海上疏松砂岩井间优势通道识别与表征方法

为了识别井间优势渗透流道,基于井间连通性方法,综合考虑井间连通单元渗透率差异程度及占比,提出并建立了渗透率不均匀系数,实现井间优势连通单元定量表征,结合模型分析和油田实际数据建立了分级标准,并在渤海S疏松砂岩油田开展了实际应用。结果表明:随渗透率不均匀系数增加,累产油持续下降、无水采油期持续缩短且注入不均现象加剧;当渗透率不均匀系数大于3时,注入井单一方向劈分量可达70%,对应生产井无水期缩短75%;实际区块模型计算渗透率与示踪剂解释渗透率相对差异为4.5%,与油田动态和测试结果相符,并筛选P07-P01、P07-P08、P09-P04等优势连通单元组作为后续调堵优化目标。

交联聚合物微球-聚合物复合调驱注入参数优化设计

针对渤海S油田聚合物驱后吸水剖面改善不明显、油井含水无明显下降等现象,采用交联聚合物微球-聚合物复合调驱技术进行物理模拟实验,研究复合体系组成、驱替速度、注入量等对驱油效果的影响,并优化了复合体系注入参数。研究表明,在复合体系总浓度为1750 mg/L的前提下,体系中交联聚合物微球的浓度越大,采收率提高幅度越大,交联聚合物微球浓度在400-100 mg/L、缔合型聚合物浓度在1350-1650 mg/L范围内,都能取得较好的增油效果;交联聚合物微球-聚合物复合体系驱较单纯聚合物驱可以提高采收率8%-11%。复合体系驱替速度在3.5 m/d左右、注入量为530 mg/L·PV左右时,交联聚合物微球-聚合物复合调驱体系能较好地改善聚合物驱效果。

海上稠油聚合物驱交替注入参数优化研究

为进一步有效抑制海上稠油聚合物驱单一段塞连续注入产生的剖面返转,提高驱油效果,通过建立基于多相渗流Buckley-Leverett方程的多层油藏聚合物驱交替注入吸液剖面快速表征数学模型,开展了交替注入参数优化研究。结果表明:交替周期是影响吸液剖面与驱油效果的关键参数,合理的交替周期能够最大程度地抑制剖面返转,使稠油吸液剖面由倒"V"型转变为倒"U"型,可提高低渗层吸液量10%以上;最佳交替周期随渗透率级差升高而增大,随低渗层相对厚度增大而降低,进一步提出了最佳交替周期计算模型,并应用于渤海油田交替注入矿场试验方案设计。该研究成果对海上稠油油田聚合物驱持续高效开发具有重要的指导意义。

渗透率级差对聚合物驱产液指数的影响

储层层间物性差异是影响非均质油藏聚合物驱采收率的重要因素。为揭示由水驱转为聚合物驱过程中的产液指数的变化规律,通过物理模拟实验研究了岩心渗透率级差对聚合物驱产液指数的影响。结果表明,由水驱转为聚合物驱的过程中,产液指数变化整体上经历水驱上升段、聚合物驱速降段、聚合物驱缓降段以及聚合物驱回返段四个阶段;在非均质岩心实验中,储层渗透率级差变化对聚合物驱阶段的产液指数下降幅度具有明显影响,具体表现为聚合物注入后产液指数、采收率随渗透率级差的增大而减小。研究结果对于判定存在储层渗透率级差油藏的聚合物驱合理产液下降幅度、预测产液下降周期具有一定的指导意义。

海上多层稠油聚合物驱产液指数变化主控因素

针对海上稠油聚合物驱过程中部分井产液能力存在明显下降的问题,通过构建基于渗流力学理论的多层油藏聚合物驱产液指数计算模型,研究了影响产液指数变化的主控因素。结果表明,油井产液指数在转注聚合物后依次经历上升段、下降段、平稳段和回升段;无因次产液指数最大降幅受聚合物黏度、注聚合物时机以及渗透率级差的影响显著,波谷时机受原油黏度、渗透率级差、低渗层相对厚度以及聚合物吸附能力倍数的影响显著,据此进一步提出了无因次产液指数最大降幅及波谷时机计算公式;海上油田典型注聚合物条件下,产液指数平均最大降幅为53.1%,波谷时机对应聚合物平均累计注入孔隙体积倍数为0.250 PV.研究成果对聚合物驱产液指数预测、方案设计与调整具有重要指导意义。

基于幂律流体模型的渤海油田注聚管柱注入能力分析

考虑聚合物溶液的非牛顿性和海上注聚管柱的特点,提出了油管注聚和环空注聚情况下聚合物溶液摩阻计算方法,利用此方法对渤海S油田注聚井段进行了相关计算,指出了该油田注聚管柱中流体摩阻较大的管柱,并通过分析不同管柱和流体组合情况,指出了不同日注聚量情况下应采用的注聚管柱。在此基础上,对渤海S油田注聚井最大井口注入压力进行了计算,结果表明该油田注聚井大部分注聚段在400 m3/d注入量时井口注入压力有0.5~1.5 MPa提升空间,在600 m3/d注入量时井口注入压力有1~3 MPa提升空间。建议海上油田注聚井实行"一井一策"精细化压力管理,避免统一限定注入压力上限带来的不利限制。

水驱后聚驱双层复合油藏试井解释

聚合物试井模型研究由于没有同时考虑多层油藏和非牛顿-牛顿复合2个条件的影响,使得海上聚驱油藏实际数据拟合效果不理想。运用数学物理方法、渗流力学理论,基于严格的数学推导,建立了水驱后聚驱双层复合油藏试井解释模型,绘制了井底压力响应特征曲线,并用实例证明了模型的正确性与实用性。结果表明:聚合物初始浓度主要影响内外区共同作用阶段的压力导数上翘幅度,地层流动系数比主要影响双层内区径向流阶段的压力导数曲线上翘幅度,内区半径主要影响压力导数曲线上翘时间。研究成果为同类油藏的试井解释提供了理论指导和技术支持。

非均质稠油油藏聚合物驱吸液剖面变化规律

通过建立基于Buckley-Leverett方程的非均质油藏聚合物驱吸液剖面数学模型,研究了海上多层稠油油藏聚合物驱剖面变化规律。结果发现:稠油聚合物驱的吸液剖面有别于稀油,返转形态呈现倒"V"形,更易造成聚合物在高渗层低效循环,不利于聚合物驱开发;随着级差升高或聚合物浓度降低,返转高峰值与返转幅度降低,返转时机推迟,低渗层吸液量降低,聚合物改善纵向波及能力降低;随着注聚时机提前,返转幅度先小幅上升后明显下降,返转时机先提前后推迟,合理的注入时机有助于聚合物在各层的均衡推进。该研究成果对海上稠油油田聚合物驱持续高效开发具有重要的指导意义。

海上稠油聚合物驱剖面返转机理及影响因素

为研究海上多层稠油聚合物驱剖面返转机理及影响因素,通过构建基于Buckley-Leverett方程的非均质油藏聚合物驱吸液剖面数学模型,剖析了剖面返转产生的力学机理,并进一步分析了原油黏度、渗透率级差、聚合物浓度等因素对剖面返转特征的影响。结果表明:聚合物为高黏易吸附流体,不同渗透层吸聚能力的差异造成各层渗流阻力变化规律的不同,从而诱导产生剖面返转,返转点对应各层阻力变化率相等时刻。随着原油黏度增大,返转高峰值降低,返转时机提前,形态由倒U型转变为倒V型;随着渗透率级差升高、低渗层相对厚度或聚合物浓度降低,返转高峰值与返转幅度降低,返转时机提前,低渗层吸液量降低。

聚合物驱产液指数变化物理模拟实验

针对由水驱转变为聚合物驱过程中的产液指数的变化规律问题,通过物理模拟实验的手段研究不同注聚含水率时机、不同聚合物黏度、不同渗透率条件以及不同浓度表面活性剂影响条件下的聚合物驱产液指数变化。实验结果表明,由水驱转为聚合物驱过程中,产液指数变化整体上经历水驱上升段、聚驱速降段、聚驱缓降段以及聚驱回返段4个阶段。聚合物驱阶段的产液指数下降幅度主要受注聚含水率时机以及聚合物溶液黏度的影响。聚合物驱产液指数由最大值下降到最小值对应的注入孔隙体积之差受聚合物溶液黏度、渗透率条件以及表面活性剂浓度的影响。研究结果对于判定聚合物驱合理产液下降幅度、甄别聚堵生产井、预测产液下降周期等具有一定的指导意义。

煤层气藏全流固耦合数学模型

为准确表征煤层复杂的地质力学效应,根据多重孔隙介质力学特征和多过程运移特点,来构建煤层气藏三孔双渗全流固耦合数学模型,并基于所研发的全隐式有限体积数值模拟器,进一步研究地质力学效应对孔渗参数和煤层气产能的影响。结果表明,有效应力效应与基质收缩作用均可影响裂缝渗透率,且作用方向相反:有效应力效应的作用强度在开发初期大于基质收缩作用,但在后期发生逆转,导致渗透率先减小后增大,最终值甚至可达初始值的数倍;随着煤岩杨氏模量增大,有效应力效应减弱,煤层气日产量增大,产气高峰出现时机提前,随着Langmuir体应变量增大,基质收缩作用增强,同样煤层气日产量增大,产气高峰出现时机提前。全流固耦合数学模型能够更准确地刻画煤层复杂流固耦合作用,这对煤层气产能预测具有重要意义。

聚合物驱油井无因次流入动态方程及其应用

常规的油井流入动态模型不能用于分析聚合物驱油井的流入动态关系,现有聚驱油井流入动态模型求解普遍较为复杂,不便于现场应用。通过无因次化处理得到了聚驱油井的无因次流入动态方程,以数值模拟技术为手段,研究了不同地质油藏条件、不同流体性质和不同聚合物溶液性质的聚驱油藏的油井流入动态状况,仿照Vogel处理溶解气驱油藏无因次流入动态曲线的方法进行非线性拟合回归,得到了便于现场应用的无因次流入动态方程。实例计算结果验证了方程的可靠性,可用来计算油井的流入动态,能够为聚驱油藏油井的生产动态分析和合理工作制度制定提供参考。

高低浓度聚合物交替注入油藏试井解释方法

聚合物交替注入驱油技术作为进一步提高驱油效果的重要手段被应用于海上油田中,但目前对于聚合物驱油藏试井模型的研究较少考虑注入方式的影响,导致许多海上聚驱油藏实际数据拟合效果不理想。通过考虑海上高低浓度聚合物交替注入的实际情况,运动数学物理方法、渗流力学理论,基于严格的数学推导,建立了高低浓度交替注入3区复合油藏试井解释模型,绘制了井底压力响应特征曲线,并对其影响因素进行讨论。分析表明:典型曲线可划分为7个流动段,高低聚合物浓度差异导致第4段压力导数曲线下降,聚合物初始浓度主要影响Ⅰ区、Ⅱ区径向流阶段压力导数曲线高低和过渡段凹子的大小,Ⅰ区复合半径主要影响高浓度聚驱波及范围,Ⅱ区复合半径主要影响低浓度聚驱驱替前缘位置。实例应用证明了本文模型的正确性与实用性。

裂缝性碳酸盐岩油藏化学剂辅助提高采收率研究进展

碳酸盐岩油藏在全球范围内分布广泛,原油产量占比较高。由于碳酸盐岩储层结构复杂、裂缝发育、非均质性强以及偏油湿的润湿性特征,注水开发的采收率较低,化学剂辅助采油成为进一步提高采收率的有效方法。为了更好地开展该类油藏化学剂辅助提高采收率技术研究,系统总结了化学剂辅助提高采收率的作用机理、常用表面活性剂及数值模拟方法,介绍了成功应用表面活性剂辅助采油的矿场试验实例,指出了该项技术下一步的工作重点和研究方向。

海上S油田聚合物驱注采井网优化

海上S油田平面非均质性较强,经过多年聚合物驱开发,平面动用程度差异大,控水增油效果减弱,特别是聚合物驱后剩余油分布复杂,需通过注采井网优化进一步提高油田开发效果。依据海上S油田的沉积相分布特征与实际井网部署的关系,首先在室内建立了包括高、中、低渗透3个区域平面渗透率级差为3的物理模型,并在相同的注采条件下开展了5组不同井排距的物理模拟实验;然后采用油藏数值模拟方法,建立了与室内物理模型相对应的5个渗透率级差条件下油藏地质模型,每个地质模型设计了8个井排距模拟方案,共设计了40个井排距模拟方案。物理模拟实验结果表明:当平面渗透率级差为3时,井排距比为1.8,累积产油量最高,低渗透和高渗透储层2个方向上的驱替压力梯度基本一致,且微电极含油饱和度测试结果表明2个储层均能得到有效动用;通过油藏数值模拟进一步深入分析,得出了不同平面渗透率级差条件下的最优井排距,随着平面渗透率级差增大,最优井排距比也逐渐变大。在最优井排距认识的基础上,通过采用物理模拟实验和油藏数值模拟方法得出,水平井注直井采是最优的注采井网形式。

致密油藏自渗吸提高采收率影响因素研究

针对致密油藏现有开发方式下产量递减快、可采储量低的问题,通过建立双孔双渗致密油自渗吸提高采收率数学模型,研究裂缝密度、基质渗透率、毛管力、原油黏度等因素对自渗吸提高采收率效果的影响。研究发现,注入表面活性剂使亲油致密储层产生润湿性反转,诱导产生自发渗吸,从而可有效提高基质原油的动用程度;渗吸采油效果与裂缝密度正相关,裂缝越密,基质比表接触面积越大,渗吸强度及采油速度也越快;渗吸采油效果与毛管力正相关,改变润湿性的同时应尽量保持界面张力水平;渗吸法采油适用于原油黏度较低、基质渗透率较高的亲油致密油藏。

存在部分连通夹角断层的油藏试井解释新模型

通过引入"特殊传导率"考虑非封闭断层的影响,建立了存在一条部分连通断层和两条以不同角度交叉的部分连通断层边界的试井解释新模型。先求得实空间内未考虑井筒储集和表皮效应的井底压力响应函数,通过Laplace数值变换将实空间的解变换到拉氏空间,然后运用Duhamel原理加上井筒储集和表皮效应,通过Stehfest数值反演得到实空间考虑井筒储集和表皮效应的压力响应函数,利用计算机编程绘制了相应的典型曲线并对曲线的影响因素进行了分析。

煤层气藏强化开采各向异性力学性质分析

针对煤层多重孔隙系统空间非连续分布、力学属性各向异性的特点,综合考虑注气强化开采过程中多组份多过程物质运移特征,构建了正交各向异性等效连续煤层流固耦合模型,据此进一步剖析了煤层各向异性力学性质及其对孔渗参数与注采能力的影响。结果表明:煤层各向异性的力学属性,导致开发过程中储层水平应力与应变的动态变化存在明显的方向性特征,沿力学强度或杨氏模量大的方向变化相对较大,进而带来裂缝宽度、渗透率及其变化的方向性差异,同时致使孔隙度、渗透率以及气体吸附浓度空间分布的非均质性,最终造成与横观各向同性介质不同的煤层气生产与CO_(2)注入预测结果。研究结果对煤层气开发过程中孔渗参数及注采能力的准确预测具有重要意义。

煤层气藏强化开采流固耦合作用

为准确表征煤层气藏强化开采过程中复杂的地质力学效应,同时考虑多孔介质全组分多过程物质运移特征,构建了适用于强化煤层气采收和CO_(2)地质埋存的全流固耦合数学模型,开发了相应的基于全隐式有限差分法的数值模拟器。据此进一步剖析了全流固耦合、经验/解析等不同模型对煤层孔渗参数及生产动态指标预测结果的明显差异,评判了解析模型前提假设(固定上覆压力和单轴向应变)的不合理性,证实了全流固耦合模型的准确性与可靠性。所建立的模型能够更准确刻画煤层复杂地质力学效应及多孔介质全组分多过程物质运移特征,对煤层气产能预测具有重要意义。

煤层气藏强化采收全流固耦合模型

为了准确表征煤层注气强化采收过程中复杂的地质力学效应,同时考虑多孔介质、多相、多组分、多过程物质运移特征,构建了适用于强化煤层气采收(ECBM)与CO2地质埋存的全流固耦合数学模型,开发了基于全隐式有限差分的数值模拟算法,进而应用该模型与目前常用煤层气模拟软件进行了系统对比和剖析,并对加拿大FBV 4 A井注烟道气强化采收矿场试验开展了历史拟合。结果表明,所构建的全流固耦合模型能够更加准确地表征煤层注气强化采收过程中复杂的流固耦合作用及流体多组分、多过程运移规律,可准确预测储层孔渗等物性参数变化及煤层气产能,具有较高的矿场应用价值。