海上稠油油田多元热流体吞吐增产机理研究与实践

多元热流体为蒸汽、氮气、二氧化碳的高温高压混合气体,具有降低稠油黏度、提高地层压力、改善油藏剖面、提高稠油油藏开发效果等作用。多元热流体吞吐技术在海上稠油高效开发中应用广泛,随吞吐轮次增加,对多元热流体吞吐机理缺乏认知,开采效果降低。为有效提升稠油油田的开采效果,采用油藏模拟分析和多元热流体吞吐及驱替室内试验方法,探究了不同多元热流体组分对增产的贡献,进一步明晰多元热流体吞吐增产机理,为多元热流体热采方案优化设计和吞吐后开发调整提供理论指导和有效措施。试验结果表明:海上油田通过多元热流体热采示范应用,油田日产油由热采前218m^(3)·d^(-1)升至最高641m^(3)·d^(-1),增幅195%,热采效果明显。

海上油田深部调剖组合方式实验优选

针对渤海油藏深部调剖实际需求,实验研究了Cr^(3+)聚合物弱凝胶(聚合物浓度为3 000 mg/L,交联剂浓度为2 000 mg/L)、强凝胶(聚合物浓度为4 000 mg/L,交联剂浓度为3 000 mg/L)和聚合物微球传输运移能力、封堵能力以及聚合物凝胶段塞尺寸和调剖剂不同组合方式的调剖效果。结果表明:聚合物强弱凝胶成胶时间接近,均为放置1.5 h后;聚合物凝胶初始黏度低,成胶后强度高,可避免进入中低渗透层,因此聚合物凝胶可以作为一级调剖段塞。聚合物微球封堵性能几乎不受剪切作用影响,当水化时间达到2 d时,微球粒径由8.45 μm水化膨胀至27.14 μm,在注入岩心过程中压力较低,运移距离较远,并且可在储层深部孔隙内缓膨,因此可选择聚合物微球作为二级调剖段塞。采取弱凝胶+强凝胶+聚合物微球的组合方式,采收率增幅最大(较水驱阶段可提高22.5个百分点),液流转向效果明显,推荐此组合方式进行海上油田深部调剖。

大庆油田油藏工程技术的创新发展与攻关方向

简要回顾了大庆油田开发65 a来油藏工程技术的进步历程,梳理了大庆油田立足油田开发实践创新形成的开发地质、数值模拟、水驱开发、化学驱油、油田开发规划编制方法5项综合研究体系;总结了在油藏工程领域创新发展的小层对比、精细储量计算、注水倍数对驱油效率的影响规律、全国第一条相渗透率曲线研制、小井距注水全过程开发试验、高含水期剩余油分布类型、高含水期稳油控水系统工程、聚合物黏弹性驱油理论和低酸值原油大幅度提高采收率的三元复合驱油理论10项行业领先的关键理论技术;提出了大庆油田持续开发面临的5大难题和需要进一步攻关的高含水区精细挖潜、天然气高效开发、CO_(2)驱油、微生物驱油、非常规油藏开发、地热能源开发、智能油田和高效优质驱油剂研制8项技术。研究成果为大庆油田可持续发展奠定了理论基础。

海上油田烃气驱气窜规律及封窜策略研究

针对海上某油田烃气驱阶段开发现状,充分考虑大倾角、断块复杂、非均质等油藏特点,建立了典型井组概念模型,分析气窜程度影响因素及主控因素,并优选气窜调堵技术,以增油量为指标进行技术适应性分析,得到气窜调堵策略图版。结果表明:该油藏烃气驱为非混相驱开发,影响气窜的主控因素为地层倾角、油藏厚度、物源方向,影响气窜程度的主控因素为注气强度、注采井距,影响烃气驱采收率的主控因素为渗透率级差、注气部位。优选动态调配、泡沫法、凝胶法进行调堵技术适应性分析,针对不同气窜类型制定不同的全生命周期封窜策略,针对顺物源和低注高采气窜类型采用动态调配或泡沫法调堵的封窜方法,针对非均质类型气窜采用泡沫+凝胶法调堵的方法封窜,针对断层遮挡类型气窜建议采用泡沫法或泡沫+凝胶法的封窜策略。

渤海稠油油田热化学复合吞吐增效技术研究与应用

针对渤海稠油油田在生产稠油井存在的原油黏度大、胶质沥青质沉积造成储层有机堵塞严重、产量递减快、边底水突进、含水上升快等问题,通过室内实验研究分析、物理模拟与参数优化开展了海上热化学复合吞吐增效技术研究。结果表明:随温度升高,胶质、沥青质扩散系数增大,石英石表面对重质组分的吸附能力减弱,有助于胶质沥青质解离;热气化学复合解堵后,岩心水测渗透率均可恢复到初始岩心水测渗透率的60%~70%;热(80℃)+气(溶解)作用下,与50℃脱气油相比可使原油黏度降低约80%;在热和化学剂作用下,原油形成低黏水包油乳状液,稠油黏度由2000 mPa·s降低至30 mPa·s,降黏率为98.5%;稠油相渗曲线测试实验(100℃)结果显示,化学剂注入后使稠油相渗曲线等渗点右移,两相共渗区域增大,油相渗透率变大,水相渗透率降低,残余油饱和度降低,开发效果改善;在热水驱过程中,注入泡沫堵调后,高渗填砂管和低渗填砂管采收率均有明显提高,低渗管采收率提高约11个百分点,高渗管采收率提高约8个百分点。模拟吞吐实验结果表明:在热+化学+气协同作用下,可至少降低含水20%~30%,采油指数由0.90 mL/(min·MPa)提高至1.95 mL/(min·MPa),可显著改善低产稠油井的开发效果。热化学复合吞吐增效技术已在渤海稠油油田现场取得成功试验,措施井含水最高降低73.4个百分点,有效期150天,平均日产油较措施前提高2.9倍,有效期内累增油4300 m^(3),为渤海稠油冷采井增储上产提供了新的技术思路和方向。

“凝胶+颗粒”复合增效调驱体系在蓬莱油田水平井中的应用

蓬莱油田是多套油水系统的岩性油藏,储层以中高孔渗为主,含水率上升迅速。该区块水平井组厚度大,注采优势通道明显。但该区块限压低,且注入水与常规调堵体系的配伍性差,对调驱体系的注入性和封堵性的要求高。本文选用粒径可控、自聚集性能良好的分散微冻胶,配合优选的低阻高强度乳液型聚合物凝胶体系,经实验优化,建立注入性好、封堵性强的“凝胶+颗粒”复合增效调驱体系。在蓬莱油田J井组应用该调驱体系复合增效效果良好,累计增加采油量达7806 m^(3)。

渤海油田降黏剂研究

针对渤海油田超稠油油田原油黏度高、流动性差、开采难度大的问题,研究了高温降黏剂的降黏驱油性能。高温降黏剂可以在矿化度30000 mg/L,钙镁离子质量浓度2000 mg/L的地层水中保持较好的降黏性能,降黏效率大于98%。降黏驱油体系可以提高原油驱替效率28%,耐温性能良好。当液固比为10∶1(mL∶g)时降黏剂体系在岩石的静态吸附达到了平衡,饱和吸附量为0.6 mg/g砂,吸附平衡时间为15 h。降黏剂还可以改变油砂表面润湿性,从而提升驱油效率。

海上油田某区块应用水力压裂技术机理及效果研究

海上油田某区块水力压裂的技术应用欠缺压裂机理及开发规律分析评价。通过对水力压裂原理分析建立低渗压裂裂缝起裂模型,运用真三轴水力压裂试验装置进行直井水力压裂模拟试验,并在海上A区块进行现场应用,对压裂效果进行评价。结果表明:流体黏度越高裂缝起裂排量越小,起裂排量与地层破裂压力梯度呈线性正相关,射孔深度越深、射孔角度越小,裂缝起裂排量越高;在压裂工艺参数上采用孔密16孔/米的单螺旋(45°)射孔方式、注入流体黏度为30~40 mPa∙s、注入排量为2.7 m^(3)/min时起裂效果较佳;A区块4口压裂井实现平均单井日增油23%。该研究为水力压裂技术在海上油田区块应用提供了理论支撑。

油田安全生产管理措施

在全球能源需求日益增长的今天,油田的安全生产管理显得尤为重要。油田安全生产管理不仅关乎到员工的生命安全,还会影响到环境保护和企业经济效益。然而,在油田的实际开采过程中,尽管技术日新月异,但仍然存在许多难以忽视的问题,这些问题不仅限制了油田生产的效率,也大大增加了生产的安全隐患。为此,文章对油田安全生产管理进行深入探讨,以期为该领域的安全生产管理举措提供新的视角。

江苏油田中高渗油藏聚合物驱聚合物适应性研究

实验研究了聚合物对江苏油田中高渗砂岩油藏的适应性。实测了油藏温度下（70℃）相对分子质量M不同的6种聚合物，在矿化度20g／L的模拟油田地层水中的分子线团均方根回旋半径，根据文献发表的渗透率比～孔隙半径中值R50关系，由这些回旋半径值判定，Ka=0．1时的岩心不会被M≤3．5×10^7的聚合物所堵塞。在Ka为0．125-1．026μm^2的储层岩心上，考察了M为3．5×10^7、3．0×10^7、1．9×10^7，浓度为0．6、0．8、1．0、1．2g／L的聚合物溶液的注入压力～注入体积关系，在所有情况下注入压力都能达到稳定，M越高、浓度越大、渗透率越低，则注入压力越高，注入压力达到稳定值所注入体积越大，因此所用聚合物均不堵塞Kμ≥0．125时的岩心。在含有Ka=0．15、0．25和0．40时的三小层的人造平板非均质岩心上，在水驱至含水90％后注入M=3．5×107、浓度1．0g／L的聚合物溶液整体段塞0．38PV，采收率增加16．7％；维持此聚合物用量（380PV·mg／L）而采用浓度递增或递减的三个段塞注入，则采收率增加幅度升至17．2％或降至15．8％；当注入时机由含水98％逐步降至含水0％（不水驱）时，最终采收率从60．0％逐步升至70．5％。图4表4参10。

延长油田特低渗透浅层油藏注CO_2提高采收率技术研究

针对延长油田特低渗透浅层油藏储层物性差、破裂压力低、注水开发效果差等开发难点,为探讨注二氧化碳提高采收率的可行性,利用复配原油通过室内实验研究了地层条件下溶解不同含量CO2对原油高压物性的影响,并通过数值模拟技术对注气量、注入速度、注入方式、段塞大小及气液比等注气参数进行了优化.结果表明:CO2能很好地改善原油性质,CO2溶解能力强,能有效增加地层弹性能量,降低原油黏度;但是注气参数对最终采收率影响较大,气水交替注入方式优于连续注气开发,最优注气量为0.3PV,最佳注气速度为8×103m3/d.采用变气液比的方式开采,可以缩短投资回收期.该研究结果对延长油田特低渗油藏及类似油田的注气高效开发具有一定的指导作用.

渤海P油田层内生成CO2调驱技术

针对渤海P油田储层非均质性强、注水强度大,注入水突进和无效循环导致水驱开发效率低的问题,开展了层内生成CO2调驱技术研究。通过生气效率评价试验优选出最优生气体系,并利用Waring-Blender法和填砂管流动试验优选了配套发泡剂和稳定剂。室内试验结果表明:最优生气体系为生气剂A+释气剂D,其生气效率可达96.2%;发泡剂体系为0.2%发泡剂2+0.1%发泡剂5,其发泡体积为740 mL,析液半衰期为219 s;发泡体系中加入稳定剂1,对渗透率2 000~10 000 mD填砂模型的封堵率在90%以上。渤海P油田15个注采井组应用了层内生成CO2调驱技术,累计增注量69 986 m^3,累计增油量33 413 m^3,有效率达100%,有效期长达5个月。研究表明,层内生成CO2调驱技术技术对渤海P油田具有良好的适用性,解决了注水开发存在的问题。

层内自生CO2提高采收率技术在海上油田的研究及应用

针对海上某油田储层非均质性强、注水强度大,注水突进严重导致储量动用程度低,而常规调剖措施无法有效开展的问题,通过物模驱替实验考察了层内自生CO2提高采收率技术在该油田的可行性,并对注入量、注入方式、注入速度和稳定剂用量等参数进行优化研究。实验结果表明,层内自生CO2技术提高采收率的效果显著,储层渗透率在(200~10000)×10^-3μm^2范围内,采收率可在常规水驱基础上提升28.70%~32.29%,原油黏度在10~500 mPa·s范围内,对层内自生CO2驱油效果基本无影响。技术的最优工艺参数为:注入量1.0 PV,8段塞注入,生气剂和释气剂注入速度比为1∶1,稳定剂用量为0.10 PV。现场试验表明,层内生成CO2提高采收率技术对渤海油田稳油控水起到了显著效果,措施后井组日产油量最高增加100 m^3,含水率下降12%,有效期内净增油3826 m^3。

渤海油田可反洗测调一体分层注水工艺

为解决渤海油田常规分注工艺反洗井难、调配效率及调配合格率低的问题,开展了可反洗测调一体分层注水研究。通过配套测调一体配水器、可反洗井封隔器,优化防砂、注水管柱结构,实现了不动管柱反洗井和测调一体功能,形成了渤海油田可反洗测调一体分层注水工艺。渤海油田10口注入困难的井应用该工艺进行了不动管柱反洗井作业,并进行了30井次的调配作业。现场应用结果表明,反洗井工具性能可靠,开关灵活,洗井效果良好,缓解了注水压力升高现象,降低了酸化频次;测调效率显著提高,平均单井调配周期仅需10 h,相较常规分注工艺调配周期2~3 d大幅降低。可反洗测调一体分层注水工艺的成功应用,验证了该工艺的可行性,为渤海油田分层注水开发提供了新的技术手段。

海上油田电控智能控水采油工具研制及性能评价

为了解决渤海油田高含水阶段生产井分层控水采油难题,提高生产井的稳油开发效果,研制了电控智能控水采油工具。工具采用单芯电缆实现井下供电和通讯,设计采用多测试通道并列结构,配备流量、含水率、温度和压力实时测试功能;采用超声波时差法测量单层产液量,采用射频法测量单层产液含水率,能够根据各层含水情况进行实时控制,实现生产井生产时的控水稳油。工具性能试验结果表明,电控智能控水采油工具在60 MPa压力下密封性能可靠,120℃温度下工作正常,含水率测量范围0~100%,在流量高时流量测量精度高,满足海上油田现场应用要求。电控智能控水采油工具为海上生产井实现分层采油、高效稳产开发提供了新的控水工具,也为下一步海上油田现场应用奠定了技术基础。

驱油用聚合物在渤海油田中高渗储层的适应性实验研究

针对渤海油田中高渗储层(渗透率为(200~1000)×10^-3μm^2),在模拟油藏条件下,对3种聚驱用聚合物(线性聚合物、疏水缔合聚合物、聚表剂),开展了流变性、热稳定性、黏弹性和运移性研究。流变性测试结果显示,在低剪切速率下(模拟油藏深部,5.88~14.42 s^-1),疏水缔合聚合物和聚表剂黏度较大;在高剪切速率下(模拟近井地带,149.9~223.4 s^-1),3种聚合物的黏度均较低。振荡频率测试结果表明,疏水缔合聚合物和聚表剂弹性较大,储能模量高于损耗模量。传导性实验结果显示,线性聚合物和聚表剂在多孔介质中的传导性较好,疏水缔合聚合物的传导性较差。透射电镜和激光粒度仪表征结果表明,疏水缔合聚合物的聚集体尺寸较大(1.22μm),线性聚合物(0.28μm)和聚表剂(0.52μm)与油藏孔喉(4μm)的配伍性优于疏水缔合聚合物。研究结果表明:对于目标储层,聚表剂与储层的适应性更好,其次为线性聚合物,疏水缔合聚合物与该储层的适应性较差。海上储层聚驱用聚合物的筛选,需要将聚合物的流变性能与油藏适应性及分子微观结构结合考虑,建立一种多尺度的聚合物筛选评价方法。该研究对海上油田聚驱用聚合物的筛选具有一定的参考意义。

渤海油田液压控制智能分注优化关键技术

针对渤海油田常规液压控制智能分层注水技术调配精度低、分注层数少、不能满足小眼井应用需求和无法实时监测井下注水情况等问题,开展了数字解码器研制、井下流量控制阀调节级数优化、配套大排量涡街流量计和分层调配方案设计等技术研究,形成了渤海油田液压控制智能分注优化关键技术。优化后,最大分注层数达到6层,不同规格流量控制阀的调节级数分别增大至11级和7级,满足了?82.6 mm小井眼注水井的应用要求,可实现地面实时监测井下注水情况。该技术在渤海油田应用20井次,智能分注系统运行稳定可靠,井下水嘴调节灵活,井下数据上传高效,测试精度高于95%,平均单井调配周期缩短至1 d,应用效果良好。应用结果表明,该技术可增加分注层数,实现了小眼井分注、井下注水情况的实时监测。

缓速酸段塞注入酸蚀裂缝的刻蚀形态及导流规律——以伊拉克F油田低孔渗碳酸盐岩储层为例

针对低孔、低渗型碳酸盐岩储层,常规酸化效果有限,需要采用酸压进行增产改造。为了达到形成高导流能力分支刻蚀沟槽这种理想的碳酸盐岩酸压效果,采用胶凝酸、交联酸、乳化酸、螯合酸和自转向酸5种缓速酸体系,交联酸+自转向酸、胶凝酸+自转向酸、乳化酸+螯合酸、乳化酸+自转向酸4种段塞组合方式,以及二级、三级2种注入级数,对裂缝壁面进行刻蚀实验,并应用CT扫描和裂缝导流测试分析酸蚀裂缝的刻蚀形态及导流能力。结果表明:裂缝刻蚀形态主控因素为缓速酸段塞组合类型,次控因素为注入级数;交联酸+自转向酸组合为最优组合,酸蚀后可形成错综交叉、深度均匀的复杂沟槽,刻蚀深度适中,刻蚀均匀度大于60%,40 MPa下酸蚀后裂缝的导流能力可达170μm^(2)·cm;裂缝的刻蚀形态与导流能力存在较好的对应关系,在综合考虑酸蚀岩板刻蚀深度、刻蚀均匀度及岩板酸蚀前后质量变化情况下,酸蚀沟槽形态因子和导流能力的相关系数达0.9852。研究成果为伊拉克F油田或同类型油藏选择储层改造酸液体系、优化工艺参数提供了理论依据。

海上油田热采封窜用强化高温冻胶的制备与性能评价

针对海上热采封窜的要求,采用环保型水溶性酚醛树脂为交联剂,与主剂栲胶和热稳定剂纳米材料复合研发了新型强化耐温冻胶。相比于传统冻胶,新型强化耐温冻胶的弹性模量得到大幅度提高。同时亲水性纳米材料的加入强化了冻胶对游离水的结合能力。当硅溶胶的用量达到4%时,250℃热处理30 d后无游离水析出。通过热采封窜物模实验对比了传统栲胶冻胶和强化耐温冻胶的封窜效果,物模结果表明强化耐温冻胶在老化60 d后,在250℃的条件下封堵率仍然大于80%;将冻胶至于渗透率2~10μm^2的多孔介质中,连续冲刷24倍孔隙体积后,冻胶的封堵率下降小于10%。实验结果显示,新研制的耐温冻胶具有较强的耐冲刷性能和封堵持久性,可以作为一种满足热采封窜需求的高温热采封窜剂。

端羧基改性聚酰胺-胺的合成及其阻垢性能的研究——以长庆油田花子坪区块为例

为解决长庆油田花子坪区块结CaCO_3、CaSO_4垢的严重问题,采用氯乙酸为端基改性剂对1.0代和2.0代聚酰胺-胺树状聚合物进行端羧基改性合成了性能优良的阻垢剂1.0G PAMAM-COONa和2.0G PAMAM-COONa,通过红外光谱(FTIR)、元素分析等方法对其结构进行表征,考察了合成阻垢剂对CaCO_3、CaSO_4的阻垢性能及复配的阻垢剂PNF-2.0G(阻垢剂PNF、2.0G PAMAM-COONa质量比1∶1)对长庆油田化子坪的采出水/现场注入水混配水(质量比1∶1)的阻垢性能,并进行了现场试验。研究结果表明,60℃下,PAMAM-COONa的阻垢效果比聚酰胺-胺(PAMAM)的好、2.0G PAMAM-COONa的阻垢性能比1.0G PAMAM-COONa的效果好,在加药量为20 mg/L时,2.0G PAMAM-COONa对CaCO_3、CaSO_4的阻垢率为95.64%、92.35%,1.0G PAMAM-COONa对CaCO_3、CaSO_4的阻垢率为82.25%、89.36%。在加药量为20 mg/L时,对于97-42采出水/现场注入水的混配水,2.0G PAMAM-COONa和PNF单独使用时的阻垢率分别为75.53%和60.5%,而复配阻垢剂的阻垢率则高达95.56%;对于化100-45采出水/现场注入水的混配水,2.0G PAMAM-COONa和PNF单独使用时的阻垢率分别为38.5%和49.5%,而复配阻垢剂的阻垢率高达98.91%。经现场试验验证,该复配阻垢剂能起到优良的阻垢效果。