强非均质超稠油砂储层双水平井扩容启动数值模拟研究

孙 君， 王小华， 徐 斌， 张丰收*

(1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司， 天津 300452； 2.同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室， 上海 200092; 3.同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092; 4.Origin Geomechanics Inc., Calgary T3H0X6, Canada; 5.Department of Civil Engineering at University of Calgary, Calgary T2N1N4, Canada)

蒸汽辅助重力泄油技术(steam assisted gravity drainage,SAGD)是高效开采油砂储层的重要方法[1-9]。SAGD开发包括启动阶段和生产阶段。常规启动阶段通过同时向生产井和注汽井循环注入蒸汽预热井筒附近地层，以热传导方式实现井间连通。启动阶段的循环预热周期长，通常持续数月甚至数年，会消耗大量蒸汽，能量利用效率很低，同时也会产出大量废弃热流体，后期处理困难[10-11]。SAGD扩容快速启动技术是基于弱固结砂岩地质力学扩容原理的储层改造方法[12-16]，能够显著缩短预热时间，提高启动阶段效率。地质力学扩容是指孔隙介质岩体在压应力状态下，受剪应力或孔隙压力增加的荷载作用，其总体体积增加的岩石变形现象。通过地质力学扩容可在SAGD注采井间形成一个相对均匀的高渗高孔扩容改造区，从而实现快速均匀建立井间水力和热力连通。在油砂储层扩容机理方面，学者们通过实验物理模拟[17-21]、数值模拟[22-27]和现场试验[15]等手段进行研究。Xu等[22-23]开发了弱固结油砂油藏地质力学膨胀的有限元模型，研究表明扩容区是剪切破坏区和拉伸微破裂区的组合。Lin等[17-19]对克拉玛依油砂储层小型圆柱形样品进行了各向同性固结排水三轴压缩试验、渗透性试验和电子显微镜扫描实验等一系列实验，分析了注采过程中油砂孔隙度和渗透率的变化规律，研究了油田温度、围压、注入压力等因素对其扩容机理的影响。……