化。例如,在作为增产措施的蒸汽吞吐中,该模拟器可用于确定:

 

  • 最佳蒸汽注入、蒸汽浸泡与生产期

  • 不同蒸汽注入量,蒸汽干度,及完井层段对油井产能的影响

  • 采取蒸汽增产措施与不采取蒸汽增产措施对远期采收率的影响

  • 对于垂向多层砂岩油藏,总体同步与分级分步增产措施间的不同效果

 

又如,对蒸汽驱或热水驱,该模拟器可用于确定:

 

  • 5-点与7-点井网间不同的提高采收率效果

  • 井网大小及井距对采收率的影响

  • 合适的蒸汽注入量,以及蒸汽干度对采收率的影响

  • 采用注蒸汽段塞(注蒸汽后注冷水)是否比连续注蒸汽经济,最佳蒸汽段塞的尺寸

  • 对于垂向多层砂岩油藏的最佳驱替方式

  • 特定驱替方案的最终采收率

2018年9月4日 20:48
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