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底水稠油油藏属于渤海油田的重要组成部分,具有采出程度低,开采难度大等特点,而常规热采方法无法实现对油藏的有效开发。双水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)可以有效降低原油黏度,抑制底水脊进,成为海上油田开发的关键技术。结合LD5-2N区块地质条件,本文利用物理模拟、数值模拟以及理论研究等方法对SAGD全过程开展了研究。压力与底水体积是影响底水稠油油藏开发及模拟的重要因素。设计高压三维新装置,耐压20MPa,可以用来模拟埋深较深的渤海油田油藏。利用相似准则设计高压三维物理模拟新模型,得到物理模拟的实验参数。利用等效原理对高压高体积倍数底水的模拟方案进行了研究,得到原始油藏压力、底水体积倍数和维压气体体积的理论关系,研究表明,油藏原始压力越高,底水体积倍数越大,所需维压气体体积越大;其中,压力与气体体积呈线性增长的关系。该研究为压力较高、底水体积倍数较大的油藏的物理模拟提供了可行性。针对LD5-2N区块开展了SAGD吞吐预热阶段和SAGD生产阶段的室内物理模拟研究。基于实验结果分析了注蒸汽吞吐预热方式的优点与缺点,对生产阶段进行了进一步的阶段划分,得到了研究的侧重点。利用数值模拟方法建立实验模型,对物理模拟进行反演及扩展研究。在研究中,针对吞吐预热阶段开展了底水体积倍数、避水高度和纵向渗透率的敏感性分析;针对生产阶段开展了底水体积倍数、避水高度和注汽压力的敏感性分析。针对SAGD生产中蒸汽腔扩展阶段,建立了蒸汽腔前缘热交换新模型。模型考虑了导热作用与对流作用,着重研究了垂直蒸汽腔界面方向上的可动油流动。将该模型与UTF矿场数据进行了拟合分析。针对底水稠油油藏,建立了考虑原油损失的SAGD产能公式。利用该模型对注汽压力、蒸汽腔扩展速度等参数进行了分析研究。建立了渤海油田概念模型,绘制了不同条件下的SAGD生产预测图版,实现了对海上油田优先级的划分、布井方式的优化以及注采参数的优选。结合海上油田特点可以对底水稠油油藏进行高效开发。利用研究结果,对LD5-2N区块的开发进行进一步的分析研究。本研究对底水稠油油藏SAGD的高效开发具有一定的理论指导意义。