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。

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏井网优化

碳酸盐岩缝洞型油藏具有储集体规模差异大、空间离散性强,井间缝洞连通结构复杂、流体流动模式多样等特征。缝洞控制程度低,储量动用不均衡,生产效果差异大,常规砂岩油藏规则和不规则井网部署方式均不适用,需要建立一种匹配油藏特点的井网构建与优化方法。将物理模拟实验和理论分析相结合,采用“立体化”、“系统化”的井网构建思路,丰富空间结构井网的理论内涵,深化重力驱替理论在空间结构井网构建中的根本性认识。建立以缝洞结构、连通关系、储量动用、能量状况和注采结构为主线的井网设计方法和六步法井网构建流程。总之,流体密度差是重力置换的主导因素,缝洞连通结构的位势差是纵向驱替的重要驱动力,主次通道的驱替速度差是垂向平衡的关键,是缝洞型油藏空间结构井网提高采收率的增效机制。

塔河油田缝洞型油藏耐高温耐高盐强化泡沫体系研制与性能评价

塔河油田缝洞型油藏实施氮气驱后面临单向受效、气窜等突出问题。为有效控制气窜及扩大波及体积,研制了新型耐高温耐高盐强化泡沫体系——双重交联高分子凝胶泡沫体系,并在塔河油田东部老区开展了强化泡沫复合氮气驱试验。室内实验和矿场试验表明:新型强化泡沫体系采用0.3%阴-非/阴离子复合型协同增效起泡体系和0.7%高分子凝胶稳泡体系合成,凝胶大分子团聚体在泡沫液膜上发生二次交联,形成双重交联高分子凝胶泡沫体系。该强化泡沫体系能在温度为140℃、矿化度为240 g/L、含油饱和度为50%的条件下强稳定,满足了塔河油田缝洞型油藏地质条件的需求。矿场实施强化泡沫复合氮气驱试验10井次,其中9井次有效控制了气窜并扩大了波及体积,增产效果显著,从而证实强化泡沫复合氮气驱技术是一项可行的适用于缝洞型油藏的提高采收率技术。

塔河油田缝洞型储集层类型综合识别

为了实现塔河油田连通缝洞结构的识别,以大尺度储集层地震雕刻成果为参考,基于钻井、录井、测井、示踪剂等资料,识别井周和井间储集层类型;通过静态和动态监测方法,确定缝洞型储集层识别方法的特征参数,提高了缝洞单元内储集层类型识别的可靠性。综合静态和动态方法识别的储集层类型,按照空间位置关系构建连通的缝洞结构。在X缝洞单元内的单井缝洞结构识别中,相较单一静态或动态的储集层类型识别方法,该方法提高了缝洞结构识别的可靠性。

塔河油田西部斜坡TH10421井区中—下奥陶统迷宫型缝洞结构特征

为了明确塔河油田上奥陶统厚覆盖区TH10421高累产井区的古岩溶洞穴成因及缝洞结构关系,利用古地貌恢复、地震属性提取、缝洞体雕刻等方法,厘清研究区地表水系分布特征、断裂特征、洞穴空间结构,首次识别出塔河油田TH10421井区的缝洞系统为洪水成因迷宫型洞穴系统,并结合油藏动态生产特征分析迷宫型洞穴系统的缝洞体连通关系。研究结果表明:TH10421井区发育共轭型次级走滑断裂网络,网格状断裂为迷宫型洞穴提供初始溶蚀通道;加里东运动中期Ⅱ幕地表岩溶湖泊提供高流量岩溶水补给,岩溶水沿网格状断裂下渗注入一间房组形成迷宫型洞穴;岩溶水顺断裂的溶蚀表现为同时性、选择性特点,造成TH10421井区迷宫型洞穴在不同方向断裂和不同深度上的溶蚀程度差异较大,东部浅层洞穴管道的连通性好,西部浅层洞穴管道的连通性较差,深层缝洞的连通性好。

塔河12区缝洞型油藏剩余油分布数值模拟研究

塔河12区油藏是典型的缝洞型油藏,前期采速高,产量下降快,剩余油分布十分复杂。为研究剩余油分布情况,提炼了三种典型缝洞结构模型,分别是双溶洞左右排列组合模型、表层岩溶缝洞组合模型和双溶洞上下排列组合模型。采用Fluent软件模拟探究了缝洞结构差异性、生产压差、注采方式、注水速度和缝洞连接位置对剩余油分布的影响。结果表明,不同的缝洞结构模型在注水开发后,剩余油分布情况差异较大,且受其他开发参数的影响程度不同。生产压差对剩余油分布无明显影响;溶洞低注高采具有更好的开发效果,剩余油分布也更加集中;较高的注水速度下采收率更高;缝洞连接部位对剩余油分布有一定影响。此外,针对主要的剩余油分布类型给出了相应的挖潜建议。

碳酸盐岩缝洞型油藏流固耦合下的油水两相流动特征

为提高缝洞型碳酸盐岩油藏采收率,探究其流固耦合下的油水两相流动特性,根据不同介质中的流体流动规律,建立了Stokes-Darcy两相流体流动模型;基于有效应力原理和广义胡克定律,建立了适用于缝洞型碳酸盐岩油藏的油水两相Stokes-Darcy流固耦合数学模型;分别针对有无流固耦合的缝洞型碳酸盐岩油藏,进行了宏观和细观的油水两相流体流动模拟。研究结果表明:油藏有无流固耦合作用,其油水两相流体流动特性在基质区差异较大,在溶洞内差异较小,注水速度对缝洞型碳酸盐岩油藏的油水流动影响较大。

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.

塔河油田缝洞型油藏注水替油井失效特征及其影响因素

塔河油田实施注水替油生产是单井缝洞单元提高采收率的主导技术,但是失效井比例逐步增大,极大影响了注水开发效果。在分析该油田注水替油改善开发效果作用机理的基础上,对注水替油井进入失效阶段的主要动态特征进行了总结。结果表明,溶洞型、裂缝—孔洞型、裂缝型3类储集体注水替油井失效特征存在明显差异,但整体上裂缝型储集体注水替油井较溶洞型和裂缝—孔洞型更易失效;注水替油井进入失效阶段的主要动态特征为周期含水率快速上升、注水指示曲线斜率明显增大、周期存水率逐渐减小、周期吨油耗水比急剧增大。影响注水替油井失效的主要客观因素为单井储集体类型和注水替油后期的底水入侵;主观因素为周期注水量偏大和阶段焖井时间短导致的周期注采参数不合理。

塔河油田缝洞型油藏单井注氮气采油机理及实践

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏储集层类型特殊、开发难度大,前期通过实施单井及单元注水,在一定程度上取得了良好的增油效果;随着注水量增加,开发效果逐渐变差,大量剩余油富集在缝洞单元高部位,注水无法波及。针对此类剩余油,开展了注氮气吞吐驱油实验研究,结合数值模拟技术,论证了注氮气能有效动用这部分剩余油。注入地层中的氮气与原油混合并发生重力分异,将高部位剩余油向下置换并采出,注入氮气在原油中溶解也能起到一定的降低原油黏度、补充地层能量的作用。该项技术2012年开始在塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏开展现场试验,已投产试验井123口,累计产油16.13×104t,增油效果显著,验证了缝洞型碳酸盐岩油藏注气吞吐置换剩余油是一项可行的提高采收率技术。

塔河油田缝洞型油藏高产油井见水预警评价技术

利用塔河油田已见水高产井资料,总结其见水预警参数,研究水淹预警机理,并结合油井见水影响因素,建立水淹预警机制。塔河油田奥陶系溶洞型和裂缝-孔洞型油藏开采过程中,底水经历水侵前—成锥期—托锥期—突破期4个阶段的变化。托锥后期,水侵会使溶洞系统的压力发生震荡,这种震荡对井底流压有一定的影响;根据节点分析思想,井底流压变化时,井口油压也变化,在生产指标上出现流压、油压、套压或产量的异常信号。根据影响油井见水的地质因素、工程因素、生产管理因素及油井见水前异常信号,总结出缝洞型油藏油井见水风险分级评价的31项指标,形成了高产井预警技术。经塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏146口未见水高产井验证,预警评价技术预警效果好,延长了油井无水采油期。

富满地区断控缝洞型油藏试油初期产能预测方法

塔里木盆地富满地区碳酸盐岩缝洞型油藏产能预测分析多是定性认识,且产能预测方程可操作性较差。通过分析稳定渗流压裂井产量与井底压力关系,发现影响各井产能的主要因素是生产压差和裂缝发育程度。根据钻井期间目的层钻具放空和泥浆漏失量情况将富满地区试油井分为3类,同时分别统计分析3类井生产压差和日产油、日产气的关系,最终形成了1套符合富满地区断控缝洞型油藏的产能预测方法。利用该方法对富满地区7口试油井进行产量预测,有5口井试油后验证产量误差在15%以内,符合率达到71.43%。该方法使用简单、可靠性强,可在塔里木盆地富满地区推广应用。

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏堵水技术

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏孔、缝、洞储层发育,且非均质性强,底水易从高角度裂缝产出,油井治水难度大,堵水在油田稳油控水方面发挥了越来越重要的作用。经过多年探索攻关,塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏堵水技术取得了较大进展,主要形成了以油井五项基础综合分析和权重分析法为主的堵水选井分析方法。根据塔河油田碳酸盐岩油藏条件及储层特点,有针对性地研发出3类堵剂体系:第1类是可溶性硅酸盐堵剂,其主要优点是抗温抗盐、对轻微漏失井有一定针对性,适于孔缝型储层;第2类是可固化颗粒类堵剂,其主要优点是抗温抗盐、密度可选、强度高,适于缝洞型储层;第3类是有机—无机复合交联堵剂,其主要优点是油水选择性强,适于裂缝型储层及水平井(包括侧钻井)。在此基础上配套堵剂和堵水工艺,形成了具有塔河油田特色的以密度选择性堵水工艺、复合段塞逐级托堵工艺以及堵后控压酸化解堵工艺为主的碳酸盐岩缝洞型油藏堵水技术。

碳酸盐岩缝洞型油藏注采井网构建及开发意义——以塔河油田为例

为了建立一套能够反映塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏复杂缝洞结构和连通关系的注采井网。从不同岩溶地质背景特征出发,通过分析风化壳型、断控型和暗河型储集体的缝洞空间结构特征、注采关系特点和井网形式,提出了"注采空间结构井网"的理论概念,即以缝洞体空间展布为基础,结合缝洞形态、尺度、连通结构等信息,在三维空间上构建注水井与采油井之间的配置关系,最大程度提高缝洞控制、水驱储量动用及采收率。研究认为:风化壳型注采关系以"低注高采,缝注孔洞采、小洞注大洞采"为特点,适宜建立"面状"注采井网;断控型注采井组以"等高注采、缝注洞采、边注中采"的注采关系为主,应建立"条带状"的注采井网;暗河型注采井组易形成"低注高采、洞注洞采"的注采关系,可建立"线状"注采井网。同时应形成与井网形式相匹配的差异化注水方式,以全面体现注采空间结构井网"多向注采、多段注采、立体注采"的构建目标。

地震属性在塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏连通性分析及其注水开发中的应用

由于塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏具有极强的非均质性,实施多井缝洞单元注水开发过程中存在对井间连通性认识不清的问题,极大地影响了注水开发的效果。通过对判识碳酸盐岩缝洞型油藏连通性的地震属性进行优选,确定的最大曲率属性在反映碳酸盐岩缝洞型油藏微断裂和裂缝的发育程度、描述垂向上的非连续性以及表征裂缝的线型特征等方面均优于相干和地震倾角属性。因此,利用最大曲率属性识别和描述微断裂—裂缝体系,追踪大尺度裂缝的延伸方向,并结合振幅梯度属性,刻画缝洞连通体的空间形态。在碳酸盐岩缝洞型油藏多井缝洞单元注水开发过程中,最大曲率属性可以清晰地反映微断裂—裂缝体系的空间分布,确定其与溶洞的空间组合关系,为井间静态连通性的判定提供依据;利用多种地震属性刻画的缝洞连通体,可以指导注采井部署和优化注采关系;根据追踪的大尺度裂缝连通的主方向,可以预测注水受效方向。

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏水驱后剩余油分布主控因素与提高采收率途径

综合岩心、测井、地震、生产动态等多方面资料,对缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间多尺度特征、储集体类型、缝洞体空间形态及分布模式、与生产井的配置关系等进行了系统研究,分析了各因素对剩余油分布的影响,建立了水驱后剩余油分布的主控因素模式;结合塔河油田的开发实践,系统研究了提高原油采收率的方法与途径。研究表明,缝洞型碳酸盐岩油藏水驱后剩余油分布主控因素可归结为局部高点、井控不足、连通通道屏蔽和弱水动力4大类。缝洞型碳酸盐岩油藏提高采收率是一个系统工程:天然能量开发阶段,做好生产调控,防止底水窜进;注水早期,依据储集体类型、连通性、空间位置构建注采关系,提高水驱控制及动用程度,尽量减少剩余油;注水开发中后期,依据剩余油分布主控因素及分布特征,通过加强井控、利用重力分异和毛细管的渗吸作用、扰动(改造)流场等措施,实施精准挖潜。同时做好技术储备,开展储集层改造、新型注入介质、智能优化开发等技术的研发,做好注水、注气技术的接替,最大限度地提高采收率。

缝洞型碳酸盐岩油藏水驱油微观实验模拟研究——以塔河油田为例

塔里木盆地塔河油田属于缝洞型碳酸盐岩油藏,古岩溶作用形成的溶蚀孔洞和大型洞穴为油气主要储集空间,构造缝和溶蚀缝为主要流动通道。借助光蚀刻微观玻璃平面模型研究其水驱油微观机理。实验表明:中小规模溶洞内水驱油会发生"水油交互"或"活塞式"平面推进;较大规模溶洞内因重力驱出现"活塞式"纵向推进;裂缝内水驱油出现前缘跳跃、卡断、分段运移与优势路径等流动形式。水驱后残余油分布形式有连续型和分散型:连续型剩余油包括"盲肠状"洞内剩余油和与主流道方向正交裂缝内剩余油;分散型剩余油包括段塞状、膜状、油滴状和角状等分布形式。据此分析了塔河油田油井生产动态的不稳定现象,提出了此类油藏注水开发对策。

缝洞型碳酸盐岩油藏原始油水界面的分布评价——以塔河油田4区为例

根据塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏实际勘探情况,选取区域压力梯度法、单井压力梯度法和实测法3种方法确定研究区内的原始油水界面,并对其分布进行分析和评价。分析认为:各缝洞单元之间油水界面分布不统一,同一单元之内油水界面也不统一。结合实际地质情况,对影响油水界面分布的地质因素进行了分析。油水界面的分布研究对塔河油田今后的开发具有重要的指导意义。

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏多井缝洞单元注水开发模式

针对塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏试注阶段出现见效井组少、有效期短和含水率上升快等问题,在系统分析前期现场注水试验并结合室内研究成果的基础上,提出了碳酸盐岩缝洞型油藏多井缝洞单元注水开发模式,即保压、多阶段、立体注水开发。保压开发是指保持地层压力开发,减缓由于能量衰减而造成的递减或抑制底水锥进;多阶段开发是指在不同注水开发阶段,采用不同的注水方式、注采参数及配套技术进行开发,注水受效前适当大排量试注验证连通性并建立注采关系,受效后至效果变差前期采用温和注水,后期则适当提高排量周期注水,并考虑换向注水及注水调剖;立体注水开发是指根据缝洞发育规律、剩余油分布以及连通状况,建立立体开发的注采井网,实行双向或多向注水、分段注水、低注高采、缝注洞采等注水开发方式及配套技术进行开发。

缝洞型碳酸盐岩油藏水驱曲线特征--以塔河油田奥陶系油藏为例

水驱曲线法在我国已广泛地应用了多年,无论是理论还是实践一般仅限于砂岩油藏,而碳酸盐岩油藏水驱特征比砂岩油藏更复杂,多变。以塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏为例,通过水驱曲线的形态,归纳水驱曲线具有3种类型:单一直线段、两直线段(呈台阶状),不规则的水驱曲线。其中,台阶状反映了碳酸盐岩油藏具有缝洞发育、水体能量不稳定、水驱规律复杂的特征,并具有能量下降波及不同水体。通过典型井的水分析资料,验证了同一个缝洞单元内存在多个水体供给能量。