多孔介质中CO_(2)埋存机理物理模拟实验评价

为了弄清高温高压多孔介质中CO_(2)的埋存机理,采用室内物理模型,对多孔介质中CO_(2)埋存机理进行了物理模拟实验评价。结果表明,CO_(2)溶解埋存主要受温度、压力和地层水矿化度的影响;CO_(2)溶于地层水后与岩石中的矿物发生矿化反应,反应前后岩石矿物质量分数发生显著变化;气水交替驱可有效地延缓CO_(2)的突破,提高CO_(2)埋存率,从而提高原油采收率。

南海西部复杂断块低渗油田开发技术进展及发展方向

南海西部复杂断块低渗油田整体储量规模大,是南海西部油田下一步产能接替的重点靶区,但断块小、油藏埋深大,储层复杂,高效开发难度大。针对储层非均质性强,平面储层变化快,储层物性主控因素复杂问题,采用精细油藏描述技术精准预测“甜点”储层的展布,为低渗储层开发井的部署指引方向;为解决低渗油藏水敏严重常规注海水开发效果差难题,攻关注气重力辅助驱及纳滤海水驱替技术,建立低渗油田有效驱替技术系列,完善注采井网,提高驱替效果;为应对海上平台井槽资源受限问题,采用少井高产技术,利用复杂结构井,有效提高单井波及范围。同时,研发低渗油田高效开发配套技术,整合资源,盘活内部及周边区域潜力,为南海西部油田上产稳产奠定坚实的技术基础。

海上低渗油藏规模化注气开发关键技术与矿场实践

海上低渗油藏注气开发注入气组分差异大、注气井井筒温压耦合计算更复杂、注气开发过程气窜程度表征困难。通过室内实验研究了不同气源混合气注入相态变化规律及混相机理,结果表明注气驱较注水驱提高采收率约30个百分点且混合气源注入过程中油藏混相压力逐渐上升;建立了井筒流体温压耦合模型、储层吸气能力方程,通过两者的进一步耦合得到了注气井实时动态监测图版;提出了采用无效循环气体地下体积占比定量表征气窜程度的方法,实现了注气开发过程对气窜程度的定量表征。研究成果指导了海上第一个注气项目涠洲12-1油田生产优化及海上最大混相驱项目文昌9-7油田开发方案制定,在南海西部低渗油藏中应用效果较好。

底水气藏动态水锥临界产量计算方法

为提高底水气藏开发效果,防止底水过快锥进造成气井水淹停喷,改进目前水锥临界产量计算方法的局限性,本文首次建立了考虑地质油藏特征及计算参数随生产时间变化的动态水锥临界产量等效数值法,通过关键参数选取与适用性分析论证了该方法相比解析公式有更广泛的适用性并科学论证了强底水气藏初期合理采气速度应低于5%。通过实例应用,验证了动态水锥临界产量计算方法的准确性,将气井产量控制在动态水锥临界产量之下可以有效提高气藏开发效果。

数值模拟技术定量评价固井质量对底水气藏开发的影响

为了评价固井质量对底水气藏开发的影响,以南海西部某多层底水气藏合采井为研究对象,通过应用渗流与管流相统一的原理建立等效网格定量表征固井质量的评价方法,再综合运用虚拟示踪剂、流线模型等数模技术进行复杂水窜的时变表征,结合水窜分析的结果进行开发方案优化,定量分析固井质量对底水气藏开发的影响。研究结果表明:①等效网格定量表征固井质量的评价方法不仅可以模拟管流、渗流情况下的管外窜流,还可以模拟介于这2种流动状态间的情况,更符合实际;②综合运用径向网格加密、虚拟示踪剂、流线模型等数模技术进行复杂水窜的时变表征,解决了固井质量不好对开发影响情况分析的问题。该方法对底水气藏开发方案优化以及后期的生产动态分析具有一定的指导意义。

高温高压气藏衰竭开发气水相渗变化规律探讨

气水相渗曲线一般在常温常压下利用非稳态气驱水实验获得,所得实验结果难以表征高温高压气藏衰竭开发过程中气水两相渗流变化规律。设计了不同温压条件、驱替方式、有效应力下气水相渗实验,结果表明,与地面条件相比,地层高温高压条件下水气黏度比、界面张力均降低,气驱水可使束缚水饱和度降低8%~13%,两相共渗区增加8%~15%;水驱气实验较气驱水实验相渗曲线整体偏左,分析认为高温高压水驱气实验能真实模拟实际气藏衰竭开发过程,结果更具代表性;不同有效应力下水驱气相渗实验,由于应力敏感的存在,相渗曲线整体下移,驱替效率降低约3.5%。在此基础上,统计分析了相渗曲线特征值及其形态参数变化规律,建立了衰竭开发过程气水相渗变化图版。本文研究成果可以应用到数值模拟中,指导高温高压气藏合理开发。

水驱油高倍驱替实验驱油效率计算新方法

针对常规驱替实验难以真实模拟油藏开发实际的问题,开展了水驱油高倍驱替实验研究。联合应用红外测油仪和蒸馏法(2种方法相互补充验证),解决了高倍驱替出油量难以计量的问题,并设计针对性实验,证明了这一方法的准确性;利用面通量指标,对比分析了驱替实验和油藏开发实际中冲刷强度、驱替速度上的差异,为驱替实验设计提供了强有力的支撑;同时获得了较强冲刷强度下储层物性和面通量的定量关系式,应用到数值模拟中,可研究剩余油分布规律,指导油藏开发调整。文中形成的高倍驱替驱油效率计算方法在南海西部油田应用效果较好。

高碳气置换高烃气实验及机理评价

中国南海西部某气田深层气组为高碳气藏,浅层气组为高烃气藏。为有效提高高烃气藏采收率,增大经济效益,开展高碳气置换高烃气机理室内实验,研究高碳气置换高烃气后气体组分及溶解度变化情况,以及置换后高烃气藏提高采收率的效果及影响因素结果表明:使用高碳气替换高烃气后,高碳气能够置换地层束缚水中的高烃气,游离CH_(4)增加,在低注高采、倾角较大和岩心高渗透率等储层条件下进行长岩心驱替,CH_(4)累计采出程度更高,采出程度可提高4.5%。该研究可对中国高烃气藏高效开发、高碳气藏中CO_(2)埋存方式评价提供理论参考。

高温高压气藏应力敏感表征及矿场应用

针对南海西部高温高压气井应力敏感认识与实验结果不一致的问题,开展高温高压气藏应力敏感研究。通过对比分析大量应力敏感实验,最终优选变内压建立束缚水实验方法精确模拟实际气藏开发,同时明确了高压气藏“两段式”应力敏感变化规律,得到研究区应力敏感实验幂律系数。对比应力敏感实验与气藏生产实践,认为应力敏感实验放大了气藏真实应力敏感程度,实际应力敏感幂律系数仅为实验值的79%,结合大量实验及高温高压气井历次试井解释结果,推导得出南海西部高温高压气井应力敏感校正系数。研究成果进一步应用到高温高压气井配产、试井解释、数值模拟等开发实践中,可以更加科学合理地预测高温高压气藏衰竭开发过程中的各项指标,对气田的合理开发具有指导意义。

水驱砂岩油田动态采收率计算新方法

为更好地评价油藏开发效果,指导油藏合理开发,对南海西部水驱砂岩油田开展动态采收率预测技术研究,预测油藏开发全生命周期采收率。提出利用单储相对压降系数来表征油藏开发过程中能量的变化,使不同类型油藏间对比分析更加科学合理;同时论证了利用水平井、直井产能比来表征水平井、直井井数折算比的可行性,解决了水平井、直井共同开发油藏井网密度计算的难题。在采收率影响因素分析的基础上,利用53个开发单元生产动态数据,推导了南海西部天然能量充足和天然能量不足油藏动态采收率预测公式,实现了采收率预测的动态实时性,在南海西部海上油田应用效果较好。

超高压高CO_(2)气藏偏差系数图版扩展与应用

Standing-Katz图版法确定天然气偏差系数是目前最常用、最基础的方法之一,但存在人工读值误差大、在超高压(拟对比压力大于15)和高CO_(2)含量天然气使用受限等问题。设计单组分偏差系数测定实验,结合Standing-Katz图版曲线变化规律,将图版拟对比压力扩展到30,拟对比温度扩展到3.6,并将图版数字化;基于不同CO_(2)含量偏差系数测定实验结果,推导了考虑不同CO_(2)含量的天然气拟临界压力、拟临界温度计算新模型,与常规非烃校正模型相比,新模型计算精度更高,适用范围更广。进一步将新临界参数校正模型嵌入到偏差系数扩展图版中,得到不同CO_(2)含量的偏差系数扩展图版,该图版在南海西部超高温高压、高CO_(2)含量天然气偏差系数计算中误差较小(不超过3%),应用效果良好。

南海西部油田调整井产量规划预测新方法

为了更加准确合理的预测南海西部油田调整井产量,对调整井产量预测方法进行研究。在油田分类的基础上,首先利用水驱曲线法确定调整井的可采储量,利用统计分析的方法得到调整井可采储量随调整井投产时间间隔关系模型,用于对未实施调整井可采储量进行预测。由于井间干扰的存在,利用数值模拟的方法确定调整井的增油量-可采储量关系模型,进而确定调整井的投产时机及调整井的增油量。结合改进的中石油勘探开发研究院经验公式,得到油田调整井井数,确定油田采收率,并利用已实施调整井开发特征指标统计规律,对未实施调整井进行规划排产。实践应用表明,该方法对油田采收率预测结果较为准确,对油田调整井产量规划结果较为合理,应用效果较好。

莺琼盆地高温高压砂岩气藏储层应力敏感性实验

高温高压气藏储层应力敏感性评价对储层在地层温压条件下的真实物性变化特征的正确认识及开发方案的合理设计都至关重要。选取莺琼盆地某气田物性不同的3块岩样,在温度140℃、压力2~70 MPa下进行覆压实验,结合压汞和X射线衍射实验,研究孔隙度、渗透率与净上覆压力之间的变化关系。结果表明,孔隙度、渗透率与净上覆压力之间的关系可通过幂函数形式进行良好的表征,且可分为3个阶段,其对应的孔渗参数变化幅度占比约为36∶13∶1;岩样的应力敏感程度与其基础孔渗无关,与矿物成分及微观结构相关;硬质组分含量越少,孔隙度应力敏感性越强,硬质组分含量越少,喉道半径越小,对应的渗透率应力敏感性越强;在同等条件下,渗透率应力敏感性明显高于孔隙度应力敏感性,二者相差4~10倍;与常规评价方法相比,以气藏温压条件下的孔渗参数作为起始点而得到的孔隙度和渗透率应力应敏感性将分别降低65%和38%左右。研究结果为该地区高温高压砂岩储层应力敏感性研究提供了实验支撑。

南海西部海域油气田开发技术进展及发展方向

南海西部油田已成为中国南方重要的能源生产基地,在实现稳产上产的过程中面临老油气田增产挖潜、海上新领域(高温高压、深水)气藏开发难度大以及海上低品位储量动用困难等问题。经过不断探索实践,形成了以老油气田增产挖潜、新领域高效开发以及低品位储量有效动用为核心的南海西部油气田上产关键技术系列,推动了南海西部油气田稳产上产。进一步深入分析南海西部油田在老油气田提高采收率、超高温高压低渗气藏有效开发方面仍面临的挑战,提出了对应的技术发展方向,加强相关技术储备,从而为南海西部油气田高效开发及提高采收率奠定坚实技术基础,为其他区域油气田稳产上产提供借鉴。

广义二项式产能方程的推导与应用

利用传统二项式产能方程对南海西部气田多口高产气井回归时出现了产能方程斜率负异常现象,分析认为主要原因是回归时忽略了测试过程中地层压力的变化。从气井测试过程中地层压力响应入手,结合物质平衡方程,推导得到了测试期间动用范围内的有效平均地层压力,进而提出了气井广义二项式产能方程回归方法,回归时考虑了不同测试阶段地层压力的变化,以弥补传统方法对地层压力简化处理带来的误差。实例应用表明,对于高产气井,本文方法与试井设计法所得气井无阻流量值处于同一数量级,误差不超过10%;对于常规气井,本文方法与传统二项式产能方程回归方法所得气井无阻流量误差在5%以内。本文方法为高产气井产能异常矫正提供了解决思路。

强水驱油藏渗透率动态变化规律定量预测方法

南海西部海相砂岩油田大多已进入中高含水阶段,长期冲刷作用造成储层渗透率不断发生变化。针对岩芯驱替实验难以定量表征和预测水驱油藏开发过程中储层渗透率的动态变化问题,开展了水驱过程中储层渗透率动态变化规律研究。研究中优选面通量为表征油藏冲刷强度指标,通过对渗透率时变机理的分析,结合油藏开发过程中各生产井试井解释渗透率变化情况,推导出渗透率随面通量动态变化对数预测公式,进一步对关系式进行推广应用,扩大了对数关系式的适用性。最后,设计高倍驱替实验,验证渗透率和面通量对数关系的准确性和科学性,该对数关系式在南海西部高含水油田中后期调整挖潜研究中应用效果较好。

高CO2含量天然气偏差因子影响研究

天然气偏差因子是天然气物性参数和地质储量计算的基础,其不仅受温度压力的影响,也是天然气组分与组成的函数。目前,对低含量CO2的天然气偏差因子计算方法精度较高,但对以DF气田典型代表的高含CO2天然气偏差因子,其计算精度难以得到保障。针对不同CO2含量天然气采用PVT实验方法,分析了CO2含量对天然气偏差因子的影响规律,并以实验结果为基础,用麦夸特法及通用全局优化法修正了DAK计算天然气偏差因子经验公式。结果表明,与重烃(乙烷、丙烷)对天然气偏差因子的影响规律相似,CO2的存在明显降低了天然气的偏差因子,且影响幅度随CO2含量增加而逐渐增大;当CO2含量较低时,DAK经验公式能够较准确计算天然气偏差因子,而当CO2含量大于50%时,应用修正的DAK经验公式能够获得满意的效果。

高温高压低渗气藏可动水饱和度及水气比定量评价方法

南海西部高温高压低渗气藏探井测试及生产井生产过程中见水现象普遍,该类气藏初始含水饱和度高,可动水是该类气藏气井产水的主要来源之一。通过室内驱替、离心和核磁共振实验,研究了可动水变化规律,研究表明随着地层压力的不断降低及生产压差的不断增大,部分束缚水转化为可动水被采出;依据实验结果,建立了不同压力梯度下可动水饱和度计算模型,实现了该类气藏可动水饱和度的定量计算。结合气水相渗曲线及渗流理论,建立了生产水气比和可动水饱和度关系,实现了可动水饱和度到生产水气比的精细计算。综合可动水饱和度计算模型及生产水气比计算关系,得到南海西部高温高压低渗气藏可动水饱和度小于25%,计算水气比约在2.3 m^(3)/10^(4) m^(3)以下,与生产实践认识较为一致。本文研究成果为气藏开发过程中产能、废弃压力、采收率等研究奠定了理论基础,在南海西部高温高压低渗气藏应用效果较好。

一种改进的合理井控储量与采收率确定方法

合理井控储量是油田开发设计的核心内容,其大小直接影响采收率的高低。以中石油勘探开发研究院经验公式为基础,通过对公式系数的修正,建立了新的采收率和井控储量关系式;同时为增加公式的适用性,提出了以水平井与直井间的产能比来表征替换比确定井控储量的方法。最后利用南海西部8个水驱砂岩油藏标定采收率和井控储量对改进公式进行了检验。结果表明:利用驱油效率代替原公式系数后的新公式实用性更好,能够更好地反应采收率随井控储量的变化;利用水平井与直井间产能比来表征替换比的方法在南海西部油田应用效果较好。

考虑水蒸发的高温凝析气藏数值模拟方法

近年来中国海上深层高温气田的发现逐渐增加,该类气田在生产的中后期凝析水产量将会急剧增加,对管流动态和地面处理影响很大,而现有的考虑水为独立相的数值模拟方法与实验结果存在较大差异。进行了PVT、长岩心水蒸发室内实验,得到了始终处于饱和水状态下凝析气PVT性质,并以此为基础建立了含水流体模型;再结合垂向热值以及随深度变化的组分梯度,建立了气水相间传质模型;将该模型与Eclipse软件相结合,对地层水蒸发产出进行了数值模拟。对常规和本文新方法数值模拟结果进行了对比,结果表明,新方法可有效模拟高温气藏地层水蒸发过程,预测结果与实际生产数据吻合程度好。本文研究对海上高温高压凝析气藏中后期产水预测具有较好的参考价值。