稠油自乳化水驱开发规律

受原油性质的影响,稠油自乳化水驱开发与常规水驱开发不同,传统的稀油水驱理论不适用于稠油水驱开发。以中国某稠油自乳化水驱油藏流体参数为基础,通过室内实验和数值模拟,研究自乳化水驱开发规律,揭示自乳化水驱机理和主要影响因素。采用新的数值模拟方法揭示自乳化水驱的稳定驱替阶段为类“活塞式”驱油模式,开发全过程可分为4个阶段,即纯油阶段、过渡阶段、平台阶段和水油比快速上升阶段。渗透率级差和原油黏度是影响自乳化水驱含水率的主要因素,其次是渗透率和注水速度。

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。

高精度油藏数值模拟技术研究进展及应用

受算力和油藏模拟方法的制约,常规油藏数值模拟技术的模拟规模和效率,难以满足中高渗老油田特高含水后期剩余油精准挖潜的需求,人工智能加速油藏模拟技术的应用仍处于初步应用阶段。“十四五”期间,大庆油田在大规模并行模拟技术、页岩油藏模拟技术研究、人工智能方法和油藏模拟技术应用4个方面开展了攻关。通过对分布式黑油油藏模拟网格求解方法和数据传输方式的改进,大规模并行模拟规模突破1亿节点;考虑页岩油藏微孔限域效应特征,研发了页岩油藏数值模拟软件;基于傅里叶神经算子神经网络,实现了油藏数值模拟的加速;应用数值模拟辅助历史拟合技术,结合物理模拟结果,建立聚合物相对渗透率曲线求取方法。分布式并行模拟技术的改进完善、页岩油藏模拟器的建立和人工智能方法的创新应用,为中高渗老油田剩余油挖潜和非常规油藏开发提供了技术保障。

高孔高渗高含水稠油油藏剩余油分布特征及动用的主控因素

针对CFD11-1油田943砂体大量剩余油无法动用的问题,结合动态数据和生产数据,将注入流体、地层倾角、渗透率韵律和级差4种因素进行数值模拟,对油藏剩余油分布类型以及影响海上高孔高渗油藏剩余油动用的主控因素进行分析。结果表明:1)高孔高渗高含水稠油油藏的剩余油分布类型可分为油藏边缘井网未控制、井间未控制、相对低渗绕流和构造高部位4种;2)注入流体是影响不同类型剩余油动用的首要因素,说明注入流体优选和有效波及仍是未来提高海上油藏采收率的主要方向之一。注入流体与不同剩余油类型的结合应兼具经济性和环保性,例如构造高部位的气驱与活性水相比仅降低1.59个百分点;3)相比于气驱,活性水驱扩大平面波及效率,有效减弱指进效应,边部剩余油井组采出程度提高了12.88个百分点;4)剩余油动用敏感性因素分析显示,注入流体和地层倾角是影响采出程度的主控因素,受油藏高孔高渗影响,渗透率韵律和级差已经不是限制流体流动的主要因素,其对采出程度的影响不超过1%。该研究成果对海上高孔高渗稠油油藏的高效开发有一定的指导作用。

渤海稠油油藏水驱后转热水驱物模实验及应用

针对普通稠油常规水驱开发面临的注采流度大、含水上升快、最终采收率低的问题,通过一维及二维物模实验研究了常规水驱后转热水驱时,不同热水温度、不同注入倍数、不同转注时机及高渗条带对驱油效率、波及规律的影响,探讨了海上稠油热水驱的可行性。研究结果表明:随着温度的升高,油水黏度比变小,岩石润湿性向亲水方向转变,导致束缚水饱和度增大,残余油饱和度变低,相对渗透率曲线整体上向右偏移。注热水温度由52℃升至110℃时驱油效率提高约30.9个百分点,从110℃升高至250℃,最终驱油效率仅提升4.3个百分点,注水温度110℃是重要温度拐点,注入倍数的拐点为2 PV。在常规水驱到不同时期(含水率)后转热水驱,均能提高驱油效率,最终驱油效率随转注时机(含水率)的推迟逐渐降低,产出井见水前或见水初期转注热水,可实现注热水充分利用,有效提高驱油效率;注入凝胶能够对高渗条带起到有效的封堵作用,热水的波及面积由7.2%提高到37.7%,调剖后驱油效率提高9.8个百分点。对于油藏中存在水窜通道的情况,在注热水之前需进行调剖处理,处理后可提高后续热水驱的波及效率,从而提高采收率。研究成果可为海上稠油进行热采方案设计提供技术支持。

CCUS-EOR驱油集输系统生产稳定性保障措施探索

CCUS-EOR技术不仅是我国实现“碳达峰、碳中和”的重要举措,也是低渗透油田大幅度提高采收率的战略性接替技术。确保CO_(2)驱油集输系统生产稳定性,是加大CCUS-EOR推广应用力度的重要保障。针对CO_(2)驱采出流体气液比高于水驱、化学驱等开发方式,且采出气中高含CO_(2),导致集输系统运行出现气段塞等不稳定的问题以及对典型工程实例分析,分析国内外CO_(2)驱集输系统确保生产稳定性采取的典型做法,提出今后开展CO_(2)驱油集输系统生产稳定性保障措施的几点建议。

热水添加氮气泡沫驱提高稠油采收率研究

利用物理模拟实验和油藏数值模拟技术 ,研究了稠油油藏蒸汽吞吐后期转热水添加氮气化学剂泡沫驱提高稠油采收率的开采机理 ;对合理工艺参数进行了优化 ,包括化学剂注入速度、注入浓度、气液比、注入方式及段塞大小等。在此基础上 ,针对辽河油田锦 90块的油藏地质特点和开采现状 ,进行了开发指标预测 ,设计了先导试验方案。热水添加氮气化学剂驱油技术在矿场先导试验井组中已取得了较好的开采效果 ,单井组累积增油 2 13 78t。目前已扩大到 9个井组进行试验 ,预计这种技术将成为此类稠油油藏蒸汽吞吐后期有效的接替方式。

鄂尔多斯盆地长7段致密油合理开发方式探讨

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7致密油储集层致密,孔隙结构复杂,孔隙度小,渗透率低,储集层微裂缝发育,地层压力系数低,采用丛式井网超前注水开发单井产量低,难以实现有效动用。以鄂尔多斯盆地A井区长7致密油为例,通过物质平衡理论计算、数值模拟方法研究以及矿场实践数据分析,认为水平井体积压裂后单井产量大幅度提高,但采用直井注水、水平井采油的联合井网开发,水平井见注入水风险大,见水比例达到65%;水平井衰竭式开发地层能量下降快,前期单井产量平稳,生产12个月后单井产量递减大,4个月单井产量累计下降50.3%。由此提出了水平井体积压裂后衰竭式开采,待地层能量不足时,运用注水吞吐采油的开发方式,致密油体积压裂水平井注水吞吐第1周期单井日产油量比吞吐前增加78.3%,注水吞吐采油取得初步效果。

基于三维网络模型的水驱油微观渗流机理研究

利用逾渗网络模型在微观水平进行随机模拟来研究水驱油的微观渗流规律,通过模型计算结果与油水稳态相对渗透率驱替实验结果对比验证了网络模拟的有效性.在此基础上,讨论了在不同润湿条件下、水驱不同阶段的剩余油微观分布规律.将剩余油分布形态归纳为4种状态:孤粒/孤滴状、斑块状、网络状和油水混合状态.研究表明,网络状剩余油的块数较少,但所占体积比例较大.随着剩余油饱和度的降低,最大网络状油所占孔隙数减少,剩余油饱和度在40%-50%附近开始以较快速度减少.润湿性不仅影响驱油效率,也影响剩余油分布形态.在驱替过程中,剩余油分布总的变化趋势是逐渐趋于分散.

稠油碱驱机理的物理模拟和数值模拟

通过物理模拟实验和数值模拟方法研究了碱驱提高稠油采收率的驱替机理。首先通过实验测定了碱和稠油的界面张力,然后通过填砂管驱油实验评价了驱油效果,最后对室内物理模拟实验结果进行了数值模拟和历史拟合。研究结果表明,稠油碱驱过程中随着碱浓度的升高,原油采收率和压力降都随之升高。压力降的升高主要由于生成了油包水乳状液,增加了水流通道中水相的流动阻力,导致注入水流向未波及的区域,从而提高了稠油采收率。对稠油碱驱数值模拟时考虑了界面张力的降低、化学剂的吸附和油包水乳状液的形成。结果表明,模拟值和实验值拟合得较好。

注蒸汽后稠油油藏火驱跟踪数值模拟技术——以新疆H1块火驱试验区为例

以新疆H1块已实施3 a的火驱试验区为原型,通过与物理模拟结果、现场生产动态相互验证和调整,合理划分原油组分、确定火驱高温燃烧方程式、求取原油氧化动力学参数,建立了精确的火驱数值模拟基础模型。应用该模型对H1块火驱试验进行了跟踪模拟研究。研究表明:注蒸汽后形成的次生水体在燃烧初期大部分被烟道气驱替出来,只有小部分起到了有限湿烧的作用;火驱储集层从注气井到生产井依次为已燃区、火墙、结焦带、高温凝结带、油墙、剩余油区,比以往认识增加了高温凝结带;与原始油藏火驱过程不同,注蒸汽后的油藏火驱,存在着"先填坑、后成墙"的油墙构建、运移过程,油墙的形态与附近生产井动态密切相关。矿场试验表明,火驱跟踪数值模拟有效提升了火驱动态预测和管理水平。

非均质三维模型水驱剩余油试验研究

为了明晰储层非均质性对水驱油采出程度的影响,运用人造物理模型制作技术制作了三维物理模型,并用恒速法对不同的三维非均质模型进行水驱油试验。试验发现:纵向非均质模型的水驱油采出程度最高,平面非均质模型的水驱油采出程度最低;平面非均质模型中2个渗透层间窜流是剩余油过多的主要因素,运用微凝胶调驱后,可改善水驱波及体积,大幅度提高采出程度。采用数值模拟方法,模拟了不同的三维非均质模型水驱油过程及其在不同含水阶段采出程度、剩余油分布情况。模拟结果表明,亲水反韵律模型水驱采出程度最高,剩余油分布均匀,各油层水洗程度也均匀;亲水正韵律模型水驱采出程度最低,剩余油集中分布在上部低渗透层段。剩余油的数量、分布情况受油层沉积韵律类型、重力作用、毛管力作用、油层渗透率、水驱强度等多种因素的制约。

多层系油藏剩余油分布的精细数值模拟技术

针对东辛油田营 8块沙河街组地质构造复杂 ,开发历史长 ,合采合注井多 ,作业措施频繁 ,已进入特高含水期等特点与难点 ,采取了优选主力目标层 ,精细储量复算 ,优选模型区 ,优化网格 ,三维角点地质建模 ,分层系岩石流体物性控制 ,精细动态生产数据控制和精细历史拟合等数值模拟研究技术措施 ,分析了老区断块油藏特高含水期平面、纵向水淹状况和剩余油分布规律 ,确定了影响剩余油分布的主要因素 。

物理模拟研究剩余油微观分布

通过微观透明模型研究了注水开发剩余油形成的微观形态,研究了水驱、聚合物驱和弱凝胶调驱等驱油方式下剩余油的形成过程、微观分布规律和影响剩余油分布的主、次要因素。把剩余油分为可动剩余油、条件可动剩余油和不可动剩余油。研究得出,储集层岩石的非均质性是剩余油形成的主要原因。水驱剩余油主要分布在注入水未波及区、亲油岩石表面、死孔隙、狭小孔隙或低渗储集层以及部分堵塞的孔隙中;聚合物驱后的剩余油主要是死孔隙中的不可动油和小孔隙以及吸附在亲油岩石表面的条件可动油;弱凝胶调驱后的剩余油主要是死孔隙中的不可动油和吸附在岩石表面的条件可动油。

周期注水效果及其影响因素

针对江苏油田地质特征和水驱开发现状,利用现代物理模拟方法分析了周期注水效果及其影响因素.实验结果表明:与常规注水相比,周期注水平均可提高采收率6.8%,周期注水注入时机和布井方式等因素会影响驱油效果;当综合含水率为40%,70%和90%时,实施周期注水增油效果较好.

基于有效驱替通量的油藏物性综合时变数值模拟技术及应用

水驱开发油田进入高含水期后在水的高倍冲刷下储层物性不断发生变化,影响储层剩余油分布与调控策略的制定。为精确模拟储层时变条件下剩余油的分布状况,根据室内试验和矿产资料利用有效驱替通量定量表征储层物性参数的时变规律,并形成基于驱替通量的时变数值模拟技术。建立概念模型对时变软件进行应用,分析不同时变参数对开发效果和剩余油分布的影响。结果表明渗透率时变水窜加剧,开发效果变差;原油黏度时变水油流度比降低,黏性指进导致波及系数和洗油效率变差;相渗曲线时变油相渗流能力升高,有利于驱油;综合时变是各参数时变共同作用的结果,开发效果整体趋好。B油田考虑储层物性时变后,数值模拟历史拟合精度提高约7%。该技术可连续稳定地表征水驱开发时储层物性的动态变化,确保剩余油分布模拟结果的可靠性,为油田后期深度挖潜奠定基础。

开发方式对断块油藏开发效果影响规律研究

以实际油藏地质情况为原型建立概念模型 ,通过油藏数值模拟研究讨论了包括注水方式、井网密度、天然能量利用与注水时机等开发方式对断块油藏开发效果的影响 ,从不同开发方式驱油特征的角度分析了造成开发效果差异的原因。研究结果对断块油藏的早期开发设计和后期综合调整都具有一定的借鉴作用 ,将有助于提高此类油藏的开发水平。

基于GIS和生产数据库的油田注水系统仿真

利用油田GIS(地理信息系统)提供的注水系统静态数据和实际生产动态数据来对油田注水系统进行仿真,建立油田注水系统的仿真模型,并介绍了求解步骤,通过实例进行了验证。该模型对于油田运行管理具有一定的实用价值。

采油仿真培训系统设计

从新疆油田对采油工种的职业培训需求出发,本着职业技能培训与鉴定相结合的思想,对采油仿真培训系统设计进行了深入的研究。分析了采油仿真培训系统的总体结构设计,详细讨论了注采模拟培训系统、油田生产动态管理模拟培训系统、监控与管理系统和采油自动化仿真培训系统的功能,介绍了软件系统设计。

倾斜油藏水气交替驱提高采收率机理研究

以冀东油田柳北大倾角油藏为原型建立了剖面地质模型,在流体相态拟合基础上,应用数值模拟技术讨论了地层倾角、油层厚度、地层压力、注入速度、气水比等参数对倾斜油藏水气交替驱开发效果的影响。结果表明,倾角的存在可显著提高水气交替驱开发效果,模型中倾角15°时提高采收率比无倾角时大6.18%;对于倾斜油藏,油层厚度越大对水气交替驱越有利,而无倾角时,规律相反;通过控制注入速度,倾斜油藏水气交替驱在较低的适宜压力下也可获得较好的开发效果;此外注入速度、气水比等对倾斜油藏水气交替驱的影响与无倾角时规律不同且均存在最佳取值。