新型产甲烷菌系提高极限含水油藏采收率技术

我国东部老油田已整体进入特高含水开发阶段,呈含水上升快、采油速度低、水驱效益低等开发特征,现有提高采收率技术已无法实现原油的经济采出,亟需建立接替技术。为此,以胜利油田某聚驱后油藏为试验区,开展了油藏菌群结构分析、新型产甲烷菌系的激活产气、油藏适应性及驱油性能研究,探索新型产甲烷菌系在这类油藏的应用潜力。研究结果显示,试验区油藏具有丰富的石油烃降解菌,有利于生物气化技术的实施。模拟试验区油藏条件下,新型产甲烷菌系与油藏内源微生物有较好的相容性,90 d每克原油的产气量达到3.12 mmol,是单独激活油藏微生物产气量的4.5倍,且产生的气体中甲烷气占比达到78%。菌群结构分析显示,新型产甲烷菌系占比达到35.9%,是产气速率大幅提升的关键。适应性研究结果显示,在油藏温度低于65℃、原油黏度小于1 356 mPa·s条件下,新型产甲烷菌系均展示了良好的产气性能。利用实验室设计的物理模型,评价了该菌系产气提高驱油性能,结果显示,注入该菌系后产气作用有效动用了模型顶部的剩余油,极限含水条件下驱油效率提高5.4个百分点;在此基础上提出了生物气化技术提高极限含水油藏采收率的机理。

江苏油田复杂小断块高含水油藏注采井网优化技术

江苏油田复杂小断块油藏经过长期的注水开发后,目前处于中高含水开发期。现阶段储层非均质性对注采井网的影响更加突出,局部存在低效无效注水循环问题,亟需优化调整注采井网。根据非均质油藏剩余油富集类型和影响因素,在原井网基础上,利用油藏数值模拟方法,开展相控条件下的注采井网优化技术政策研究。根据模拟结果,确立了抽稀井网和转注高含水油井两种注采井网优化技术的政策界限,指导陈2断块、韦2断块注采井网优化调整,取得了良好的应用效果,为改善高含水油藏水驱开发效果提供了技术支撑。

高含水油藏CO_(2)驱油与封存联合优化研究

为实现高含水油藏CO_(2)驱采收率最高、CO_(2)封存量最大的多重目的,考虑CO_(2)注入成本、驱油及封存收益等指标,建立基于经济净现值(NPV)的高含水油藏CO_(2)驱油与封存联合优化目标函数,结合油藏数值模拟方法,运用随机扰动近似梯度算法(SPSA)对优化目标函数进行迭代求解。以胜利油田某高含水油藏为例,根据不同时刻油藏含水率不同的特点,设置不同转注CO_(2)时机,分别开展注水和注CO_(2)方案优化,对比2种注入方式下生产动态及NPV差异,分析注CO_(2)时机对累积产油量及CO_(2)封存量的影响,并确定最优转注CO_(2)时机;此外,设置不同CO_(2)注入价格、封存补贴方案,分析其对经济效益的影响。研究结果显示,为使高含水油藏CO_(2)驱项目盈利,转注时含水率应低于0.97;当CO_(2)注入价格为1.2元/m^(3),封存补贴为0.114元/m3时,高含水油藏转注CO_(2)时机越早,收益越高。

高含水油藏CO_(2)驱油与地质封存机理研究现状及待解决的关键问题

为实现中国碳达峰、碳中和的长远目标,将化石能源燃烧生成的CO_(2)捕集后注入到高含水油藏,不仅可提高原油采收率,而且能在油层中实现CO_(2)地质封存,有利于实现油气增产和降低碳排放的双重目标。针对高含水油藏的特点,从CO_(2)驱油和地质封存机理、赋存方式、埋存量计算方法以及CO_(2)运移、泄漏风险预测与评价等方面进行了全面回顾。基于高含水油藏CO_(2)驱油与地质封存的中外研究现状,结合与之密切相关的科学领域及其矿场面临的难题,提出了CO_(2)与储层岩石和流体反应、驱油机理和封存方式、赋存量、封存效率、泄漏与风险防控等亟需深入研究的10个关键问题,为CO_(2)驱油与地质封存研究方向及产业化技术储备提供参考。CO_(2)驱油与地质封存问题的解决,对服务于“碳减排”和“碳增汇”,实现中国的碳达峰、碳中和战略目标具有重要意义。

特高含水油藏不同井网流场调整模拟与驱油效率

流场调整是注水开发油田特高含水后期挖掘剩余油的有效手段。注水开发油田进入高含水开发期后,油水井间逐步形成优势流场,注入水无效循环,降低油藏开发效果。根据流场调整的工作原理,利用Python语言进行编程,建立由标准行列式井网排列为基础的流场调整模型,并进行网格划分,分别将井网流场流线转变角度27°、45°,采用有限差分方法,对流场调整前后的优势流场范围进行二维数值模拟,得出九点法和五点法调整井网模拟显示驱油效率高,M形井网驱油效率相对较低,转流线调整45°效果较好。上述流场调整模拟效果对井网调整提高高含水油藏原油采收率具有一定参考价值。

高含水油藏注气提高采收率室内研究

以NT油藏为研究对象,针对NT油藏低孔低渗、非均质性强、含水率高的特点,对原油可动饱和度以及注气驱油特征进行了研究。试验结果表明,氮气驱后转氮气泡沫驱可以有效封堵高渗层。泡沫沿着优势渗流通道进入高渗层,完成对高渗岩心的封堵作用,扩大氮气在低渗岩心的波及体积,提高低渗岩心的采出程度;气水交替驱适合注水突破时转注,注水突破转气水交替驱,突破时间晚,气油两相接触时间长,有利于降低原油密度黏度;气水交替驱适合采用0.05 HCPV段塞体积,能维持泡沫的稳定性,气体突破时间晚,封堵效果较为明显。

边底水发育低渗透高含水油藏剩余油精准挖潜技术

以靖边DW区延9油藏为例,采用物质平衡法计算剩余油储量,明确了剩余油类型和分布规律,找出了针对不同类型剩余油的精准挖潜技术,并选择典型井组进行了现场实施,结果表明:研究区单井平均剩余地质储量2.45×10^(4) t,剩余油潜力较好;剩余油的成因可分为单一层内剩余油、双层系层间剩余油和复杂多层系层间层内剩余油;根据剩余油类型精准挖潜的重点不同,通过完善注采对应、精准补孔等措施可改变液流方向,达到精准挖掘剩余油的目的。现场试验结果表明,剩余油精准挖潜措施能够显著提高超低渗透油藏水驱开发后的采收率,措施后日产油量平均增幅达到215%,含水率平均降低幅度达到11.5%,达到了良好的降水增油效果,可在同类油藏中进一步推广应用。

高含水油藏转注蒸汽三维物理模拟研究

针对吉林扶余油田某水驱区块在注水中后期地层可能存在次生水体和高渗通道的情况,利用三维高压比例模型,进行了水驱后转蒸汽驱物理模拟研究。结果表明,在水驱正韵律油藏的下部存在着因高含水饱和度导致的高水相渗透率通道。在转注蒸汽后,蒸汽首先沿着该通道进入油层。随着累积注汽量增大,蒸汽逐渐向油层中上部波及,最终可以实现油层纵向上的均匀波及。这不仅可以在水驱基础上较大幅度提高采收率,还能有效降低综合含水率。同时,为研究单一薄层油藏采用水平井蒸汽驱的可行性进行的不同井网蒸汽驱实验结果表明,对于薄层蒸汽驱,水平井注汽井的开采效果要优于垂直注汽井,但也存在水平段吸汽不均衡的现象。

特高含水油藏综合调整效果的模糊评价方法

建立了特高含水开发期油藏综合调整效果评价指标体系,分为注采状态评价指标、开发动态评价指标、经济效益评价指标等3大类,包括井网密度变化率、注采对应率变化值、水驱储量控制程度变化值、含水率评价系数降低值、存水率评价系数降低值、平均年增油程度、采收率增加值、耗水量降低值、产出投入比等9项子指标。基于模糊综合评判原理和层次分析法,提出了综合调整效果的模糊综合评判方法。对胜坨油田'十五'期间12个综合调整单元的调整效果进行了模糊评价,结果表明,该方法能综合反映多方面的调整效果。

高含水油藏细分注水层段组合优选方法研究

针对高含水期油藏层系细分后层间干扰依然严重、层间矛盾突出、注入水无效循环等问题,细分注水技术为提高注水利用率和改善注水开发效果提供了有效手段,其成功的基础是根据各小层物性资料和开发动态确定合理的层段组合。为此,采用最优分割法,综合考虑影响细分注水层段组合的各种动静态因素,将判别分析中的费歇准则思想与反映细分注水开发效果的各种指标以及主客观权重方法相结合,引入层段直径概念,建立定量化的细分注水层段划分方法,从而快速地确定最优层段划分方案。实例分析与油藏数值模拟表明,该方法结果可靠、计算简便,便于实际操作,有助于指导多层油藏高含水期的细分注水调整。

特高含水油藏复合驱技术提高采收率研究

针对双河油田IV5-11层系特高含水油藏条件,筛选出SP二元复合体系、ASP三元复合体系的优选配方,分别为2000 mg/表面活性剂SH6+1500 mg/L聚合物ZL-II和8000 mg/LNa_2CO_3+2000 mg/L表面活性剂SH6+1500mg/L聚合物ZL-II,并对比评价了两种体系的热稳定性能、多次吸附性能和岩心驱油效果。实验结果表明,在81℃、7.34 s^(-1)下优选出的SP二元体系、ASP三元体系的黏度分别为74.6mPa·s和46.5mPa·s,与原油间的界面张力分别为3.64×10^(-3)和3.89×10^(-4)mN/m,ASP三元体系与SP二元体系相比,界面张力有一个数量级的下降,黏度下降37%。81℃老化120 d后,APS三元体系的黏度保留率高于SP二元体系,界面张力始终维持在10^(-4)mN/m数量级,较SP二元体系低两个数量级,长期稳定性能优越于SP二元体系。ASP三元体系在与天然油砂重复接触5次以后,界面张力从3.63×10^(-4)mN/m增至4.67×10^(-3)mN/m,仍维持在超低数量级,且非均质岩心驱油效果整体比SP二元体系高3%~5%。因此采用三元复合驱技术作为双河油田IV5-11层系在特高含水阶段水驱后大幅度提高采收率的接替技术。经过两年的的矿场试验,区块已经见到较好的增油降水效果。

高含水油藏全生命周期剩余油挖潜三参数研究

针对高含水油藏剩余油主要分布在油层顶部及井间的特点,冀东油田积极探索前期水平井+CO2吞吐、后期转水平井气顶重力驱的全生命周期剩余油挖潜新模式,扩大波及体积与提高驱油效率并重,实现剩余油的高效挖潜。在全生命周期剩余油高效挖潜的过程中,水平井布井参数、完井参数、生产参数的研究最为关键,因此,文中从矿场统计及数值模拟2个方面,重点阐述了如何构建各个开发阶段三参数技术体系,进而满足全生命周期开发的需要。

高含水油藏动态局部网格加密技术

高含水期油田剩余油在空间分布上具有高度零散的特点,粗网格计算已无法满足该阶段的模拟精度要求,细网格计算将消耗大量的计算机内存及CPU时间,甚至由于数值弥散导致计算结果失真。为准确确定油水驱替前缘,进一步量化高含水期的剩余油分布,建立了以含水率及含水饱和度为计算标准的动态局部网格加密技术(DLGR)。该技术能实现局部加密区域随时间改变从而更好地追踪油水驱替前缘。通过粗网格、细网格及动态加密网格实例计算对比,动态局部网格加密的模拟结果与细网格的模拟结果接近,而CPU运算时间减少80%。该技术实现了细网格的模拟精度,极大地提高了模拟速度,缩短了模拟周期,节约了计算成本。

高含水油藏注氮气开采效果分析

注气提高采收率是高含水油藏、低渗油藏、水敏油藏改善开采效果的有效技术。针对五2西克下组油藏建立2个注氮气驱方案,对比预测了各方案的开采动态指标,并进行了经济效果分析。数值模拟研究结果及开采效果评价分析表明,该油藏采用气水交替的注气开采方式能够改善油藏高含水后期开采效果。

高含水油藏井网重组与二元驱复合增效——以南襄盆地双河油田Ⅳ5—11层系为例

针对高含水油藏开发后期面临大幅度提高采收率的难题,以南襄盆地泌阳凹陷双河油田Ⅳ5—11层系为例,提出了井网重组与二元驱复合增效技术。鉴于研究区油砂体平面叠合情况、物性差异等地质特点,以及纵向单层动用程度差别大的状况,首先采用相似性的原则,对层系井网细分重组;同时对原井网开展注采井网完善、充分利用水平井挖潜等方式,对研究区进行了井网三维立体重组加密调整。根据油藏特点,在兼顾经济效益的前提下,主力油砂体采用二元复合驱,其他非主力油砂体进行水驱调整挖潜。采用正交设计方法优化注入参数。研究表明,采用井网重组与二元驱复合增效技术,能够大幅度提高高含水油藏采收率,比"复合驱"与"井网调整"二者单独作用之和高出2.19%。

鄂尔多斯盆地高含水油藏李家岔长6油藏成藏机理

通过70口探井地质资料的统计,分析李家岔长6油藏高含水的原因并探讨该类高含水油藏成藏机理.认为油源不足和低孔、低渗的储层条件是造成本区油藏高含水的重要原因.距离生油中心较远,本地烃源岩相对较差,生烃量小,油气进入长6储层的动力较低,生油中心的油气需通过较长距离的运移才能进人圈闭,油驱水过程进行得不彻底,是高含水油藏形成的主要机理.

含水油藏的形成、评价和勘探——关于一种可能的新油藏类型的探索

含水油藏一般见于中 -低孔、低 -特低渗透率碎屑岩储层中。严重的非均质性是其突出特点。微观上 ,碎屑岩内部具有赋存液态石油的自流孔喉系统和饱和着原生地层水的滞流孔喉系统双重孔隙结构。其中 ,自流孔喉系统中含有自由水 ;滞流孔喉系统中主要赋存有微细孔隙水、微孔隙水、死孔隙水、和分子结合水。滞流孔喉系统在岩石孔隙体积中占有相当大的比例 ,制约着油水的产出情况 ,并导致了多数含水油藏的含油饱和度不足 5 0 %。含水油藏 (层 )形成的地质条件主要与二连中生界裂谷盆地群碎屑岩结构、组分成熟度过低及因成岩作用而物性急剧变差有关。在当前经济和技术条件下 ,含水油藏尚处于商业开采边沿 ,因此 ,应依据岩心含油、岩心滴水试验、气测录井、薄片鉴定、物性分析、压汞试验、核磁共振测量、油层测试等方面的特征 ,尽早对含水油藏 (层 )进行动态识别与评价 ,以避免实物工作量的无效投入。

特高含水油藏开发后期深部调驱+二氧化碳吞吐技术

针对中高渗砂岩油藏进入特高含水开发后期,油藏优势渗流通道极其发育,常规控水稳油对策无法抑制含水持续升高的问题,利用深部调驱封堵优势渗流通道,改变液流方向,挖潜水淹路径绕流区剩余油,同时,利用CO_2吞吐降低原油流动性,提高井间驱油效率。研究结果表明:利用深部调驱+CO_2吞吐技术,可实现井间压力平衡,扩大驱替波及体积,达到降水增油的目的。该项技术在南堡凹陷Ng_1~2油藏实施1 a后,累计增油1.82×10~4t,含水降低12.4个百分点,采收率提高1.6个百分点。研究成果对特高含水油藏进一步提高采收率具有重要意义。

中高含水油藏矢量化井网设计方法研究

针对老油田开发中后期的中高含水阶段,考虑不同方向上油井的储层静态以及开发动态的差异,按照不同方向上的油井在某一时间段内剩余可采储量采出程度相同的原则,提出了矢量化井网设计方法,从而保证不同方向上的油井同时达到经济极限。利用该方法在SN油田S7块的井网调整中进行了实际应用,验证了该方法的可靠性。

高含水油藏微观剩余油渗流机理与孔喉动用特征

基于港东油田密闭取心分析化验,开展微观渗流机理特征、孔喉动用特征及水驱过程中不同孔径剩余油饱和度定量分布研究。数学物理推理表明,毛细管半径与渗流流速呈平方级数关系,这种关系得到压汞实验数据分析及微观渗流实验证实。通过核磁共振成像岩心微观驱替实验分析,认为水驱过程中不同岩样、不同驱替阶段、不同注水倍数水驱后剩余油分布情况不同。驱替20 PV以前,中、大孔喉水驱效果较好,小孔喉的油少量动用;驱替20 PV以后,主要是小孔喉的油被驱替出。小于0.01μm的微孔喉表现为先微幅升高后回落,最终回到原始状态。实验表明,水驱油主要发生在中、大孔喉及部分小孔喉中,对微孔喉中剩余油无明显效果。