致密储层缝内暂堵转向压裂裂缝扩展规律数值模拟

基于损伤力学理论,建立了储层渗流-应力-损伤耦合裂缝扩展数值模型,将模型结果与室内真三轴水力压裂物理模拟实验结果进行了对比,验证了模型的准确性,并基于该模型探讨了压裂液黏度、排量、水平地应力差以及储层岩石非均质性对缝内暂堵转向压裂效果的影响。研究结果表明:(1)储层渗流-应力-损伤耦合裂缝扩展数值模型是联合流体流动控制方程与岩石变形方程形成整体控制方程,通过在初始裂缝扩展路径上某一区域人为设置高强度的岩石物理力学参数和较小的储层渗透率值,实现缝内暂堵的模拟。(2)缝内暂堵转向压裂裂缝扩展模型数值模拟的分支缝数量、主裂缝面积、主裂缝延伸方向等与室内真三轴水力压裂物理模拟实验的结果基本一致,该模型可实现缝内暂堵后基质的破裂与新裂缝扩展模拟,对缝内暂堵转向压裂裂缝扩展情况也具有较好的模拟效果。(3)压裂液的黏度和排量越大,缝内暂堵转向压裂裂缝长度、改造面积及偏转角度均明显增大,且逐渐由单一裂缝向复杂裂缝转变。当水平地应力差小于7.5 MPa时,缝内暂堵转向压裂的效果较好;当水平地应力差为10~15 MPa时,压裂效果变差;当水平地应力差大于15 MPa时,裂缝几乎不偏转;储层非均质性会影响裂缝局部的扩展路径,但对裂缝总体扩展趋势影响甚微。

闭式热流体循环井筒温度分布规律研究

为了合理配备闭式热流体循环降黏设备、设定循环参数,利用传热学相关理论,建立了闭式热流体循环井加热段和非加热段的井筒温度场模型,结合模型的定解条件,对井筒压力和温度进行耦合求得数值解。利用建立的模型对采用闭式热流体循环降黏4口井产出液和上返液的井口温度进行了预测,并探讨了生产参数和循环参数对井筒加热效果的影响,结果表明:预测的产出液和上返液的井口温度与实测结果相比平均相对误差分别为3.08%和1.38%,符合工程要求;产出液量每增加1t/d,产出液温度降低0.134 5℃;含水率每升高10%,产出液温度降低0.161℃;随注入循环量的增大和注入温度的升高,产出液温度升高,但注入温度对产出液温度影响较大。利用闭式热流体循环井筒温度场模型分析井筒温度场,可以为闭式热流体循环降黏设计提供依据。

胜临公司油井结蜡治理方案优化

蜡从原油中析出,沉积在油管、抽油杆表面,将导致抽油杆上下行程时摩擦阻力增大,抽油杆载荷增加,甚至导致抽油杆断脱;还可能导致抽油泵柱塞蜡卡,油井产液量降低。胜临公司油井结蜡情况普遍,本文在对该井结蜡的影响因素进行敏感性分析的基础上,制定了相应的治理措施。

一种适用于低渗透油藏的复合缓速酸作用机理研究

牛25区块和博9区块分别属于低渗和特低渗储层,均具有物性差,粘土矿物含量高等特点。为提高地层渗透率,研制出一种适用于低渗透油藏的复合缓速酸,并在室内取得良好的酸化效果,渗透率分别提高1 861.5%和81%。通过酸岩化学反应、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析酸化机理,该复合缓速酸主要通过HCl和HF溶蚀近井地带的碳酸盐和硅酸盐矿物,在地层深部通过乙酸缓慢释放出H+,与氟化物产生的F-结合生成一定浓度的HF,具有深穿透性,从而达到改造储层的目的。

抽油机井地面系统节能潜力评价技术

作为油田企业最为重要的耗能设备,抽油机的能耗管理是采油厂精细管理的重要内容,评价抽油机地面系统的节能潜力对于抽油机的能耗管理具有重要意义。阐述了抽油机地面系统节能潜力的概念,在分析抽油机地面系统能量损耗模式的基础上,提出了基于地面示功图数据与抽油机结构参数的抽油机地面系统最小损耗的计算方法。根据现场实测数据及本文提出的计算方法,对胜利油田5口抽油机井地面系统的节能潜力进行了评价,论证了该方法的实用性与有效性。

二次充填补砂技术在稠油热采井的应用

王庄油田坨82断块稠油热采井采用两步法防砂工艺,并实施区块蒸汽吞吐开发。注蒸汽过程中,高温、高压、高速的注入流体破坏了充填防砂形成的人工挡砂屏障,导致了筛套环空和近井地带严重亏空;油井投产后,地层砂及充填砂在产出液的携带下,经射孔炮眼高速喷出,刺破防砂筛管进入中心管及井筒,导致卡泵;同时,粒径较大的砂粒沉降至井底,掩埋地层,导致供液不足。在该断块40余口稠油热采井实施二次填补砂技术,注汽后将筛套环空和生产层段用充填砂充满填实,重新建立人工井壁,使流体通过径向渗流进入防砂中心管;而地层砂在经过充填砂形成的人工井壁时被阻挡下来,形成远离井筒的自然充填挡砂屏障。其中10口井的应用结果表明:补砂后,平均防砂有效期由146.9d提高至448.1d,平均日产油田2.28t/d提高至10.2t/d。

稠油W/O乳状液增黏原因的灰熵关联研究

采用灰熵关联分析法研究了胜利稠油W/O乳状液增黏倍数与稠油组成(极性四组分含量、有机杂原子含量和过渡金属含量)和油品性质(稠油极性组分的分子质量和偶极矩)的关联。结果表明,在稠油组成中,沥青质和胶质的含量、O含量及Ni含量是影响W/O乳状液增黏倍数的重要因素;在稠油性质中,沥青质的性质是影响W/O乳状液的增黏倍数的关键因素。

重复压裂前诱导应力影响新裂缝转向规律

随着重复压裂技术现场应用的日趋成熟,如何产生不同于原裂缝走向的转向新裂缝成为目前重复压裂技术研究的热点问题。由于新裂缝的扩展方向主要由井周应力分布情况控制,重复压裂前初次裂缝、油井生产以及注水影响等因素产生的诱导应力是影响新裂缝形态的主要因素。应用多物理场耦合软件COMSOL建立了重复压裂井有限元模型,分析了重复压裂裂缝转向的机理和影响因素;建立了注水开发区块模型,研究了注水开发中注入水诱导应力的分布规律,以及注水量、注采井网分布等因素对新裂缝转向的影响。研究结果表明:裂缝转向受储层应力状态、油井生产情况和初次裂缝长等因素影响明显;注水井周边会产生应力集中,且在一定的井距下会影响新裂缝转向规律。此研究可以应用于预测重复压裂效果,优化重复压裂的选井选层,并指导现场重复压裂方案设计。

清防蜡剂对潍北高蜡高凝原油的降凝机理探讨

针对胜利油田潍北86-斜2区块原油含蜡量高,凝点高的特点,通过对用实验室合成的丙烯酸二十二酯/马兰酸酐/醋酸乙烯酯三元共聚物复配出效果较好的油基清防蜡剂配方,当药剂加量1 000 mg/L时,其防蜡率可达41.46%,溶蜡速率为0.082 9 g·min-1,48℃降粘率为71.80%,凝点降低幅度为7℃。并用该配方对处理前后的石蜡进行红外特征吸收峰、X射线衍射峰以及蜡晶微观形态变化的研究,结果表明,石蜡经药剂处理后红外吸收峰面积比值均增大,X射线衍射峰的强度减弱。在冷却过程中,通过偏光显微镜发现加剂后原油中的蜡晶由片状、针状等形状不规则的单体形成准球状的絮凝体。并且发现在高于析蜡温度时,降凝剂首先析出并起晶核作用使小蜡晶增多;在蜡晶增长阶段,吸附-共晶机理在起主要作用。

胜利超稠油的乳化降黏机理研究

研究了胜利油田滨南超稠油单56-4X4高黏的内在原因。油品性质分析结果表明,影响其高黏度的主要因素有两个:胶质、沥青质的总含量超过30%;有机杂原子O、N、S及过渡金属Ni等形成的配位络合物增加了沥青质分子的内聚力。实验筛选出的降黏剂OP-10对该超稠油降黏率高达99.59%。通过FT-IR、SEM、分子量和偶极矩等分析对比了降黏剂作用前后胶质、沥青质的结构性质变化,结果表明,OP-10使胶质、沥青质的氢键缔合作用减弱,部分拆散沥青质的堆积结构,从而使胶质、沥青质的分子量和偶极矩减小,分析得到降黏剂分子能渗透及分散胶质、沥青质的堆砌聚集体。偏光显微镜对乳状液及蜡晶微观形态的分析表明,降黏剂OP-10使超稠油乳状液由W/O型反相为O/W型而起到降黏作用;使蜡晶的聚集形态由细小均匀转变为尺寸较大的絮凝体,破坏蜡晶的三维网络结构,促进稠油黏度的下降。

稠油降黏剂与树形大分子破乳剂的界面相互作用

利用界面膨胀流变仪和原子力显微镜(AFM)研究了2种稠油降黏剂OP-10和AES对树形大分子破乳剂SD-1的界面性质和聚集行为的影响,从界面膜角度分析2种降黏剂对稠油乳状液破乳的影响。结果表明,由于3种表面活性剂具有较高的表面活性,在界面层中具有较快的弛豫过程,因而界面弹性模量显示出明显的频率依赖性。在SD-1破乳体系中加入降黏剂OP-10后,因OP-10分子与界面聚集体之间存在快速交换过程,使界面弹性模量降低,促使脱水率升高。在SD-1破乳体系中加入降黏剂AES后,因AES分子能够插入SD-1分子聚集体中,减弱AES分子极性头基之间的静电斥力;同时SD-1分子中的EO基团在水中吸附质子带微弱正电荷,与AES分子产生微弱的静电引力,形成层状结构的混合胶束,致使混合界面膜的界面弹性模量高于SD-1吸附膜,因而脱水率降低。