普通稠油降黏复合驱技术研究与矿场试验

针对普通稠油油藏水驱采收率低且热采成本高、碳排放量大的问题,基于春光油田低温高盐储层的流体性质,优选了阴离子型降黏剂和耐盐聚合物,通过室内物理模拟实验,明确了热水驱、单一降黏剂驱、复合驱的降水增油机理;建立了降黏复合驱反应动力学方程,在CMG-STARS软件中开发了降黏复合驱数值模拟方法,并优化了春2单元普通稠油降黏复合驱井网、井距及注采方案。研究结果表明:降黏复合驱可以充分发挥驱替相增黏、被驱替相降黏的加和效应,具有体系用量少、碳排放低、提高采收率幅度大等优势;降黏复合驱适合五点法井网,注采井距应小于200 m,在增稠剂质量分数为0.25%、降黏剂质量分数为0.20%的条件下,最佳注入段塞量为0.5倍孔隙体积,注采比为1.05。矿场实践表明,特高含水后期(含水率96.0%)的油井实施降黏复合驱,含水率降幅达30%以上,日增油5 t/d。研究证实了该项技术矿场应用的可行性,可为改善普通稠油开发效果、实现工业减排提供借鉴。

大庆油田油藏工程技术的创新发展与攻关方向

简要回顾了大庆油田开发65 a来油藏工程技术的进步历程,梳理了大庆油田立足油田开发实践创新形成的开发地质、数值模拟、水驱开发、化学驱油、油田开发规划编制方法5项综合研究体系;总结了在油藏工程领域创新发展的小层对比、精细储量计算、注水倍数对驱油效率的影响规律、全国第一条相渗透率曲线研制、小井距注水全过程开发试验、高含水期剩余油分布类型、高含水期稳油控水系统工程、聚合物黏弹性驱油理论和低酸值原油大幅度提高采收率的三元复合驱油理论10项行业领先的关键理论技术;提出了大庆油田持续开发面临的5大难题和需要进一步攻关的高含水区精细挖潜、天然气高效开发、CO_(2)驱油、微生物驱油、非常规油藏开发、地热能源开发、智能油田和高效优质驱油剂研制8项技术。研究成果为大庆油田可持续发展奠定了理论基础。

海上油田烃气驱气窜规律及封窜策略研究

针对海上某油田烃气驱阶段开发现状,充分考虑大倾角、断块复杂、非均质等油藏特点,建立了典型井组概念模型,分析气窜程度影响因素及主控因素,并优选气窜调堵技术,以增油量为指标进行技术适应性分析,得到气窜调堵策略图版。结果表明:该油藏烃气驱为非混相驱开发,影响气窜的主控因素为地层倾角、油藏厚度、物源方向,影响气窜程度的主控因素为注气强度、注采井距,影响烃气驱采收率的主控因素为渗透率级差、注气部位。优选动态调配、泡沫法、凝胶法进行调堵技术适应性分析,针对不同气窜类型制定不同的全生命周期封窜策略,针对顺物源和低注高采气窜类型采用动态调配或泡沫法调堵的封窜方法,针对非均质类型气窜采用泡沫+凝胶法调堵的方法封窜,针对断层遮挡类型气窜建议采用泡沫法或泡沫+凝胶法的封窜策略。

鱼骨型分支井SAGD分支形态优化及采出程度变化规律

风城油田低物性段普遍发育,储层非均质性严重。鱼骨型分支井SAGD通过分支深入储集层可改善常规SAGD蒸汽腔扩展受限的问题。为了达到最佳开采效果,有必要对鱼骨型分支井SAGD的分支形态进行优化,并掌握影响采出程度变化的规律。为此,利用油藏数值模拟及正交实验设计的手段,确定分支参数对提高采出程度具有敏感性,并优化分支参数,分析不同储层物性下分支参数对采出程度的影响规律。将研究成果应用于风城油田,该研究区块的最佳井型部署方案为:分支长度为120 m、分支数量为4条、分支角度为75°、分支异侧为非对称分布、分支间距为100 m。通过研究可知,各分支参数的影响权重以储层渗透率2.0 D为明显的分界点:当储层渗透率小于2.0 D时,主要影响因素为分支长度、分支数量;储层渗透率为2.0 D时,分支角度、分支间距的作用开始变强。研究成果对风城油田SAGD驱进一步提高采收率具有重要的指导意义。

胜利油田油藏数值模拟技术新进展及发展方向

油藏数值模拟技术是油藏分析的重要手段,是油田开发人员编制开发方案、开展动态跟踪调整、进行提高油藏采收率研究等工作的有力工具。为明确胜利油田油藏数值模拟技术的未来发展方向,回顾了胜利油田60年以来油藏数值模拟应用技术和自主知识产权软件研发的发展历程,着重总结了“十三五”以来适配油田当前地质及开发特征的特高含水期精细油藏描述、低渗透油藏压驱开发、非均相复合驱、稠油油藏多元热复合驱、CO_(2)高压混相驱、页岩油大规模压裂整体开发等多个领域的数值模拟应用技术创新性进展;介绍了涵盖水驱、化学驱、微观、智能模拟等不同方向的多款胜利特色油藏数值模拟软件的研发及应用情况。最后指出在当前胜利油田的开发形势下,油藏数值模拟在精细程度、规模、效率和协作方式等方面面临着更大的挑战,油藏数值模拟需要进一步向一体化、并行化、智能化方向发展,为胜利油田开发提质增效提供技术支撑。

碳酸盐岩缝洞型油藏注水井储量损失原因及治理对策——以塔河油田A区为例

注水替油为塔河油田缝洞型油藏稳产的重要方式之一,近年来,注水替油失效井占比逐年提升,注水井储量损失问题日益凸显。根据单井生产特征和地质特征,通过能量指示曲线、注水指示曲线定量化分析各阶段储量变化,动静态结合并融合数模、建模一体化技术,分析了储量损失的本质原因,并针对不同储量损失类型提出不同的治理对策,恢复失控储量,提高产能。储量损失主要分为远端储量损失和体内储量损失两大类,其中,针对远端储量损失以恢复远端供液为目标,针对体内储量损失以扩大井周动用为目标。实际治理效果与数模预测方案吻合,治理效果显著。

海上退役石油平台造礁的流场效应研究

将海上石油平台改建为人工鱼礁是一种理想的退役平台处置方式,流场对人工鱼礁发挥功效起着重要作用,而目前对平台造礁的流场效应仍有待研究。基于埕岛油田退役平台造礁示范工程,构建了渤海埕岛油田海域三维水动力数值模型,在实际海况条件下定量研究不同规模平台造礁对流场影响效应。结果表明:当布设鱼礁山后,在鱼礁山两侧及上方沿水平来流方向均形成流速增大区域,而迎流面和背流面出现了流速减小区域;与无鱼礁山时相比,随着鱼礁山高度增加和来流速度增大,鱼礁山区域流速变化幅度和变化区域面积逐渐增大,且鱼礁山高度对流速影响范围更大,来流速度则决定流速变化幅度;在垂向上会产生明显的上升流与背涡流,随着水平来流速度增大,鱼礁山高度对垂向流场的影响程度逐渐减小。

低渗碎屑砂岩地热储层开采潜力:以吉林油田为例

油气沉积盆地拥有丰富的地热资源。由于我国能源供需紧张,油田地热资源开发日益受到重视。为满足吉林油田A1站原油加热和输运能耗需求,笔者以吉林油田A1区块青三段低孔、低渗碎屑砂岩地热储层为研究对象,采用场地试验和数值模拟相结合的方法,识别了地层物性参数,优化了开采速率等关键工程参数,分析了研究区地热资源可持续开发潜力。结果表明吉林油田A1站需要设计两眼注入井和两眼生产井可满足现场用热需求。地热水开采速率可达1400 m^(3)/d,且10年周期内地热开采温度保持在67℃以上。

疏松砂岩压裂充填裂缝扩展与参数优化研究

压裂充填技术已经成为渤海油田疏松砂岩油气藏开发中一种非常重要的完井方法,但目前对该区域的疏松砂岩裂缝延伸规律尚未明晰,无法有效指导压裂充填作业。为此利用室内试验和数值模拟相结合的方法,研究了疏松砂岩裂缝的延伸机理,通过灰色关联度的方法探索了排量、地层渗透率及压裂液性质等参数对压裂效果的影响敏感性。试验和模拟结果发现,交联压裂液比线性胶压裂液更容易形成单一、平整的拉伸型裂缝,裂缝长度随压裂液排量的增加而增加,随储层渗透率和滤失系数的增加而降低;而裂缝宽度随储层渗透率增加而增加,随滤失系数和排量增加而降低。基于上述成果形成了压裂充填关键参数优化设计方法,并在渤海油田进行了170余井次现场应用,取得了较好的增产效果。研究成果可为疏松砂岩压裂充填技术的进一步推广应用提供技术指导和理论支撑。

顺北油田超深断控缝洞型油藏注水开发实践

综合分析顺北油田超深断控缝洞型油藏地质与开发特征,确定了天然能量不足是目前导致顺北1号断裂带弱挥发性油藏产量快速递减及地层原油脱气的主要原因。采用数值模拟方法,明确了注水补能是目前最佳开发方式。研究结果表明:顺北油田超深断控缝洞型油藏注水重力分异作用是主要注水机理,注水能有效恢复地层能量;断裂带拉分段的水驱连通程度和能量平衡能力明显强于挤压段;超深断控缝洞型油藏注水开发具有沿断裂带快速水窜和水驱波及体积小的特征。通过注水,油藏地层压力平均恢复14.78 MPa,区块年递减率从48.6%降低到15.9%,阶段累计增油13.10×10^(4)t,取得了较好的开发效果。

高盐稠油油藏聚合物驱提高采收率研究

针对胜坨油田二区东DS砂组高盐稠油油藏采收率低的问题,通过室内实验评价了6种聚合物提高采收率的效果,优选出适用于提高高盐稠油油藏采收率的聚合物,采用ECLIPSE软件优化了聚合物驱提高高盐稠油油藏采收率的具体注入方案。研究表明,新2#聚合物相比其他聚合物具有更好的驱油效果,推荐的使用方法为2个段塞分段进行注入,具体注入方案为0.1 PV的注入量和2 500 mg/L的注入质量浓度,以及0.3 PV的注入量和2 000 mg/L的注入质量浓度,注入速率为0.07PV/a。采用清水配制母液,污水稀释后注入。矿场试验结果表明,采用聚合物驱油,见效井共50口,见效率为98.1%,累增油为39.3万t,阶段提高采收率9.03%。研究成果对聚合物驱在胜利油田的工业化推广和提高高盐稠油油藏采收率方面具有重要的借鉴意义。

强非均质超稠油SAGD储集层升级扩容数值模拟

新疆风城油田超稠油油藏储集层属陆相辫状河沉积,非均质性强,SAGD井组存在循环预热周期长、蒸汽腔发育不均等问题。前期储集层扩容试验能够显著提高蒸汽注入能力,缩短预热时间,但缺乏储集层扩容的全流程岩石力学耦合分析,不利于SAGD储集层升级扩容施工参数优化设计。基于岩石三轴压缩等室内实验,获取强非均质储集层岩石力学参数,建立耦合岩石力学的双水平井SAGD扩容热采数值模型,开展储集层升级扩容影响因素分析。通过对强非均质储集层开展分级分段扩容模拟,明确储集层升级扩容应包括井筒孔压预处理阶段、注汽井及分支应力扩容阶段、注汽井及分支大体积扩容阶段、注汽井与生产井井间连通阶段和注汽井上方大体积扩容阶段5个主要阶段,形成鱼骨井分段扩容等针对强非均质储集层的升级扩容策略。实践表明,储集层升级扩容技术适用于强非均质储集层,可使启动时间缩短50%,采油速度提高20%,可为强非均质储集层SAGD升级扩容施工参数优化提供借鉴。

考虑压裂液渗吸的压后压裂液返排的数值模拟

压后压裂液返排是水力压裂施工过程中的关键步骤,在非常规致密储层中压裂液的渗吸现象不容忽视.基于油水两相渗流理论、伯努利方程和连续性方程,建立考虑压裂液渗吸的返排数值模型,通过数值计算获得返排过程中的压力和排量等数据;根据支撑剂回流模型计算压裂液返排临界出砂流量,基于控制支撑剂回流和压裂液快速返排的原则,设计一套返排制度优化方法.将数值模拟结果与中国大庆油田LX3井实际返排数据对比验证,对长庆油田M87井进行返排工作制度设计,并分析了地层产出液黏度和初始地层压力对压裂液返排的影响.结果表明:返排过程中存在地层流体向裂缝渗流现象,原始地层压力改变对压裂液返排影响明显,而地层产出液的影响甚微.LX3井返排流量和井口压力的数值计算结果与现场监测结果基本相符,平均误差分别为13.8%和15.5%,验证了返排数值模型的准确性较高,可用于指导现场压裂返排施工设计.

大庆油田萨南开发区三类油层三元复合驱注入参数数值模拟优化

大庆萨南开发区三元复合驱开发对象已由以河道砂沉积为主的高孔、高渗的一、二类油层转为储层物性较差的以席状砂沉积为主的中孔、中渗的三类油层,原来适合一、二类油层三元复合驱的注入参数不再适合三类油层三元复合驱开发的需要,提高采收率幅度降低,与数值模拟预测差距大。从三类油层地质特征出发,明确了影响三元复合驱数值模拟预测的4项关键参数,通过室内实验和矿场测试,确定了4项参数取值范围。采用正交化方法设计78个方案,应用新参数进行数值模拟,优化出适合三类油层的三元复合驱主、副段塞表面活性剂质量分数和段塞用量并应用在8个三元复合驱工业化区块,平均提高采收率18百分点,应用于L区块比化学驱预测方案多提高采收率6.00百分点。研究成果为大庆长垣油田三类油层和其他油田同类油层三元复合驱优质高效开发提供了参考和借鉴。

南海油田惠州潜山裂缝性凝析油气藏控水实验

为建立潜山裂缝性凝析油气藏优化控水开发的模式,以南海油田惠州潜山裂缝性凝析油气藏H2-3井参数为基础,设计了气藏控水物理模拟实验,通过非均质储集层设计、实验参数设计、裂缝参数设计和控水实验方案设计,完成了弹性开采实验、连续封隔体控水实验、水敏凝胶控水实验、变密度筛管控水实验和变密度筛管+连续封隔体组合控水实验5组控水实验,对不同方案的控水效果进行了对比,并分析了各个控水工艺的机理。在此基础上,结合数值模拟进行验证,提出了气藏控水开采方案:气藏底水开采初期,水体推进为渐进式上升,中—后期为锥进式发展,后期底水一旦接触储集层裂缝,水体呈突进式侵入;各种方案的控水效果差异较为明显,连续封隔体和水敏凝胶在气井采气期对底水控制作用不明显,变密度筛管在采气初期控水效果较好,但气井见水后无法避免水窜风险。变密度筛管+连续封隔体组合控水效果较好,改变了底水锥进效应,与弹性开采相比,无水采气时间增加了8.84%,总采气时间增加了13.70%,采气量提高了10.40%。

砂岩储层油水相对渗透率曲线表征模型及其在数值模拟中的应用

以胜利油田孤岛油田新近系馆陶组砂岩储层为例,在岩心油水相渗测试实验及地质认识的基础上,建立了油水相对渗透率曲线表征模型,并通过数值模拟建立了砂岩油藏开采动态模型,探讨了不同韵律性、不同开发方式下相渗模型的适用条件及对开发结果的影响。研究结果表明:(1)分别拟合气测渗透率、平均孔喉半径等7个影响相渗曲线的参数和相渗曲线端点以及曲线形态之间的相关性,通过交替条件期望法进行多元回归,以气测渗透率和平均孔喉半径建立了束缚水饱和度计算模型,以渗透率变异系数和特征结构参数建立了残余油饱和度计算模型,以气测渗透率建立了束缚水下油相相对渗透率计算模型,以渗透率变异系数和特征结构参数建立了残余油下水相相对渗透率计算模型,4个端点表征模型的绝对误差都小于0.1;以霍纳普相渗曲线形态指数经验公式为基础,利用均质系数建立了油相相渗曲线形态表征模型,利用渗透率变异系数和孔喉比建立了水相相渗曲线形态表征模型,2个形态表征模型的绝对误差小于1.7,模型可靠。(2)在砂岩储层衰竭式开发模拟中,生产动态主要受油相相渗的影响,利用油水相渗曲线模型推导出的相渗曲线再进行归一化处理,在一定程度上能够消除储层非均质性带来的影响;在注水开发模拟中,储层的非均质性会加剧水相相渗对生产动态的影响,模拟时采用对产油量贡献最大的储层的相渗曲线更能接近实际生产动态。

渤海油田普2b类稠油地层电加热技术适应性研究

为解决渤海油田普2b类稠油(350*~10000 mPa·s)常规冷采产能低、注蒸汽热采受限、经济门槛过高而导致动用困难的问题,基于渤海油田大功率地层加热电缆试制现状,以单井经济累产油为约束,采用数值模拟方法研究了地层电加热技术的油藏适用条件,并用正交设计方法分析了控制功率、控制温度以及预热时间这3个生产因素对累产油和井底温度的影响程度。结果表明:1)电加热适用的油藏条件是地层原油黏度为350*~3000 mPa·s,油层纯厚度不小于8 m,渗透率大于1000 mD,原始含油饱和度不小于0.65,边水水体倍数不大于5,布井距离边水大于200 m。2)影响电加热累产油的生产因素依次为控制温度、预热时间和控制功率,影响井底温度的生产因素依次为控制温度、控制功率和预热时间。3)根据油藏条件,初步筛选出1口目标井B1,油层厚度为10 m,地层原油黏度为2300 mPa·s,水平段长度为310 m。与常规冷采相对比,电加热可增油46%,可为海上此类油藏有效开发提供新思路。

海上底水稠油油藏水平井堵水与低温热化学吞吐复合增效应用

渤海W油田P井区为强底水稠油油藏,具有埋藏深、储层厚度大、地层原油黏度高,储层物性好等特点,投产初期采用冷采开发,出现含水上升快、产量递减大等特征,开发效果差。为了改善油田开发现状,结合水平井冷采井筒条件,提出了堵水体系、化学增效剂和低温热水的复合吞吐方法,并利用三维物模装置开展不同堵水体系及化学药剂复合吞吐的实验。实验表明,氮气泡沫+热水+降黏剂复合吞吐控水增油效果最好,提高采出程度23.52%,且先注堵水药剂再注热水+降黏剂的段塞组合顺序效果更好。结合室内实验和数值模拟研究,优选P3H井开展氮气泡沫-低温热水-降黏剂复合吞吐先导试验,措施后含水率从91.80%降低至5.53%,高峰日产油量为措施前的5倍,有效期达105 d,单次措施累计增油3852 t,措施效果较好。该项技术为海上深层底水普通稠油油藏改善开发效果提供了一种新的技术方法,也为海上类似稠油油田提供一定的借鉴。

复杂边底水油藏地层压力预测和调控研究

位于渤海西部海域的曹妃甸油田受构造和储层的双重制约,油水系统十分复杂,主要发育底水油藏,次之以底水为主的边底水油藏。准确判断边底水在生产过程中对储层压力的影响规律是提高该油藏开发效果的关键。以曹妃甸11-6油田为例,针对多砂体复杂交错的边底水油藏,利用地质建模技术建立构造、岩性和物性模型,并通过数值模拟技术,挖掘边底水对地层压力和井间连通性的影响规律,有助于对边底水油藏有深入的了解,并为油藏开发方案设计提供辅助性依据。

海上疏松砂岩注水井扩容增注技术研究及应用

海上油田注水开发过程中普遍存在注入压力高、注水欠注问题,常规的酸化措施有效期短、作业成本高,严重影响了油田的开发效果。采用注水扩容技术可提高注水井注入能力,延长增注有效期。选取海上油田代表性疏松砂岩岩芯,通过岩石力学实验、扩容室内模拟实验及数值模拟,研究了海上油田疏松砂岩地层的扩容机理及主控因素,并在海上油田进行了现场应用。研究结果表明,海上油田疏松砂岩剪胀角远大于加拿大Athabasca油砂,具备采用扩容注水的基础条件;慢速注水扩容有利于复杂缝网区的发育,高速注水容易形成单一张裂缝,以接近最小主应力进行应力预处理有利于产生复杂裂缝网;扩容区呈长条状扩展,扩展方向垂直于最小主应力方向,在扩容区内剪裂缝和张裂缝共存,一般为大的剪切破坏区内包含很小的窄带状张性区;在相同的注水扩容条件下,油藏埋深越浅,地层渗透率越大,剪胀扩容面积越大。该技术解决了海上油田注水难题,为海上油田注水开发解堵提供施工设计指导,具有良好的应用前景。