非均质油藏层间干扰室内实验优化

多层非均质油藏在合注合采开发时,受储集层岩性、物性、地层压力、流体性质等因素影响,层与层之间相互干扰。早期开展的并联驱替室内实验,无法有效地模拟油藏多层合采时各层间的流体交换,且所定义的干扰系数的物理内涵与注水开发渗流过程不符。为此,建立串并联组合驱替实验模型,模拟储集层层内岩性的变化。通过研究串并联驱替实验下不同渗透率岩心的产油量、含水率以及采收率,对干扰系数进行验证和再认识。研究结果表明:层间干扰的实质是不同储集层渗流阻力随着时间的变化,导致储集层流量分配发生改变;储集层非均质性是多层合采过程中形成优势渗流通道的主要因素。研究结果为后续开展层间干扰相关实验设计和非均质油藏合理高效开发提供了参考依据。

非均质油藏水驱优势渗流通道演化规律

现有技术较难定量表征整个开发过程中油藏深部优势渗流通道演化规律,尤其是非均质油藏的渗流规律较为复杂,影响了高含水期油藏的开发效率。文中根据不同特征非均质油藏水驱油实验结果建立了数值反演模型,基于渗流理论提出了标准化过流量的概念,定量表征优势渗流通道,研究了渗透率级差影响下的水驱优势渗流通道演化规律,探索了高含水期不同措施控水效果。研究表明:分支河道油藏、隔夹层泛连通油藏的优势渗流通道在无水采油期发育较均匀,见水后主要沿物性较好区域发育且通道体积快速减小;随注入量增加,优势渗流通道的扩展行为对采出程度贡献减小,且主要发育区域剩余油饱和度最低;非均质性决定优势渗流通道发育的位置及体积,渗透率级差的增大使更大体积的优势渗流通道集中快速发育,导致物性较差区域采出程度更低;分支河道油藏井网调整措施不能干预或阻断固有优势渗流通道走向,导致剩余油沿优势渗流通道运移至物性较好区域;隔夹层泛连通油藏开发层系调整使优势渗流通道沿采出井附近的窜流通道转向,但物性较差区域中部的剩余油仍未充分动用。将油藏数值模拟与新定量表征方法相结合,不仅能应用于文中的研究对象,也可应用于其他油藏,为开发改善措施的制定提供理论支撑,具备一定应用价值。

非均质油藏高含水期注采优化改善开发效果研究

结合油藏开发阶段及特点,利用相控建立高含水期模型,研究平面非均质、层间非均质、注采比、采液速度、高含水关停井及水动力学注采方式对开发效果的影响;在经济评价的基础上,利用综合评价方法明确非均质油藏高含水期影响开发效果的主要因素,并提出科学合理的液流优化对策。研究表明,中渗非均质油藏高含水期周期注水能提高开发效果,不同相带周期注水方式不同。河道-河道注采时,水井通过短注长停方式能减缓含水上升;河道-侧翼注采,水井可通过长注短停方式提高采出程度;侧翼注采,水井采用对称周期注水方式能有效挖潜油层剩余油。典型某区块不同相带合理的采液强度不同,河道相合理采液强度为4.0 m^(3)/(d·m),河道侧翼合理采液强度为3.0 m^(3)/(d·m),可达到均衡采出,调整流线、控水稳油的目的。

高温非均质油藏聚合物凝胶调驱实验研究

华北油田高温非均质油藏经过长期开采后,含水率高且非均质性进一步增强,而常规化学驱油措施控水增油效果较差。针对这一问题,通过室内体系筛选、物理模拟与理论分析相结合,研究了聚合物凝胶的抗高温性能、调剖效果以及控水增油能力。结果表明:筛选出的凝胶体系具有优异的抗高温性能与黏弹性模量,完全成胶后黏度最高可达4371.2 mPa·s,经30天高温老化后,黏度保留率为90.5%,弹性模量和黏性模量分别为10.4和1.3 Pa。同时该体系具有较强的封堵能力,在一定渗透率级差范围内,该体系的剖面改善能力与控水增油能力随着渗透率级差的增大而增大。当渗透率级差从2.13增加到8.16时,调剖后剖面改善率从58%增加到92.8%;当渗透率级差从2.06增加到8.08时,调驱后采收率增幅从10.2%增加到19.5%。

均质油藏试井解释模型研究

油气井开发过程中,均质油藏具有一定的特性。为了计算测试井的特性参数,基于渗流力学基本理论,创建了均质油藏试井解释模型,选取Stehfest拉式逆变换数值反演算法,在压力、压力导数图版拟合方法的基础上,获得典型试井分析样板曲线,进而估算出反映储层特征的参数。研制的压力反演解释软件可以通过不同的反演算法获得均质油藏的储层特性参数,如地层渗透率、无因次表皮系数、无因次井筒储集系数等,反演精度可达到90%以上。数值反演过程仍然需要人工参与,拟合点选择不同,反演结果会呈现不同程度的误差。

交联聚合物封堵平面非均质油藏物理模拟

利用平面非均质填砂模型进行了有机交联聚合物封堵的油藏物理模拟实验 ,对比研究了水驱、聚合物驱和交联聚合物封堵对开采效果的影响。通过布置 4 9个高精度的压差传感器测量交联聚合物封堵过程中油藏压力场的动态变化 ,用数码相机照相定性地观察了油藏流体变化情况。实验中发现 ,交联聚合物封堵最终采收率比水驱提高 33% ,比聚合物驱提高 14 %。交联聚合物能有效地封堵高渗条区 ,形成“段塞” ,改变了油藏内流体流动方向 ,扩大了波及范围 ,驱替出低渗区的油 ,提高了采收率。

非均质油藏聚合物驱提高采收率机理再认识

以大庆、大港、长庆等油田的储集层岩石和流体为模拟对象,探讨了非均质油藏聚合物驱提高采收率的机理和技术途径,通过对比“等黏度”和“等浓度”条件下普通聚合物溶液、甘油、“片-网”结构聚合物溶液和非均相弱凝胶等的驱油效果,论证了聚合物类驱油剂黏度与驱油效果间的关系,提出了改善聚合物驱效果的方法。研究表明,聚合物在多孔介质内因滞留作用进而扩大注入水波及体积是聚合物驱提高采收率主要机理,而聚合物类驱油剂黏度与驱油效果不存在正相关性,具有“片-网”结构的聚合物虽然增黏能力较强,但与储集层岩石孔喉结构的配伍性较差,其可注入性和抗剪切性较差;非均相弱凝胶体系在多孔介质内具有较强的吸附、捕集作用,容易在储集层岩石孔隙内滞留,在高渗透层(区域)能够建立有效的渗流阻力,与具有“等黏度”或“等浓度”的聚合物溶液相比,扩大波及体积能力更强;长时间注入聚合物类驱油剂,势必会导致吸液剖面反转,大大降低聚合物驱开发效果,采用“高滞留”与“低滞留或不滞留”驱油剂交替注入,可进一步改善聚合物类驱油剂驱油效果。

非均质油藏化学驱波及效率和驱替效率的作用

利用我国自行研制的ASP数值模拟软件及正韵律二维剖面地质模型 ,分别模拟了水驱、聚合物驱、三元复合驱的驱油过程 ,分层计算了采收率、剩余油饱和度、波及效率和驱替效率 ,进行了指标对比。研究结果表明 ,对于非均质性严重的油藏 ,不同层段的波及效率和驱替效率所起的作用不同。在高渗透层段 ,以提高驱替效率为主 ;在低渗透层段 ,以提高波及效率为主 ;在中等渗透层段 ,提高波及效率和提高驱替效率作用相当。由于水驱后 ,剩余油大部分集中在上部 ,低渗透层段是提高采收率的主要潜力层段 ,提高上部低渗透层段的波及效率对于提高总体采收率具有重要的作用。对于非均质性严重的油藏 ,先调剖再注三元复合体系段塞 。

非均质油藏双水平井SAGD三维物理模拟

为了改善双水平井SAGD开发过程受储层非均质性影响的问题,利用自主研发的双水平井双管柱结构三维比例物理模型和已有的注蒸汽三维模拟实验系统,研究了油藏非均质性对SAGD蒸汽腔展布的影响规律。研究结果表明:当储层存在平面非均质性时,双水平井SAGD在开发过程中存在蒸汽腔发育不均匀、水平段油藏动用程度较差等现象,影响了SAGD的开采效果;水平井采用双管柱结构可提高水平段油藏动用程度;合理的注采参数、有效的操作压力、较高的蒸汽干度以及稳定的生产井井底饱和温度与实际温度的差值控制均可有效改善开发效果。根据物理模拟实验的结果总结了双水平井SAGD生产各阶段的注采调控方法,将其应用于油田现场取得了较好的开发效果。

采油速度对不同黏度均质油藏水驱特征的影响

基于均质油藏水驱油物理模拟实验,研究不同黏度均质油藏在不同采油速度下的水驱特征。低黏度油藏（黏度小于5 m Pa·s）水驱波及均匀,流线粗。随采油速度的提高,注水沿油层底部突进减弱,纵向波及更均匀,油层顶、底面波及系数差异减小。低黏度油藏高速开发无水期采出程度明显高于低速开发,含水上升速度低于低速开发,适宜高速开发模式。中高黏度油藏（黏度5~50 m Pa·s）水驱过程中注入水表现出明显的指进现象,水驱流线细,水驱波及不完全,流线间波及程度弱,油层顶、底面波及系数差异大。随采油速度的提高,中高黏度油藏水驱流线更细,波及更不完全,油层顶、底面波及系数明显降低。中高黏度油藏高速开发见水时间短,无水期采出程度明显低于低速开发,含水上升速度高于低速开发,不适合高速开发。

多层非均质油藏双分支井产能影响因素分析

针对多层非均质油藏地层之间压力不平衡的特点,建立了多分支井半解析产能预测模型,分析了双分支井产能的影响因素。结果表明,由于分支之间存在干扰,分支夹角越小产能损失越大;两个分支所在地层的条件差别越大,产能高的分支越不易发挥最大潜力,从而影响总产量;井筒中摩擦压降和汇合点处的压力损失对分支井的产能的影响不大。因此,在设计双分支井时,应尽量增大分支之间的夹角,分支汇合点尽量远离油层;分支井的井底流压不大于任何一个分支处的地层压力;两个分支应尽量选取生产压差接近的油层,这样就可以使两个分支都能发挥产能潜力。

平面非均质油藏均衡水驱调整方法研究

针对平面非均质油藏注采不均衡的问题,运用数值模拟和油藏工程方法,提出了基于多参数定量计算的均衡水驱调整方法。研究表明,井距调整和驱替压差调整是实现平面非均质油藏均衡水驱的2种有效方式。根据储层平面非均质性、流体分布状况与注采井距、驱替压差之间的水驱平衡关系式,可定量调整不同方向注采井距和驱替压差的大小及比例。实际油藏应用表明,均衡水驱调整能够减小储层平面非均质性对水驱开发的影响,提高注水利用率,有效改善油藏开发效果。

低渗透非均质油藏提高采收率实验研究

低渗透非均质砂岩油藏水驱开发时,注入水易沿渗透率相对高的部位窜流,而低渗透层动用程度差,整体开发效果不佳。对此类油藏,研究水驱后进一步改善开发效果的可行性,并探索提高低渗透层动用程度的有效方法具有重要意义。本文通过长岩心物理模拟实验,考察了低渗透非均质砂岩油藏常规水驱后,依次采用间歇开采、注氮气、水气交替注入等方法对改善开发效果的作用,也探讨了该类油藏水驱后进一步提高采收率的可行性。实验结果证明,通过采取合理方法可以在水驱基础上进一步提高采收率。其中采用间歇开采最多可以获得采收率近7%,但作用有效周期少;注入氮气可以得到约6%采收率,但在气窜后易导致注入气无效循环;水气交替注入方式效果最明显,可以进一步提高采收率15%左右。

低渗透非均质油藏动用程度评价新方法

根据低渗透非均质油藏的特点,分析了启动压力梯度、纵向非均质性、小层厚度和平面砂体厚度展布对该类油藏开发的影响。从势能叠加原理出发,推导出该类油藏小层有效驱动半径计算公式。根据该公式建立低渗透非均质油藏动用程度评价方法。实例分析表明,该方法具有预测精度高、简便和实用等优点,能为进一步有效开发低渗透非均质油藏提供一定的指导。

低渗透均质油藏不稳定渗流压力计算

针对低渗透均质油藏存在低速非达西渗流的问题,建立了考虑启动压力梯度影响的低速非达西渗流均质油藏有效井径数学模型,获得了地层压力和井底压力计算公式,绘制了低速非达西渗流均质油藏瞬时井底压力和地层压力曲线,讨论了启动压力梯度、生产时间、渗透率等参数对井底压力和地层压力曲线的影响。研究表明,由于启动压力梯度的影响,在无限作用径向渗流阶段,压力导数曲线不再出现水平的径向流直线段,而是逐渐上翘,该特征区别于一般的均质油藏压力动态曲线。由于生产时间和启动压力梯度的影响,低渗透油藏中油井正常生产时井底压力和地层压力均消耗较大,导致井底压力和地层压力均较低,压力传播速度较慢。

运用摄动边界元法研究非均质油藏稳定渗流

建立非均质油藏稳定渗流的摄动方程 ,利用边界元方法对其求解。求解时引入了“Pad啨逼近方法” ,有效地加快了解的收敛速度 ,提高了解的收敛能力。利用该方法可以获得复杂边界非均质油藏的压力分布 ,并通过实例证明该方法的有效性。

非均质油藏微球乳液调驱物理模拟实验研究

为了评价JYC聚合物微球乳液调驱技术在非均质油藏中的适应性,通过室内物理模拟实验,测定了纳米级JYC微球乳液在非均质物理模型中分流量的变化规律;通过并联模拟岩心驱油实验,分析了不同浓度和注入量的微球乳液提高采收率效果,优化注入段塞.实验结果表明:新型微球乳液性能稳定且注入性良好;能够有效改善注入水在非均质储层中的分流量,扩大波及体积,启动低渗层原油,且能提高水驱后高渗层的驱油效率;适宜注入质量浓度为2 000 mg/L,注入量大小和储层非均质性密切相关.该调驱技术能够有效改善非均质油藏开发效果,进一步提高原油采收率.

非均质油藏的岩石渗透率合成方法研究

渗透率合成方法经常应用在石油储量计算、油田开发方案编制和油藏数值模拟等油藏工程研究中,主要包括垂向上不同层段渗透率的合成以及沿渗流方向不同渗透率带渗透率的合成。根据达西定律及建立的渗流模型,经过数学推导,得到垂向和水平方向两类渗流模型的渗透率合成公式。其中,垂向上不同层段渗透率的合成按流量叠加原理进行推导,而沿渗流方向不同渗透率带的合成则按不同渗透率带的压差叠加原理进行合成。结合石油地质、开发研究工作的具体情况,用室内实验实测数据进行了验证,计算结果的误差为0.28%-5.35%,基本上在允许的范围之内。

非均质油藏开发规律研究

通过反解洛伦兹曲线,得到相同渗透率均值的不同非均质程度油藏的渗透率分布,据此建立了典型油藏地质模型。采用数值模拟方法,研究了非均质油藏开发规律,结果表明:渗透率变异系数小于等于0.2时,油藏可视为均质的,正、反韵律油藏注入水均沿高渗透层突进,渗透率剖面与含水率剖面具有一致性,且反韵律油藏含水率剖面比正韵律油藏变化更为平缓,正韵律油藏最终采收率与渗透率变异系数成修正的逻辑斯蒂函数关系;当渗透率变异系数小于0.4时,最终采收率随渗透率变异系数的增加缓慢下降;当渗透率变异系数大于0.4时,最终采收率随渗透率变异系数的增加下降较快,正韵律油藏含水率与可采储量采出程度成经验函数关系,反韵律油藏最终采收率高于正韵律油藏,含水率上升速度始终低于正韵律油藏,且中等非均质程度时差异较大。

CO_2驱低渗非均质油藏抗高温封窜剂的性能研究

针对高温低渗非均质油藏CO2驱普遍存在的气窜问题,研制了耐温抗盐CO2气驱封窜剂,考察了其抗盐性和封堵性。在135℃条件下,封窜剂最佳配方为:4.5%丙烯酰胺、0.2%阳离子改性剂、0.2%乳化型引发剂、0.25%甲醛、0.005%N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和0.8%缓聚剂。其抗盐能力强,Na+、Mg^(2+)、Ca^(2+)的使用范围分别为:Na+<25 g/L、Mg^(2+)<15 g/L、Ca^(2+)<12 g/L。封堵实验结果表明,成胶时间越长,封堵率越高,成胶时间大于40 h时的封堵率约98%;随着堵剂注入量的增加,填砂管封堵率提高,注入量为0.6 PV时的封堵率可达91.5%;该堵剂有良好的选择性封堵能力,可将高渗填砂管渗透率降低92.5%。对CO2气驱的封窜能力强,可提高原油采收率11.2%。