塔里木盆地库车坳陷克深气藏超深层致密砂岩储层天然裂缝发育特征及对水侵的影响

天然裂缝是影响塔里木盆地库车坳陷克深超深层致密砂岩气藏气井高产和水侵的重要因素,裂缝研究对明确气藏水侵规律及防控水政策的制定意义重大。通过岩心、铸体薄片、常规测井、成像测井、生产数据、试井等资料,研究了有效裂缝发育特征、分布规律及气藏水侵特征,探讨了不同缝网系统水侵的影响。高角度和近直立的剪切裂缝为该区最主要的裂缝类型。垂向上,巴什基奇克组一段多为全充填裂缝,为无效裂缝;巴二段和巴三段多为半—无充填裂缝,为有效裂缝。平面上,NNW—SSE向有效裂缝富集在气藏西部,且平均开度大;东部相对发育近E—W向、NWW—SEE向的有效裂缝,平均开度较小。有效裂缝越发育,开度越大,气井初期封存水的产出越低,多产出凝析水。从投产到见水,地层水呈封存水、凝析水、可动水、纯地层水等赋存形式产出。有效裂缝的发育程度,开度及走向是影响非均质水侵的重要因素。与水侵方向近平行的、密集的、高有效性的缝网系统会加快水侵速度,导致气井大量产水,严重降低气井产能。综合有效裂缝的发育特征和单井水侵特征,气藏呈现出边底水沿断裂/密集裂缝快速水窜型、边水沿稀疏裂缝缓慢锥进型、边底水缓慢抬升侵入型3种水侵模式。

考虑水相中CH_(4)与CO_(2)竞争溶解的CO_(2)驱油数值模拟

为明确CO_(2)和CH_(4)在水相中的相互作用及其竞争溶解对油藏CO_(2)驱油过程的影响,建立了考虑CO_(2)和CH_(4)竞争溶解的CO_(2)驱数值模拟模型,该模型修正了不同CO_(2)浓度下CH_(4)的溶解度,并改进了表征CH_(4)溶解能力的平衡常数。模拟结果表明:在CO_(2)和CH_(4)竞争溶解作用下,气体组分的分布发生了显著变化,影响气油比和含水率的波动,进而对油藏生产动态产生影响。在竞争溶解作用下,气相中CH_(4)质量分数增加,进一步证实了CH_(4)与CO_(2)之间相互作用的复杂性。该模型可以真实反映CO_(2)驱油过程中的气体相互作用。

基于微流控技术的裂缝性碳酸盐岩油藏脱气后水窜治理实验研究

基于微流控技术,针对低压裂缝孔隙型碳酸盐岩油藏,设计了孔洞型和裂缝型两种微流控模型,在考虑前期衰竭式开发的条件下,开展了注气模拟脱气原油、注水、注药剂治理水窜等一系列微流控实验,基于水溶性化学剂组分追踪技术和微观剩余油量化分析技术,分析了衰竭式开发脱气后不同类型储层的注水开发效果及水窜后治理对策。实验结果表明,由于非连续相气体的存在导致原油流动阻力增加,使得孔洞型储层脱气后采出程度有明显降低;对于裂缝性储层而言,与井底相连的开放性裂缝内部由于压力更低,使得脱气程度更大,孔隙及裂缝中脱出的气体在裂缝中形成了连续气相,而非裂缝区域与孔洞型储层较为相似。不同类型储层水窜治理的微流控实验表明:对于孔洞型储层,可采用微球+润湿性调节剂组合调驱,对于裂缝型储层,可采用聚合物凝胶驱,针对不同储层类型所实施的水窜治理均能够有效改善储层的波及系数,提高其采出程度。将其应用于现场,效果良好,对应的水窜治理方法对裂缝性碳酸盐岩油藏开发具有指导和借鉴意义。

页岩气产能评价方法及模型研究

非常规气藏渗流机理复杂,具有独特的渗流机理和生产动态特征,难以用常规的气井产能方法评价产能,预测可采储量。从渗流力学出发,根据页岩气藏压裂后储层特征,建立了页岩气藏复合模型,确定了页岩气井稳产时间,分析了内外区渗透率、内区半径、启动压力梯度、解吸压缩系数和储层厚度等影响规律;并参照Vogel方程建立了页岩气井产能方程。结果表明:内区渗透率、外区渗透率、内区半径、储层厚度和解吸压缩系数是影响页岩气井产能的敏感因素;表皮因子和启动压力梯度不是敏感因素。通过可靠性分析,参照Vogel方程建立的页岩气井产能公式能够快速、准确的判断页岩气井的产能。

特低渗油藏CO2混相驱注采压力系统保压设计方法

为实现特低渗油藏注CO2后形成混相驱,通过渗流力学和油藏工程方法研究特低渗油藏CO2混相驱注采压力系统保压设计方法。首先,利用等值渗流阻力法,考虑特低渗油藏压裂后储层渗透率分布的“四台阶”特性,建立特低渗油藏CO2混相驱渗流阻力数学模型;其次,考虑CO2注入地层后溶解于原油所引起的驱替滞后效应,引入CO2驱迟滞因子,对传统前缘推进方程进行修正。在此基础上,建立特低渗油藏CO2混相驱注采压力系统保压设计方法,并从注采压差、注采井距、水井近井渗透率、油井近井渗透率四个方面进行单因素影响程度分析;最后,绘制M油藏在不同注采压差条件下注入速度与CO2混相驱驱替前缘位置的关系图版。结果表明:注采压差对各项保压设计参数影响最大;纯油相区渗流阻力与混相区渗流阻力的比值仅与注采压差有关,与其他因素和驱替前缘位置无关;注入速度是CO2混相驱保压设计的关键,在合理施工参数范围内,注CO2无法实现全程混相驱,驱替前缘极限位置约在油水井距的3/4位置处。研究结果为特低渗油藏CO2混相驱注采压力系统保压设计提供了理论依据和技术指导。

页岩气藏不稳定压力传播研究

页岩气藏已经成为全球油气勘探的新亮点。由于页岩气藏特殊的地质特征和储层物性,页岩气藏不稳定的压力传播方式及影响规律并没有充分认识清楚。本文建立了考虑启动压力梯度和赋存状态的页岩气藏复合模型,利用非齐次虚宗贝塞尔函数进行页岩气藏复合模型井底压力数学模型的求解,分析页岩气藏不稳定压力传播的规律,研究了页岩气藏井储系数、解吸压缩系数、内区渗透率、表皮因子、启动压力梯度等因素的影响规律。结果表明,对于外区渗透率相对低的页岩气复合油藏中,解吸压缩系数、井储系数、内区渗透率和内区半径是敏感因素。

致密油藏注气后储层渗流特征参数动态反演方法

致密油藏在气驱开发过程中,通常由于气窜导致开发效果变差甚至停产。针对致密储层注气后储层渗流特征参数尚无成熟的理论求解方法的问题,从渗流力学原理出发,利用Stone模型建立油、气、水三相饱和度与相对渗透率的表征函数。分析开发动态参数和储层渗流特征参数与相对渗透率的函数关系,建立饱和度-含水率-气油比关系图版。借助该图版,实现由开发动态参数反演出储层渗流特征参数的目的。开发动态参数包括含水率和气油比;储层渗流特征参数包括地下混合液流度、储层平均渗透率和气窜通道平均渗透率等。应用该方法对实际气窜井组进行储层渗流特征参数动态反演,结果表明:反演结果与实际单井气窜特征和生产动态变化特征吻合;气窜井生产期间内的储层平均渗透率远小于未气窜井;气窜程度越高,则气窜通道平均渗透率越大,所处层位存在明显裂缝或窜流通道。

井间示踪测试组合解释方法研究

目前的测试解释技术依然基于20世纪60~80年代提出的原理和理论,没有针对现场发现的问题进一步发展和完善。国内若干矿场实践以及理论对比证明,这些基础理论以及建立在此基础上的解释模型明显偏离了合理的范畴,存在考虑因素过于单一、片面的问题,不能很好适应多孔介质复杂渗流的定量化描述。示踪测试解释基础理论和数学模型有待进一步完善和发展,解释工具的功能有待进一步提升。本文从计算数学的角度,确定了井间示踪测试解释的油藏自变量参数,构造了目标函数,针对具体问题改进了实数型遗传算法,实现了区块示踪测试整体自动组合参数反演和优化解释。

致密油藏水驱井间裂缝网络参数反演方法及应用

致密储层注水开发过程中,天然裂缝会张开和沟通形成井间裂缝网络,导致注入水在井间的低效和无效循环。由于裂缝膨胀、延伸和转向作用,井间裂缝网络特征异于油藏初始天然裂缝,需要从动态数据实现井间裂缝网络的量化。为建立一种裂缝性致密油藏井间裂缝网络反演方法,首先提出用二叉树裂缝对刻画井间裂缝网络,用服从对数正态分布的随机变量描述裂缝开度;然后建立了井间裂缝网络中注入水运移数学模型,求得了理论含水率解析解,分析了井间裂缝网络参数对理论含水率的影响规律,推荐了井间裂缝网络参数的反演次序;最后开展了井间裂缝网络参数反演的实例应用,探讨了反演多解性的来源,分析了致密储层近井和井间裂缝特征。研究结果显示,裂缝开度的对数均值影响采油井见水时间和最大含水率,分别与其呈负相关和正相关关系;裂缝开度的对数标准差影响含水率的上升形状,对数标准差越大则上升形状越缓;裂缝条数影响采油井最大含水率。反演结果表明,三口单井对应第1级裂缝单元开度期望分别为90、108、59μm,致密储层近井地带存在中缝—大缝,范围约为注采井距的两端各1/3段。建立的参数反演方法对监测资料要求低、使用方便快捷,实现了基于动态数据的井间等效裂缝形态、数量和开度量化,可以应用于区块级别的致密储层井间裂缝识别,为堵调等措施提供数据基础。

基于自示踪的聚驱油藏窜流通道量化模型及应用

海上高渗砂岩油藏聚驱开发过程中因强注强采极易产生聚合物窜流现象,严重影响聚驱开发效果。为快速、准确识别聚驱油藏窜流通道量化信息,首次提出“自示踪”的概念,视注入的流体(水和聚合物)为自示踪剂。然后依据窜水通道和窜聚通道的空间分布特征,建立三维聚驱窜流通道物理模型。再利用降维方法建立基于自示踪的聚驱窜流通道渗流数学模型,求出考虑窜水通道和窜聚通道影响的产出端含水率和产聚浓度的解析解,实现了基于自示踪的聚驱窜流通道量化解释。通过分析窜水通道和窜聚通道解释参数对产出端含水率和产聚浓度的敏感性可知,等效扩散系数和窜水通道厚度比例,对见水时间和含水率最大值的影响较为明显,扩散系数和相对窜水通道的渗透率级差,对见聚时间的影响较为明显。海上油田应用实例表明,该方法可以快速获得水淹井注采井间窜水通道和窜聚通道的量化信息,包括窜流通道厚度比例、渗透率级差、(等效)扩散系数、吸附系数,为快速识别窜流通道发育状况以及指导后续窜流通道治理和开发方案制定提供科学依据。

OBE理念下《概率论与数理统计》课程混合互动式教学的创新实践

针对以课程为中心的CBE传统教学模式中教学效率偏低、过程管理有待加强等痛点问题,中国石油大学(北京)概率论与数理统计团队在以学生产出为中心的OBE教育理念的指导下开展《概率论与数理统计》课程的教学创新实践活动,通过学习通、雨课堂、蓝墨云班课等智慧教学软件实现线上、线下混合互动式教学,针对性地进行教学设计与课程体系建设,获得较好的教学成效与正向反馈。实践结果表明,基于OBE教育理念的《概率论与数理统计》课程教学创新措施可以有效地提高学生的课程参与度与达成度,较好地提高该课程的教学质量与学生的学习产出。

化学驱低效循环识别与控制关键技术

该项目属石油与天然气科学技术领域。我国已建成世界上规模最大的化学驱油生产基地,仅大庆油田,到2018年,化学驱产量已连续17年年产油1000万吨以上。以聚合物驱及复合驱为主的化学驱油技术已经成为我国提高采收率的主体技术,但自2003年大庆油田化学驱由高渗透层转向具强非均质、多层同采的中低渗透油藏后,出现了严重的化学剂低效循环难题,采出液中的70%来自厚度仅占20%左右的优势渗流通道,为常规注聚波及体积的25%,大大制约了化学驱效果的提升。