多层水驱油藏均衡驱替注采参数协同优化方法

由于储层非均质性及开发措施的影响,易造成水驱过程驱替不均衡。基于统计学方法,提出了采用克里斯琴森均匀系数定量评价多层水驱油藏开发过程中均衡驱替程度,以最大化均衡驱替为目标建立了分层注采参数优化数学模型,采用协方差矩阵自适应智能进化算法进行求解,形成了多层水驱油藏注采参数协同优化方法,并通过实例验证了方法的可靠性。将建立的新方法应用于胜利油区胜坨油田坨142油藏典型井组,通过对比智能协同分层注采参数优化前后结果,相比于原始方案克里斯琴森均匀系数提高了3.49%,累积产油量增加1.024×10^(4)m^(3),同时含水率降低1.34%。表明该方法可以精准地控制各层间的配产和配注,有效地改善水驱油藏层间和井间的均衡驱替状况,实现注采参数和剩余油分布的精准匹配。

庆城页岩油后期补能注伴生气吞吐注采参数优化

页岩油的开发缓解了中国石油能源供应紧张的局势,是未来重要的接替资源。长7页岩油开发方式以天然能量为主,随着开发的进行存在产量递减快、采收率低等问题;长期天然能量开发地层能量亏空较大,亟须补充地层能量实现二次有效开发。针对以上问题,为探索有效补充能量、提高采收率方式,基于长庆某页岩油区块,开展室内实验对比不同种类气体与原油体系性质差异,并利用油藏数值模拟手段,建立矿场尺度数值模拟模型,优化伴生气吞吐补能技术政策。优化参数为注气量90×10^(4)m^(3)、注入速度3×10^(4)m^(3)/d、焖井时间20 d、吞吐轮次10轮。在整体统一优化的基础上,针对补能效果较差的井进行个性化注气量优化设计,单井注气量增大至150×10^(4)m^(3),保障所有吞吐井整体能量补充水平一致,进一步提升了注气吞吐增油效果,注气吞吐较衰竭开发累产油量可提高33%。研究探索了页岩油后期有效补能提采方式,研究成果为长庆页岩油实现注伴生气吞吐有效开发提供了理论依据。

海上多元热流体吞吐合理注采参数优化研究

多元热流体吞吐技术在渤海油田开展稠油热采先导试验以来取得了较好的开发效果,但开发过程中出现的气窜问题较为严重影响了油田的生产。为了降低气窜的影响,本文从注采参数优化角度出发,通过建立海上典型井组模型,应用数值模拟对注入方式、气水比、注汽强度等关键注采参数进行优化,得到了最优结果。对比目前设计方案,同时结合现有多元热流体装置参数性能,得到了较优的注采参数推荐值,为后续多元热流体吞吐方案设计提供一定的指导和借鉴。

断控缝洞型油藏注采井间油水界面预测方法

断控缝洞型碳酸盐岩油藏受大型克拉通内走滑断裂控制和改造,其纵向多发育为断裂复合储层体(裂缝-溶洞体),该储集体既是油气运移通道,又是储层空间,其空间及配置关系复杂.为实现注水开发过程中油水界面和见水规律的准确分类及预测,并提供后续开发方案和对策指导,以单一溶洞下的油水界面运移特征为基础,利用物质平衡方程建立一种新的断控缝洞型油藏多溶洞连通下的油水运移数学模型,基于稳态逐步替换法形成了注采井间动态油水界面实时追踪预测方法.与常规数值模拟方法相比,该模型构建简易,计算效率高,综合考虑了油水密度差异和井-裂缝-溶洞间的复杂纵向配置关系,能够较为准确预测生产井的见水规律、各溶洞油水界面运移位置及剩余油分布等各项开发指标.研究结果表明,多缝洞开发单元受生产制度和缝-洞储层参数影响,油井生产期将出现3个阶段(纯油、油水同产和纯水期);合理的采油速度与注水量可有效保持地层压力,兼顾采出程度和裂缝应力敏感效应;裂缝传导率越高,储层能量恢复越快,油水界面上升也变快;随着注采井间溶洞体积及裂缝传导率差异增大,油水同产期将变长.最后,对比Eclipse数值模拟器与本研究模型计算结果,分析溶洞体物性参数(渗透率和孔隙度)对油水界面运移速度的影响.鉴于目前断控缝洞型油藏地质构造及裂缝-溶洞体配置关系的多样性,开展多井生产动态与模型预测结果的实时拟合工作是目前油水界面评价与追踪的有效方法.本研究模型为断控缝洞型油藏见水预警、注采参数优化及剩余油挖潜对策制定提供了基础理论与方法.

超低渗—致密油藏水平井开发注采参数优化实践——以鄂尔多斯盆地长庆油田为例

注水补充能量水平井开发过程存在拟溶解气驱和水驱两种驱替机理,3个不同的渗流阶段。基于此认识,结合水平井开发试验跟踪评价结果,确定了注水井、采油井合理工作制度和注采参数确定原则:1采用注水井与水平井大规模体积压裂相结合的超前注水能量补充模式;2建立了不同储集层定向井超前注水和注水强度计算理论图版;3超前注水时机应在水平井完井之后;4水平井合理初期产量根据存地液量与排距、超前注水量、水线推进速度等参数确定;5注水未见效前合理生产流压略大于饱和压力,注水见效后合理生产流压不低于饱和压力的2/3,同时结合动态及时调整。基于研究成果,2013年HQ油田投产80口水平井,见水井比例由8.8%降到3.0%,水平井平均单井产量年递减控制在15%之内,取得了较好的实施效果。

萨北过渡带复合热载体吞吐注采参数优化

注采参数是影响复合热载体吞吐采油现场试验效果关键因素之一.为了提高复合热载体吞吐采油的经济效益,依据复合热载体为两相三组分的流体特征,结合试验区油藏特点,以萨北过渡带的典型井B2-2-S90井为模拟井,利用数值模拟方法对复合热载体吞吐的注采参数进行了优化.结果表明：优化的措施半径为16 m,注入速度为9 000 m3/d,注入温度为310℃,焖井时间为9d,采液速度为39 m3/d.同时依据优化的注采参数开展了现场试验,试验取得了明显的增油效果,累计增油量739.7 t,有效期14个月.

过热蒸汽吞吐开采界限及注采参数优化研究

过热蒸汽吞吐相比普通湿蒸汽吞吐能够大幅度提高浅薄层超稠油油藏的开发效果,是提高该类油藏采收率的有效途径。建立浅薄层超稠油油藏三维地质模型,进行过热蒸汽吞吐数值模拟研究,确定了不同油层埋藏深度和油汽比条件下的厚度下限;研究原油产量与原油粘度的关系,确定了过热蒸汽吞吐原油粘度上限,并进行注采参数优化研究,优选出最佳的周期注汽量、注汽速度、焖井时间和最大排液量。从井楼油田过热蒸汽吞吐试验区的实施效果看,取得了显著的成效,大大增加了该类油藏的技术可采储量。

复合热载体吞吐注采参数物理模拟优化

基于大庆萨北过渡带地层参数和流体特点，建立管式物理模型，开展了试验区复合热载体5个周期不同注入温度、注入压力、注入量、闷井时间、放喷压力条件下的复合热载体吞吐室内模拟实验，优化出萨北过渡带现场试验中复合热载体吞吐参数：注入温度为280℃、注入压力为20．9MPa、每米油层注入量为4．98×104m3、闷井时间为6．5d、放喷压力为5．4～6．5MPa，吞吐3个周期。该成果为现场试验注采参数的优化提供了有力的理论支撑，其研究方法和结论可为其他区块开展火箭动力复合热载体吞吐技术研究提供技术指导和借鉴。

复杂断块油藏单井CO_2吞吐注采参数优化研究

在对实际油藏进行CO2吞吐井位筛选的基础上,根据油藏地质、开发、相关室内实验资料,建立适合单井CO2吞吐研究的数值模拟模型,以增产油量和换油率作为评价依据,用数值模拟方法研究了CO2吞吐注采制度对开发效果的影响。结论认为:周期注气量、开井生产的采油强度是影响吞吐效果的重要因素,而注气速度和焖井时间存在一个合理的取值范围;在较大注气量、高注气速度并合理控制生产井底流压情况下,相对于原有常规开采方式,可以得到更好的CO2吞吐效果。

海上N油田蒸汽驱注采参数智能优化设计

我国海上油田原油资源储量丰富,其中N油田有着大量的稠油资源,现有的多元热流体开采方式已无法进一步提高油田采收率,开采效果差,因此急需开展蒸汽驱注采参数优化研究,但是传统的优化方法主要针对不同参数逐一进行优化方法,无法从全局综合考虑各个参数的协同优化作用,因此最终方案往往是单一参数的最优方案而不是全局最优方案。首先利用Petrol建立了区块地质模型,进而采用数值模拟软件CMG对该油田试验区进行了生产历史拟合,在此基础上使用基于均匀设计的改进型粒子群优化算法(PSO算法)对蒸汽驱开采方案进行整体智能优化,并将预测的开发效果与传统优化方案进行对比。对比结果显示,使用智能优化方案对油田进行开采,累增油量34.05万方,提高采收程度12.8%,相对人工配产方案增油5.39万方,提高采收率2.03%,有着更佳的开采效果。

特低渗透油藏CO_2驱注采参数优化设计

以大庆油田外围某特低渗透油藏为研究对象,根据实际油藏的地质特征及注水开发难以实现的情况,利用数值模拟方法对CO2驱开发方式进行了研究.研究表明,周期注气为CO2驱的合理注入方式.采用正交试验设计方法,以累计产油量和换油率为评价指标,得到了影响开发效果的主要注采参数依次为注气速度、注气周期、生产压力和采油方式等;确定了最优注采参数组合方案:注气速度为500m3/d、注气周期为注2个月关1个月、生产压力为4 MPa、采油方式为连续采油.这为现场CO2驱开发方案的制定提供了理论指导和技术支持.

二元复合驱注采参数优化方法研究

二元复合驱已在胜利、大庆等油田工业化应用,但矿场上普遍采用的笼统均匀注剂方式没有考虑地层条件差异,容易造成高价化学剂利用效率不高,无法完全发挥其降水增油作用。以经济净现值为目标函数,考虑矿场注入能力及地层条件限制建立约束条件,给出二元复合驱注采优化模型,并利用最优扰动近似梯度法进行求解。结果表明:在聚合物和表面活性剂总注入成本恒定的条件下,通过优化调配各注入井的聚合物质量浓度、表面活性剂质量分数和段塞尺寸,油藏累积采出程度相比均匀注剂方案提高1. 23%,经济净现值提高977. 8万元。优化结果说明提出的二元复合驱注采参数优化方法能够辅助设计高效合理的二元复合驱开发方案,对提高二元复合驱开发项目的经济、技术效益具有一定的指导意义。

深井薄层稠油油藏水平井注采参数优化设计

针对深井薄层稠油油藏注蒸汽散热效应较厚油层大的特点,在蒸汽吞吐增产机理分析的基础上,运用经济概算、数值模拟、分析类比方法,计算了热采水平井经济布井界限,重点对初期注汽强度、注汽强度周期递增量、初期排液量主要注采参数进行优化设计。研究结果为:水平井极限布井厚度为3 m,水平段长度200 m,位于油层中下部,初期注汽强度为12 t/m,将多个吞吐周期分为3个阶段,每个阶段的注汽强度周期递增量分别为20%,10%,0%,合理的注汽速度为10 t/h,初期采液量应控制在35 t/d。矿场应用取得很好的开发效果,该项研究成果为该类油藏的高效开发热采水平井提供了现场实施依据。

致密油体积压裂水平井CO2吞吐注采参数优化

致密油体积压裂水平井天然能量开发产量递减快,地层能量不足,采收率低。为此,开展了室内实验与矿场试验,结果表明,CO2吞吐在致密油藏开发中具有较好的适应性,是提高致密油藏采收率的一项有效措施,CO2吞吐的注采参数设计直接影响最终吞吐效果。通过水平井A井并结合室内实验数据,进行相关经验公式和数值模拟计算,以增油量和换油率为评价依据,在生产动态分析的基础上,优化了CO2吞吐时机、注入总量、注入速度等吞吐参数,为实际生产提供依据。

聚合物驱注采参数无梯度优化新算法

无梯度优化算法对最优化算法理论研究具有重要意义,已经被应用于许多实际问题的解决,也可以用来求解聚合物驱注采参数最优控制模型问题。针对有限差分随机逼近(FDSA)算法和同时扰动随机逼近(SPSA)算法的优缺点,提出了一种有限差分梯度引导的同时扰动随机逼近(SPSA-FDG)算法,建立了油藏数值模拟模型,开展了聚合物驱注采参数最优控制研究,并将3种算法的结果进行了对比和分析。结果表明:SPSA-FDG算法收敛性要好于FDSA算法和SPSA算法,且易于和任何油藏数值模拟器相结合,能够用来求解聚合物驱最优控制问题;与均匀注聚方案对比发现,采用由SPSA-FDG算法计算得到的优化方案,聚合物驱见效时间提前,含水下降漏斗加深,累积采出程度提高,油藏总体开发效果更好。SPSA-FDG算法可应用于其他化学驱油田以改善化学驱效果。

风城油田蒸汽辅助重力泄油启动阶段注采参数优化

克拉玛依风城油田2012年开始规模化推广应用蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开发技术,为保证循环预热效果、增加水平段连通程度、提高油藏开发效果,对启动阶段进行了注采参数优化研究。根据油藏数值模拟,确定了启动阶段的目标函数及注采参数,对＂两目标、三因素、三因子＂对比模拟进行敏感性分析,并对注采参数进行了优化。提出了启动阶段高压增温、低汽降耗的调控思路。启动阶段注采参数优化的结果为：预热压力应控制在低于油藏破裂压力0.5~1.0 MPa,水平段温度均匀后1~3 d增压,注汽速度在保证水平段温度均衡的条件下尽量降低。实例应用表明,该优化技术是实用有效的。

稠油油藏活性水驱注采参数优化

针对胜利油田尚二区油水流度比大导致的水窜问题,选取典型井组,运用单变量法和正交实验设计方法设定不同的注采参数方案,利用数值模拟技术预测各方案对应的开发指标,通过极差、方差分析从定性到定量研究注入浓度、注入时机、注入速度、注入年限、注入方式等对开发效果的影响。最优注采参数:注入浓度为0.30%,注入时机为含水率达到85%以后,注入速度为30 m3/d,注入年限为6 a,注入段塞为0.22倍孔隙体积。该研究为稠油油藏实施活性水驱开发提供了理论支持。

LD27-2油田稠油油藏蒸汽吞吐中后期注采参数优化研究

蒸汽吞吐是稠油油藏开发的最有效措施之一,但是对于海上油田的特殊条件,在进行蒸汽吞吐3~4轮后,即意味着进入蒸汽吞吐中后期。此时,如何调整注采参数,是海上稠油油藏高效开发的关键。针对LD27-2油田稠油油藏的开发特点,在地质建模和高度历史拟合的情况下,对LD27-2油田稠油油藏开发状况进行多轮次预测;基于生产历史拟合的油藏数值模型,开展了不同蒸汽干度、注汽强度、注汽强度递增等条件下A22H井和A23H井蒸汽吞吐至开采至10年的油藏数值模拟,明确不同注采参数的影响规律,优化了LD27-2油田稠油油藏蒸汽吞吐中后期注采参数。

金坛盐穴储气库注采运行参数优化设计研究

随着国家对能源需求量的日益增加,盐穴储气库在天然气应急调峰和能源战略储备中的作用越来越大。储气库的运行参数设计决定了库区的工作气量和日常调峰能力,是影响储气库经济效益的关键因素。以金坛储气库H1井为背景,建立三维地质力学模型,对腔体下限运行压力及采气速率进行优化设计和数值模拟计算,并引入稳定性评价指标对计算结果进行检验,探讨了盐穴储气库注采参数对腔体注采运行安全性的影响。结果表明腔体稳定性随下限运行压力的升高而增加,随采气速率的升高而降低,夹层和腔顶平直处是腔体安全性的薄弱位置。该研究可为盐穴型储气库注采运行参数设计提供参考。

基于井间动态连通性模型的注采参数优化方法

水驱油田开发过程中,由于储层非均质性以及注采参数与井网不匹配,造成优势通道发育,注入水低效无效循环严重。为了对注采井间各方向优势通道进行定量描述,基于物质平衡理论与叠加原理,在考虑井底流压变化的基础上,建立了油藏井间动态连通性反演模型——阻容模型,并运用人工蜂群算法进行求解,通过模型求解得到了不同注采井间的连通系数,经验证该系数合理表征了油藏井间动态连通程度。针对优势通道发育造成注水井在各注采方向上水驱不均衡、剩余油饱和度分布差异较大的问题,基于最优化理论,以当前各生产井含水率条件下生产井总产油量最大为目标函数,结合油水井动态生产数据,建立一种基于井间动态连通性模型的注采参数优化方法,并利用优化算法对该模型进行求解。实例应用表明:利用本文方法优化注采参数后,含水率得到明显控制,注入水驱替效率明显提高,并且本文方法仅需要油水井的动态生产资料,简单实用,对矿场具有较高的应用价值。