化学驱新技术及华北油田化学驱现状与展望

化学驱是大幅提升油田采收率的重要技术。化学驱理论和技术持续创新,应用规模不断扩大,其中聚合物驱矿场提高采收率约14%,二元复合驱和三元复合驱矿场提高采收率均在18%以上,纳米驱油技术预期采收率可达80%以上,中相微乳液驱表面活性剂体系性能不断突破,矿场取得良好增油效果。针对华北油田复杂断块砂岩油藏的实际情况,采用以可动凝胶为主的深部调驱技术,进一步提高了油田采收率。为进一步提高华北油田采收率,可以在深化油藏剩余油分布规律认识的基础上,加强基础理论研究,推动化学驱技术的持续创新和有序接替,配套开发化学驱地面工程,以期实现油田开发的可持续发展。

华北油田耐温高密度压裂液体系研制与性能评价

常规压裂液耐温差、密度低,无法满足压裂需求,为保障勘探开发效果,必须研究耐高温、可加重、低成本的压裂液体系。为此选择室内自制羟丙基超级瓜胶JK202作为稠化剂,加入浓度为0.4%~0.45%(质量分数),优选出最佳有机硼交联剂XM-4,加入浓度为0.6%~0.65%,优选了加重密度为1.2 g/cm^(3)以内的NaCl加重剂,确定加重密度为1.2 g/cm^(3)时NaC1体系压裂液最优配方。对高温高密度压裂液体系进行综合性能评价,实验结果表明:NaCl加重压裂液各添加剂之间配伍性良好,在150℃、170 s^(-1)条件下剪切60 min,最终黏度稳定在100 mPa·s以上;通过调节pH值为9~12,交联时间可控制在2.7~10.3 min之间。该研究成果可为现场高温高应力储层压裂改造提供技术支撑。

华北油田油井开采对邻近京雄城际铁路的影响

京雄城际铁路黄村至大兴机场站设计速度为250 km/h,对地面沉降变形的要求很高,部分段落通过华北油田采区,需查明引起的地面沉降及对铁路的影响程度,为城际铁路建设安全提供保障。采用理论分析、现场调查、InSAR地面沉降监测等综合勘察技术方法进行了相关研究。通过现场油井调查,查明了油井空间展布和与本线的相对关系;通过油藏压实和油井注水开采工艺的研究,确定了对地表变形机理;通过对地层压力变化及地表变形量的回归分析,确定了注水控制地层压力的合理范围;通过InSAR沉降监测,查明了对本区沉降速率特征。研究结果表明:(1)采油是液体置换,不会导致油藏地层失去支撑引起地层弯曲变形;(2)由于油井注采平衡,深部采油不会导致油藏层系间压力变化,并没有改变液体环境;(3)根据InSAR监测数据,地面不均匀沉降严重段落与油井分布置在空间位置上不吻合,二者并无关联;(4)由于抽采地下水,存在区域沉降漏斗,年沉降速率大于30 mm/a,应加强沉降监测。

高含水期油藏储集层物性变化特征模拟研究

在华北油区的 5个主力高含水期砂岩油田不同沉积微相带上选取了具有可对比性的 2 92块岩样 ,采用室内模拟实验技术、密闭取心井分析技术和示踪剂监测技术 ,对储集层物理特征的变化进行了研究。结果表明 ,曲流河道和水下分流河道储集层物性相对较好 ,长期水驱后变化幅度较大 ,其渗透率和孔喉半径分别升高了 3 8%和 17% ,排驱压力和粘土矿物含量分别约降低了 2 3 %和2 4%。河口坝和近岸滩坝储集层物性较差 ,长期水驱后其变化幅度相对较小 ,渗透率和孔喉半径分别升高了 17%和 12 % ,排驱压力和粘土矿物含量分别约降低了 11%和 17%。各种储集层敏感性减弱 ,油水相对渗透率曲线发生了一定程度的变化 ,油层润湿性主要从弱亲水变为强亲水。该研究成果在制定高含水期油田开发调整方案、选择注采调整措施及设计三次采油方案中得到较好的应用。

华北油田可动凝胶调驱现场试验

室内研究和现场试验证明,华北油田在复杂断块砂岩油藏实施的可动凝胶调驱取得了突破性进展.17个区块阶段累积增油5.8×104t,综合含水率平均降低了10%,投入产出比达到1:3.试验结果表明,可动凝胶调驱能改善注水井、采油井的吸水和产液剖面,降低水、油流度比,从而降低油井的含水率及增加产油量.在注水开发经济效益变差的情况下,实施可动凝胶调驱的时机是越早越好;影响可动凝胶调驱效果的因素主要有:油藏本身的地质条件,油藏开发现状,可动凝胶体系性能,注入方案的合理性,现场实施过程中的操作管理和监测等.为了进一步提高调驱效果,应综合考虑调驱剂的用量及注入速度的关系、调驱与油水井措施的关系、调驱后续注水工作制度、周围未调驱油、水井动态等方面的问题.可动凝胶调驱是改善注水砂岩油田水驱状况的一种有效的技术手段.

华北油田石油污染土壤的修复植物筛选

为了对华北油田石油污染土壤进行有效的生态恢复,设置了6组不同浓度的石油污染水平,选取4种牧草植物进行盆栽试验,观察其70 d的成活率、株高、生物量,并测定其石油去除率。结果表明:随着石油污染浓度的升高,墨西哥玉米草(Purus frumentum)和苏丹草(Sorghum sudanense)的成活率维持在一个相对较高并且较稳定的状态,即使在高污染水平(60 g/kg)下,成活率也高达50.0%以上,对石油污染反应不敏感,在石油污染土壤上具有较强的萌发能力。在整个污染物浓度范围内,墨西哥玉米草和苏丹草的生物量受石油污染影响较小。在浓度为10和40 g/kg时,墨西哥玉米草的石油去除率高达63.00%和39.75%。苏丹草在浓度为20和30 g/kg时石油去除率达到最大,为55.00%和49.67%。上述2种植物根系发达,生长过程中对石油污染危害的调节能力强,其成活率、株高、生物量受石油污染浓度影响均较小,且具有较高的石油去除率。因此,墨西哥玉米草和苏丹草比黑麦草(Lolium perenne L.)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)更适合作为华北油田石油污染土壤的修复植物。

泽10断块微生物清蜡菌种的开发与应用

微生物采油成败的关键在于菌种的品质。针对华北油田泽 10断块油藏特征及流体性质 ,应用 4种基础菌种 ,按正交试验方法交叉组合成复合菌种FR - 1,在室内对其生长、降粘、降凝、防蜡等性能进行了评价。现场应用后 ,成功地解决了泽 10断块油井结蜡严重、热洗周期短、生产管理难度大。

低电阻率油层的实验研究和解释方法

利用岩电实验手段 ,分析了华北油田赵县地区和文安地区影响油层电阻率高低的因素为束缚水饱和度、泥质含量、孔隙结构和阳离子变换量 ,各因素在不同地区作用的强烈程度不同 ;利用 2 1块样品的核磁实验谱研究了解谱幅度和截止值与常规物性参数的规律 ,改进了核磁渗透率和束缚水饱和度的计算模型 ;利用张开角度法对曲线形态进行了量化描述。

华北油田第一口砂岩油藏中曲率水平井钻井技术

华北油田是一个以灰岩为主的古潜山油藏 ,曾分别于 1990年和 1996年完成了任平 1井和任平 2井 2口碳酸盐岩油藏水平井。随着多年来的不断勘探开发 ,新发现的古潜山油藏越来越少 ,砂岩油藏所占比例越来越大 ,为探索一条有效的老区开采和剩余油开采方法 ,决定在砂岩油藏中钻水平井。台 4平 1井是在砂岩油藏完成的第 1口中曲率水平井 ,该井于 2 0 0 4年 2月 2 5日开钻 ,3月 12日完钻。全井最大井斜 92 .2 8° ,最大造斜率 4 2 (°) /10 0m ,最小曲率半径 136m。介绍了该井钻井过程中的技术难点、采取的技术措施以及取得的成功经验。该井的成功实施为华北油田老区勘探开发创出了一条新路 ,必将全面推动水平井技术在华北油田的大面积应用。

华北油田分层注水技术现状与展望

分层注水技术水平直接影响着注水开发油田的整体开发效果。针对华北油田分注技术状况,剖析了目前分注工艺技术存在主要问题;结合华北油田储层特点,优选出桥式偏心分注、桥式同心分注、免投捞测调一体化分注等3种分注工艺,引进了高效测调工艺,开展了系列分注配套工具研究。详细介绍了三类分注工艺的特点和在华北油田的应用情况,指出了分注技术的发展趋势。

华北油田低渗透储层压裂工艺

针对华北油田重点区块淀南、桐柏镇等地区的低渗透储层特性,优选了不同的压裂工艺及施工参数。淀南地区含水复杂,主要开发了含水较低的雁9、西柳10、雁6等3个区块的沙二、三储层,并研究出了适合此区块的二次加砂、阶段防滤失、稠油降黏等技术;桐柏镇的主要矛盾是储层水敏性较强,优选了胍胶+清洁压裂液复合压裂工艺,经过室内实验及优选施工参数,施工成功率达到100%,取得了很好的增产效果。

永22含硫气藏安全高效开采工艺

针对华北油田含硫气藏的开采需要,通过深入研究华北油田含硫气藏的特点和各种排水采气工艺的适用性,开展了防止硫化氢中毒、防止硫化氢腐蚀的技术研究,进行了修井完井工艺管柱设计、采气工艺设计、安全控制系统设计,建立了一套比较完善的保证措施。研究出一套适合本油田含硫化氢气田的开发方案,为后期开发探索出一条可行的途径。

不断深化项目管理 努力提高勘探效益——华北油田勘探项目管理的探索与实践

勘探项目管理是现代油气勘探系统工程至关重要的组织保障,不断推进勘探项目管理的规范化、科学化,是提高勘探整体管理水平并进而提高勘探效益的有效手段。本文从勘探项目设置、项目职责界定、项目组织机构与项目考核体系建立、项目管理工作流程及项目与勘探系统现有行政单位之间关系的处理等方面介绍了华北油田独具特色的横向矩阵式、纵向分级目标责任制的勘探项目管理模式,其以前期井位研究为核心的项目管理思路和推行勘探工程实施全程精细化管理的做法对其他勘探成熟区勘探项目管理工作的深化具有重要借鉴意义。

华北油田浅层气井钻井液技术

浅层气井钻井施工中常发生井喷事故,引发着火、井眼垮塌、钻具遇卡或井眼报废,甚至因井喷导致地表坍陷、钻机被埋,还会对环境造成破坏和污染。根据地层情况,完善并制定了一套切实可行的钻井液技术方案和工艺措施,确保了浅层气井钻井施工安全。钻井实践表明,采用的浅层气井钻井液技术,达到了安全钻探目的。

华北油田水力压裂实时预警系统

砂堵是导致水力压裂失败的重要原因之一,为此研发了一套压裂实时监测及预警系统。该系统在实时监测压裂施工关键参数的基础上,通过油压-时间、套压-时间双对数曲线的斜率进行压裂实时预警。在调研多口井压裂数据资料的基础上,分析了压力-时间双对数曲线的3种模式,通过实时判断当前压裂施工状态处于何种模型进行预测在该模式下可能出现的风险;同时根据成熟的二维裂缝模型PKN、KGD和Penny径向模型可以计算出裂缝的缝长和平均缝宽,并以此来确定裂缝走向是否与设计相符;如果发生偏差可以考虑是否要减小动态参数,来改变裂缝走向。现场应用结果表明,该系统集实时监测数据、预警于一体,具有较好的应用价值。

采用缓蚀剂复配提高油井缓蚀效果试验研究

根据华北油田岔19断块油井抽油杆、管腐蚀结垢现象，分析了油井腐蚀结垢的主要影响因素；采用缓蚀剂进行复配，以达提高缓蚀剂缓蚀效果的目的。在单一缓蚀剂优选的基础上，采用缓蚀效果较好的2种水溶性有机缓蚀剂CY03（聚醚类）和CY05（咪唑啉类）1：1复配，在缓蚀剂总浓度不变的条件下，复配缓蚀剂比单一缓蚀剂的缓蚀率提高5个百分点以上，并且复配缓蚀剂与阻垢剂HEDP、ATMP、PBTCA有较好的配伍性。经室内试验，筛选缓蚀阻垢配方的缓蚀率在75％以上，阻垢率在95％以上。于2005年6月进行现场试验，油井水中总铁含量由加药前的2．0mg／L降至0．1-0．5mg／L，油井平均检泵周期由140d延长至300d，取得较好的缓蚀阻垢效果。

空气泡沫驱残余阻力系数影响因素研究

在华北油田文120区块地层条件下(温度87℃、矿化度28291 mg/L),通过单管驱替实验,研究了起泡剂有效浓度、岩心渗透率、注入速度及压力对空气泡沫驱残余阻力系数的影响。结果表明,起泡剂有效浓度由0增至0.1%时,空气泡沫驱残余阻力系数由1增至3.1,继续增大起泡剂有效浓度,残余阻力系数增幅变缓,最终趋于稳定;随填砂模型渗透率增加,残余阻力系数先增加后降低,渗透率为178×10-3μm2时的残余阻力系数最大(3.5);注入速度由0.5增至3.0 m L/min时,残余阻力系数由2.1增至3.3后又降至2.6;压力由0增至15 MPa时,残余阻力系数由3.1增至3.6。

华北廊固凹陷低电阻油气藏测井解释技术

在研究廊固凹陷低阻轻质油气层的成因机理基础上,针对该凹陷复杂断块轻质油气藏具有低构造幅度、低电阻率、低地层水矿化度、中低渗透性、岩性细的“四低一细”和层状油气层的特点,依据轻质油气藏在测井上的响应特征,对轻质油气层进行定性识别及定量解释。测井解释成果已应用于储量计算及油田开发工作中,取得了良好的经济效益。

环渤海及京津地区油田地热能利用的前景

针对中国学者对地热能发电潜力关注不够的问题,选取华北油田某采油区块进行地热发电可行性研究,从地质条件上分析其地热能资源的潜力,从技术上探讨其使用螺杆膨胀发电机组发电的原理,从经济上计算其经济环境效益。研究结果表明:方案中的合理装机数量为2台发电机,当年增加的收益即能覆盖前期的所有成本,10 a期地热利用总收入为3.892亿元,因此本项目的可行性充分;渤海湾盆地各油田目前共有上万口特高含水率(含水率大于95%)油井在采油,照此利用地热能,地热发电将成为各油田极具发展前途的新能源产业。