大庆长垣油田水驱开发技术智能化实践与展望

数字化转型、智能化发展是老油田开发技术提档升级、提质增效的必要途径。全面总结了国内外油田开发技术智能化研究进展,介绍了人工智能技术在大庆长垣油田水驱开发中的应用进展及取得的重要成果,尤其强调了智能测井解释、智能井震结合储层预测、基于数据挖掘的注水优化调整以及措施井层智能优选等关键技术在提升油田开发效率、效果和经济效益方面的积极作用。通过技术创新,大庆长垣油田水驱自然递减率控制到7%以下,年含水上升值控制到0.2百分点以内,实现了特高含水后期油田的高水平、高质量开发。在此基础上,展望了水驱开发技术的智能化发展方向,指出应加快油气大语言模型的应用,加强实时动态监测技术的研发,并通过数字孪生模型、智能方案编制、注采智能优化等手段推动油田开发向更高水平的智能化转型。

低渗透油藏反九点法井网见水时间计算模型

针对已有见水时间计算方法考虑因素不全面的问题,基于低渗透和特低渗透油藏实际特征及开发特点,通过分析考虑裂缝条件下反九点法井网注采关系,划分各方向流动计算单元,建立了考虑压敏效应、变启动压力梯度、排距与井距、裂缝与井排角度、裂缝长度、渗透率各向异性以及注采压差各向异性等因素的见水时间计算模型。明确了反九点法井网条件下各方向的见水时间,揭示了不同因素对采油井见水时间影响规律。分析结果表明:井距与排距之比越大,裂缝长度越大,启动压力梯度越小,见水时间越早;原始地层压力越小,见水时间越早;随着裂缝与井排角度的增大,见水时间呈波动性变化;随着含水饱和度的增加,见水时间呈晚—早—晚的趋势变化。该研究成果可为低渗透裂缝性油藏开发调整方案编制提供理论保障。

低渗油藏注入水构成岭回归量化评价方法

针对大庆油田朝5区块葡萄花油层存在大量无效注水,常规数值模拟计算效率低下、评价流程复杂的问题,分析了注入水构成,建立了全地层地质模型,首先利用数值模拟方法量化了注入水的构成,然后基于影响注入水的地质开发因素,通过岭回归方法构建了高注采比区块注水构成量化评价模型,并将模型预测结果与数值模拟计算的结果进行了对比验证,证明岭回归构建的模型较为可靠。研究结果表明:目前朝5区块储层吸水占比为55%,未划储层段吸水为28%,泥页岩吸水为8%,外溢水量为12%,建立的注水构成量化评价模型能准确表征朝5区块的注入水构成,岭回归模型相比数值模拟可以在计算精度相差不大的情况下对评价效率有极大的提升。研究成果对于提高油田注水开发水平,保证油田开发具有一定的指导意义。

人工压裂井数值模型

应用有限元法和锚杆模型对人工裂缝井的生产动态进行模拟.在计算流量时,采用节点流量累加的反力算法;该方法较以往的流量计算方法更准确,精度更高.通过对流体平面单向流、径向流和锚杆模型的验证,得到的数值解和解析解相比足够精确,说明该理论模型和方法正确性,同时进一步证明了用有限元法求解油藏渗流问题的可靠性.

低渗透油藏驱油用耐温抗盐型表面活性剂研究

针对大庆油田M区块储层低孔、低渗、高温以及高矿化度的特点,采用常规表面活性剂往往不能取得较好的驱油效果。因此,以顺丁烯二酸酐、乙二胺和长链溴代烷为单体合成了一种新型双子表面活性剂SZ-11,并复配非离子型表面活性剂AEO-3,形成了一种适合低渗透油藏驱油用的耐温抗盐型表面活性剂驱油体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明,该驱油体系具有良好的耐温性能和抗盐性能,在140℃下老化后,界面张力仍能达到0.008 mN/m,体系在较高质量浓度的NaCl(150000 mg/L)、CaCl_(2)(9000 mg/L)和MgCl_(2)(2500 mg/L)盐水中仍具有较低的界面张力;该驱油体系具有良好的乳化性能和润湿性能,可以通过乳化原油和改变岩石表面润湿性来提高驱油效率;储层天然岩心在水驱后注入0.4 PV表面活性剂驱油体系,能使岩心的采收率提高19.5%,具有良好的驱油效果。现场应用结果表明,实施表面活性剂驱油措施后,M区块内5口生产井日产油量明显提高,含水率下降,取得了良好的增油效果。

基于渗透率压力敏感性的面积井网产量计算

根据低渗透油藏储层特点，在室内实验和调研分析的基础上，应用流线积分和单元分析方法，推导了基于渗透率压力敏感的四点法、五点法和反九点法面积井网产量计算方法。通过与麦斯盖特法对比，证明了所建方法的正确性和可靠性。应用该方法研究了不同渗透率储层压力敏感对各井网产能的影响，并分析了特低渗透储层不同压力保持程度对生产能力的影响。基于压力敏感的面积井网产量计算为低渗透油田的产能设计和开发指标预测提供了有效方法。

大庆长垣外围低渗透油田开发机理

从大庆长垣外围低渗透油田孔隙结构和渗流特征分析出发，综合运用理论、实验和计算方法研究了特低渗储层非达西渗流机理、压敏性及对开发效果的影响、CO2驱有效动用机理以及空气驱开发的可行性等问题。在这些研究的基础上，形成了低渗透储层开发机理和规律的认识，给出了有效开发动用这类储层的思路和建议：注水开发实践表明，这类储层难以建立有效的驱动体系，一般要实施人工压裂、缩小井距才能达到工业产量和注水量，并提高采收率；南于压力敏感性和非达西渗流规律的存在，注水开发能量损失大，要求必须保持一定的压力水平开采；另外，注气开发比注水易于建立有效驱动体系，驱油机理表明还可能带来额外采收率，是具有一定前景的开发技术。

水驱油田晚期开发特征及提高采收率主攻方向

随着地质认识深化,特高含水期油田开发特征不断变化,剩余油减少,且变得更加零散和复杂。通过综合分析认识到:剩余油主要存在于水驱波及不到的储层部位;水驱波及到但水驱倍数低的储层部位,剩余油主要存在于水驱波及不到孔隙中的微观剩余部位;水驱波及到且水驱倍数很高的储层部位驱油效率已经很高了。因此特高含水期油田提高采收率的主攻方向仍以提高水驱波及体积为主。即使特高含水后期改为化学驱的油田,也还有一定的储层存在波及不到的剩余油,必须采取提高波及体积的技术来提高油田采收率。

低渗透油田注水开发外流水量评估方法

低渗透油田注水开发过程中,普遍具有注采比较高、地层压力保持水平较低的现象,这与物质平衡原理相悖。从水相、油相物质平衡方程和饱和度约束关系出发,重新推导了水驱油藏高于饱和压力条件下油水两相物质平衡方程;以该方程为基础,考虑地层压力不可能超过破裂压力的事实,得到了累计外流量与累计产液量地下体积之比Rep的最小值Repmin的计算公式。针对低、特低渗透油藏测压资料特点,给出了利用低渗透油藏单井地层压力计算公式及体积加权法计算油藏平均地层压力的方法,由此可算出Rep值。依据得到的Repmin和Rep可快速评估低渗透油田注水开发过程中是否存在外流水量。

基于有限元法的人工压裂井的产能动态分析

应用有限元法对影响人工压裂井生产动态的因素进行了研究,对裂缝形态和裂缝渗透率做了接近实际的描述.用于描述人工裂缝宽度的网格最小尺寸达0.1m.假设人工裂缝的形状为楔形,该形状更接近于人工裂缝的真实形态,分析对比了楔形裂缝与矩形裂缝的差别.假设裂缝内的渗透率是变化的,其数值是距离和时间的函数.在以上假设条件下讨论分析了这些因素单独和综合作用对人工压裂井生产动态的影响.结果表明,假设人工裂缝为矩形时模拟计算的产能比实际偏高,为了更加真实地描述人工裂缝井的生产动态,应同时考虑人工裂缝的形态的变化及裂缝渗透率的变化.

大庆长垣外围扶杨油层超前注水时机研究

扶杨油层岩性致密,压力传导能力差,很难补充因油井采出而导致的地层压力下降,进而导致储层物性的不可逆,借鉴国内外油田注水经验,在扶杨油层A10、B10、C10等3个区块实施超前注水,试验结果表明,开发效果明显好于同步注水和滞后注水。由于受地面注入设备、储层条件、注水成本等方面限制,超前注水时间不可能无限期延长,亟需深入、系统的研究适合扶杨油层的超前注水时机,以指导实践。在前人研究基础上,针对扶杨储层特性,推导出超前注水合理地层压力保持水平经验公式,应用物质平衡方程,确定了合理压力保持水平下的合理累计注水量,进而得到不同注水强度下超前注水时机计算公式。应用该方法对已实施超前注水区块注水时机进行计算,实际计算结果与油田开发实践基本一致。实践证明,已开发区块注水时机合理,开发效果较好,说明建立的理论方法具有较好的实用性,为超前注水技术中确定注水时机提供理论依据。

基于核磁共振实验的纳米驱油剂驱油效果——以大庆外围油田特低渗致密储层为例

特低渗透油藏具有渗透率低、毛细管阻力大等特点,常规注水开发较为困难,采出程度较低,开发过程中剩余油仍大量存在。作为一种较新的驱油手段,纳米驱油剂驱油机理尚未明确,与特低渗致密岩心结合的驱油效果研究较少。为了进一步提高采收率,需探索纳米驱油剂等新的注入介质,揭示其驱油机理。以大庆外围油田特低渗透储层岩心为研究对象,将核磁共振技术与水驱油物模实验、渗吸实验相结合,对储层水驱油与纳米驱油剂驱油后微观剩余油分布特征进行研究,从而为储层开发方式选择提供依据。结果表明:纳米驱油剂的驱油效果和渗吸效果都比水驱要好,纳米驱油剂更适合渗透率为0.4×10~1×10μm的储层;纳米驱油剂能改善储层的润湿性,提高原油的采出程度;纳米驱油剂的驱替效果随着渗吸时间延长效果会更好。在现场使用纳米驱油剂时要注意减缓注入速度与延长驱替时间,以获得更好的效果。

人工压裂井产能模拟研究

利用有限元法对人工裂缝进行了较仔细的刻划,用于描述裂缝宽度的网格尺寸为0.5～10.0 m,通过研究对比发现,模拟计算时对实际裂缝宽度的放大倍数对模拟结果产生一定的影响,给出了影响程度;分析比较了人工裂缝为楔形和矩形的差别.假设裂缝内的导流能力是距离和时间的函数,通过模拟计算,给出了这些因素对裂缝动态特性的影响规律.

大庆油田注水开发实践中的哲学思维

大庆油田开发史既是一部科技进步史,同时也是一部哲学实践史。油田开发系统的哲学就是应用唯物辩证论的观点与方法,去观察、分析、研究、处理油田开发系统中的各种现象、过程与结果。哲学思维贯穿于大庆油田注水开发全过程,大庆油田的开发实践始终以《矛盾论》和《实践论》为指导,不断深化油藏认识、抓住油藏主要矛盾、创新开发调整方法、挖潜实践缓解矛盾,是认识论、矛盾论、方法论和实践论的高度统一,并经过不断总结经验和教训,逐步认识和掌握了油田注水开发的基本规律,使油田开发水平不断提高。