苏里格气田低渗储层解水锁剂的制备及性能评价

针对苏里格气田低渗储层岩石表面特性及水锁成因,通过对润湿反转剂、酸液及缓蚀剂等药剂进行筛选优化,确定出最优的解水锁剂配方;并在此最优解水锁剂配方下,进行了解水锁剂性能评价、岩心自吸实验及苏里格气田5口低产井解水锁实验。实验结果表明,最优的解水锁配方为0.5%(w)乙烯基三甲氧基硅烷+0.01%(w)非离子表面活性剂+10%(w)CH_(3)CH_(2)OH+1.5%(w)缓蚀剂+0.5%(w)HCl+1.0%(w)CH_(3)COOH+3.0%(w)HF;解水锁剂可将亲水性岩石表面反转为强气润湿性,接触角从58.73°增加到130.81°;解水锁剂处理后的岩心自吸水量降低74.8%,岩心气测渗透率回复率达到80.6%~88.7%;施工后的气井产能显著提高,日增气量达到(0.54~3.09)×10^(4)m^(3),起到了很好的解水锁效果。

压裂液破胶液对低渗储层伤害机理研究

通过2种压裂液破胶液的岩心伤害、胶团粒径、分子质量、吸附性能等评价,研究了压裂液破胶液对低渗储层伤害的机理。实验结果表明:胍胶压裂液破胶液在未切除和切除10 mm后的岩心损害率分别为27.3%和4.5%,并在岩心端面观察到大量固相残留物;胍胶压裂液破胶液胶团粒径较大,难以进入岩心深部,伤害主要由岩心端面的滤饼引起。聚合物压裂液破胶液在未切除和切除10 mm后的岩心损害率分别为22.2%和15%,在岩心端面和深部均观察到固相残留物;聚合物压裂液破胶液胶团平均粒径较小,易进入岩心深部,在孔喉处吸附滞留,造成低渗储层深部伤害。

海上油田低渗储层岩石扩容低效原因及储层改造工艺

针对岩石扩容技术在低渗储层作业时间长、易损坏井下工具及应用低效等问题,提出将岩石力学领域的碎胀扩容机理用于石油工程储层改造的新思路。开展了岩石扩容工艺数值模拟敏感性及作业井例分析,分析了岩石碎胀微观机理,提出了前置简易水力压裂和岩石扩容、爆燃压裂和岩石扩容联作等实现岩石碎胀扩容工艺路径,并指出了下一步数值模拟、物理模拟、裂缝监测等技术研究方向。结果表明:物性越差扩容效果逐渐变差,是低渗储层岩石扩容低效的主因;岩石碎胀扩容储层改造工艺可利用多种工艺技术组合形成复杂缝网,从而提高现有改造技术实施效果。本文研究成果可对海上低渗储层改造工艺的进一步发展和优选提供参考。

惠州26-6区块低渗储层保护钻井液技术研究

针对惠州26-6区块古近系低渗储层保护技术难题,采用储层岩心矿物组成、微观结构、理化性能及敏感性评价实验,探讨了其储层损害机理,提出了相应的储层保护钻井液技术对策,构建了适合惠州26-6区块的储层保护钻井液体系。结果表明:储层岩石矿物组成以石英为主,黏土矿物含量较低,储层岩心为强速敏损害,临界流速0.1 cm^(3)/min;弱水敏损害,最大水敏损害率为21.29%,临界矿化度为120 g/L;中等偏弱碱敏损害,临界pH值为9,无酸敏损害。提高钻井液封堵性以减小滤液侵入、优选高效防水锁剂是保护储层的主要技术措施。所构建的储层保护钻井液热滚前后黏度、切力适中,且滤失性及润滑性能较好,单一钻井液静态和动态污染后岩心渗透率恢复值分别为84.06%和85.39%,钻井液具有较好的储层保护性能。

渤海油田低渗储层开采技术研究进展与展望

海上低渗油田的高效开采已成为海洋油气增储上产的重要方向。从2006年开展低渗储层压裂先导试验开始,渤海油田经过十余年的攻关与实践逐步总结出适应于渤海低渗储层特征的开采策略,并针对常规低渗储层、低渗/特低渗储层和复杂岩性低渗储层特征形成压裂开采技术体系,包括常规低渗储层整体压裂技术、防砂卡精细分层压裂技术,低渗/特低渗储层复杂裂缝改造技术、分层暂堵压裂技术,复杂岩性低渗储层缝控压裂技术、水力喷射压裂及防砂技术、裂缝蚀孔酸压技术。“十四五”期间渤海油田将重点攻关特低渗储层注气开采、大规模低成本压裂和裂缝监测等核心技术,持续推动渤海低渗储量实现规模化高效开采,为中国海上低渗油田开采技术的进一步发展提供参考。

渤海特高孔渗储层控水防砂一体化完井技术

渤海BN油田的特高孔渗疏松砂岩油藏储层非均质性强,生产井出水、出砂问题严重,而现有各自独立设计实施的控水和防砂工艺存在设计实施繁琐、控水防砂效果差等问题。为此,在连续封隔体控水完井技术的基础上,根据地质工程一体化的思路,给出了优选连续封隔体颗粒粒径、设计ICD筛管控流强度及优化配置ICD筛管的方法,形成了适用于渤海特高孔渗储层的防砂控水一体化完井技术。BN油田3口井进行了控水防砂一体化完井技术试验,与邻井相比,单井无水采油期平均延长187 d,初期含水率远低于预期含水率,井口无砂时间明显增长,其中BN-D4H1井井口无砂时间长达889 d。现场试验结果表明,防砂控水一体化完井技术可以满足BN油田控水、防砂的双重需求。

渤海低渗储层液氮压裂技术可行性研究

渤海低渗储层改造面临产量递减快和稳产期短的问题。液氮压裂技术可以通过形成复杂裂缝以增强地层能量,提高油气井产量并延长稳产期,但是该技术在海上应用的可行性有待研究。为此,通过建立液氮在大尺度裂缝内的流动传热模型,分析了液氮压裂在渤海低渗储层中的造缝能力,结合常规水力压裂的携砂效果,评估了液氮作为携砂液需要的排量和液量,并综合考虑液氮压裂的施工压力和施工规模,分析了液氮压裂在海上的适用性。分析结果表明:提高液氮注入排量是扩大复杂裂缝造缝范围的有效手段,以4.32 m^(3)/min的排量注入液氮60 min,可以形成半长为44 m的复杂裂缝;液氮作为携砂液,达到常规水力压裂携砂铺置效果所需的排量为9~14 m^(3)/min。针对海上作业特点,提出了液氮携砂压裂和液氮复合压裂2种海上液氮压裂工艺,液氮复合压裂工艺具备海上实施条件,有望成为渤海低渗储层开采的重要技术储备。

基于小样本机器学习的海上低渗储层横波速度预测

横波速度信息对于海上古近系扇三角洲低渗储层精细预测极为重要,但由于成本和采集技术的局限性,有效获取横波速度信息成为低渗储层精细刻画中亟需解决的问题之一。实际低渗有效储层的多样性和沉积环境的复杂性导致基于数据驱动的经验公式法和物理规律驱动的岩石物理模型法进行海上小样本横波速度预测都存在不足。为此,开展基于高斯过程回归机器学习算法研究,其算法具有训练数据需求小、预测精度高和可实现对结果进行不确定性评价等优点。以渤海M油田古近系低渗区的测井数据曲线为应用对象,结果表明基于高斯过程回归机器学习算法可快速实现弹性波速度预测,并可实现对预测结果不确定性的量化分析。

岩石物理建模引导的低渗储层参数预测方法

【背景】准确预测储层参数对地下储层表征、气藏模式构建、产能释放及流体运移理解具有关键意义。传统基于岩心测量或数学−岩石物理建模的方法受限于弹性参数反演结果的多解性和低精度,难以满足现代勘探需求。【目的和方法】为提升低渗储层参数预测的准确性,提出了一种岩石物理建模引导的低渗储层参数预测方法。将卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)作为深度学习框架,从实际地震数据中直接预测含水饱和度、泥质含量及孔隙度;为解决标签数据稀缺问题,结合岩石物理建模与弹性参数随机扰动技术,生成高质量训练样本,有效扩充了数据集。【结果和结论】理论模型测试表明:在储层参数对岩石物理敏感性较低的情况下,也能实现低渗储层参数的空间分布预测;相比纯数据驱动的深度学习,仅需少量测井数据即可获得高精度的储层参数预测结果。在莺歌海盆地东方区的应用实践表明,该方法优化了钻井部署,助力了低渗领域的重大勘探突破和储量发现。

低渗储层岩石物理建模新方法及其在东海Z气田中的应用

低渗储层孔隙结构复杂,非均质性强,不同类型低渗储层之间也常存在较大物性变化,难以采用统一的岩石物理模型表征储层参数与弹性参数之间的关系。针对上述难题,提出了低渗储层分层岩石物理建模方法:针对中低孔-中低渗储层采用基于DEM理论的流体均匀饱和模型;针对特低孔、特低渗储层采用基于KT理论的流体非均匀饱和模型。基于分层岩石物理建模预测的纵、横波速度与测井真实速度吻合较好,验证了该方法的可靠性。在建立准确岩石物理模型的基础上,进一步分析了弹性参数受泥质含量、孔隙度、孔隙形状等因素影响的变化规律,从而指导低渗储层的岩性及“甜点”预测。

基于双峰高斯函数的海上低渗储层孔隙结构定量表征——以琼东南盆地BD21气田陵水组三段为例

海上低渗气藏占比增加,孔隙结构的差异影响气井产能,制约海上低渗气藏规模开发。根据高压压汞和核磁共振实验,采用测井曲线与储层分类参数、双峰高斯函数拟合曲线等方法,利用球状孔隙模型将核磁共振T2谱转化为伪毛细管压力曲线定量表征孔径大小及分布,分析核磁共振T2谱反映的大孔孔隙度、大中孔孔隙度与物性、压汞参数之间关系,分析反映储层渗流能力的孔隙结构评价参数,建立孔隙结构和物性参数预测模型。结果表明:陵水组三段低渗储层孔隙结构分布呈双峰型和单峰型,其中小孔曲线与大孔曲线存在重叠区域,双峰型曲线的重叠区域较小,单峰型曲线的重叠区域较大,孔隙可按双峰高斯函数拟合的小孔曲线、大孔曲线和重叠区域的分布范围划分为大孔、中孔和小孔;大中孔孔隙度、大孔孔隙度可有效评价储层物性和孔隙结构,储层大中孔越发育,物性越好,可动流体饱和度相对较高。以大孔和大中孔综合评价参数为主要指标的低渗储层分类标准,将研究区低渗储层划分为三种类型,其中Ⅰ类、Ⅱ类储层大中孔较为发育,储层物性较好,大孔、大中孔综合评价参数值分别大于7、10,可动流体饱和度相对较高,普遍在65.75%以上;Ⅲ类储层物性相对较差,大孔和大中孔综合评价参数值较小,孔隙结构复杂,可动流体饱和度相对较低。该结果为海上低渗气田经济有效开发提供指导。

注CO_(2)改善河南双河油田低渗储层注水能力机理研究

针对双河油田低渗储层注水能力差、注水水质不达标和高凝原油蜡沉积等问题,通过自主设计的水-CO_(2)储层注入能力评价装置,开展流动性实验、CO_(2)驱油实验,结合岩心扫描电镜等测试手段,明确双河低渗储层注水能力差的主要机制,探索CO_(2)改善低渗储层注入能力的主要机理。结果表明,产出水中的悬浮颗粒和油中蜡晶等组分的沉积可导致孔隙堵塞,从而降低储层的注水能力。CO_(2)对产出水中无机悬浮颗粒及岩石碱性矿物、碳酸盐岩矿物有明显溶蚀作用,是显著提高储层注水能力的主要机理。CO_(2)可溶解在岩石表面的原油蜡质组分沉积,有效改善储层注水能力。同时,CO_(2)驱提高采收率效果明显,采收率提高13.01%~21.51%,后续水驱进一步提高5.40%~6.04%。研究表明:注CO_(2)可显著改善双河油田低渗储层注入能力,为CO_(2)增注驱油技术在现场应用提供理论支撑。

北部湾盆地乌石W油田流沙港组三段低渗储层物性主控因素及有利储层预测

利用铸体薄片、扫描电镜、阴极发光等多种技术手段,对北部湾盆地东北部乌石W油田始新统流沙港组三段厚层砂砾岩低渗储层储集物性的非均质性成因进行了深入研究,并应用测井参数,通过地质建模建立不同井区储层物性预测模型,进而预测了有利含油储层的分布特点。研究表明:①流沙港组三段Ⅱ油组储层总体为中孔低渗,渗透率平面变化趋势与孔隙度变化趋势不同。其中,近物源区储层为中孔特低渗;处于近物源与远物源之间的中部地区为中孔低渗;远物源区则为中低孔中渗。②储层物性受沉积微相和成岩作用的共同控制,主控因素为埋深(压实)、泥质含量、岩性(粒度、岩石成分)、溶蚀和破裂的非均质性等。③相对高孔储层区位于2/3/5井区及7井以南小断块,为有利储集层发育区,而相对高渗储层区则多位于8、9井区,为有利含油气储层之油气开发潜力区。

低渗储层无泡防水锁剂的合成与性能评价

针对低渗储层开发过程中易受到水锁伤害的问题,以三苯基甲烷三异氰酸酯(TPMTI)、2-氰基-N-(2-羟基乙基)乙酰胺(CEA)和3-羟基丁酸钠(HASS)为反应单体,合成了一种无泡防水锁剂SMLP-1,对其分子结构进行了确证。通过正交实验确定了中间产物最佳合成条件为反应温度70℃、反应时间8 h和二丁基二月桂酸锡(DBTDL)用量为反应单体质量的0.18%,SMLP-1最佳合成条件为反应温度136℃、反应时间8 h和三氟甲磺酸铜(Cu(OTf)_(2))用量为反应单体质量的0.1%。防水锁性能测试结果表明:加入SMLP-1后水溶液的表面张力能够降低至25.0 mN/m以内,可有效减缓水分子以自发渗析的方式进入岩石内部;在160℃时,渗透率恢复率高达83.31%;SMLP-1无起泡效应,对钻井液的流变性和滤失性能影响小。该防水锁剂的防水锁性能优良,抗温能力强,配伍性能佳,可有效降低低渗储层水锁伤害的程度。

一种适用于低渗储层的钻井液体系

为了降低钻井液在低渗储层开发过程中带来伤害,针对目标储层孔喉和渗透率进行分析,并优化钻井液性能以期满足钻井、储层保护要求。本文对抑制剂、封堵剂以及防水锁剂进行优选,形成一套适合于低渗油气藏开发的高性能水基钻井液。该钻井液具有良好的流变性能和封堵性能,防水锁剂使钻井液滤液的表面张力和油液界面张力显著降低,降低了钻井液对低渗储层造成水锁伤害。低渗岩心污染后,其渗透率恢复值均大于90%,说明该钻井液具有较好的储层保护效果。

疏松低渗储层化学稳砂体系配方设计与性能评价

疏松低渗储层具有储层物性差、泥质含量高、产出砂粒径小等特点,防砂与释放产能是同类低渗疏松储层开采的关键。目前常规机械防砂工艺适用性较差,泥质及细粉砂易堵塞筛管,为此提出应用对产能影响小的化学稳砂技术,解决疏松低渗储层的开发难题。针对疏松低渗储层特点,研制了基于电性吸附机理的新型聚合物类防膨稳砂剂CWW-1和DWS-1,由这两种稳砂剂复配而成的复合防膨稳砂体系综合效果优于单一防膨稳砂剂作用效果。复合防膨稳砂体系可将细粉砂吸附变大为细粉砂集合体,从而将细粉砂防治难题化解成了中粗粒径的防砂问题,提高了临界出砂流速,起到了稳砂的目的,同时最大程度释放油井产能。以稳砂后渗透率恢复值和细粉砂粒径中值变化率为指标,通过岩芯驱替实验、细粉砂稳砂前后粒径测定优选适用于低渗储层的化学稳砂体系。室内性能评价发现,采用0.8%CWW-1+2%DWS-1的化学稳砂体系处理后,25×10^(-3)μm^(2)的岩芯渗透率恢复值接近70%,300×10^(-3)-1000×10^(-3)μm^(2)的岩芯渗透率恢复值在80%~100%之间;处理后细粉砂粒径中值较处理前增大3倍左右,可以达到评价标准的良好等级(处理前后粒径变化率在200%~400%之间);采用现场岩屑开展耐冲刷实验,经优选出的化学稳砂体系(0.8%CWW-1+2%DWS-1)处理后,临界出砂流量提高了9倍,临界出砂压力提高了10倍左右,稳砂后渗透率降幅小于10%,能够满足实际开发需求。

海上L区低渗储层分类评价及有利区优选

海上L区目标层属于海上特低渗储层,为准确进行储层分类评价、指导储层有利区的优选,在统计借鉴已有低渗储层分类评价成果基础上,结合目标区低渗储层特征,厘定低渗储层分类评价参数,采用综合分类系数法完成低渗储层分类评价及有利区优选。研究认为L区目标层主要发育Ⅲ类储层,其次是Ⅳ和Ⅴ类储层,Ⅰ、Ⅱ类储层不发育,Ⅲ类储层连片分布的区域为储层有利区。研究结果可以较好地指导储层开发有利区的优选。

延长油田低渗储层新型降压增注体系研制及应用

针对延长油田低渗区块注水井压力升高、注水量下降以及常规酸化施工效果较差等问题,研制出了一种新型阳离子双子表面活性剂缓速剂HS-Ⅱ,并以此为基础,选择合适的主体酸液和缓蚀剂,制定了适合延长油田低渗储层的新型缓速酸降压增注体系。新型缓速剂HS-Ⅱ不仅具有良好的界面活性和润湿性能,还能有效提高主体酸液体系的缓速性能,当其质量分数为0.8%时,缓速率可以达到95%以上;新型缓速酸降压增注体系各处理剂之间具有良好的配伍性,且体系的溶蚀性能较好,其缓速性能和沉淀抑制性能明显优于常规土酸、多氢酸和现场缓速酸;新型缓速酸体系残酸的黏度和表面张力均较低,有利于其返排;岩心流动实验结果表明,随着新型缓速酸降压增注体系注入孔隙体积倍数的增大,岩心渗透率提高倍数明显增大,酸化效果明显优于常规土酸。新型缓速酸降压增注体系投入现场应用,能够明显降低注水井的注入压力,提高单井的日注水量,并且具有较长的有效期,实现了注水井长期降压增注的目的。研究成果可为延长油田低渗区块注水井的降压增注提供一定的技术支持。

低渗储层压驱设计数值模拟研究

研究了室内驱替实验的岩心渗流特征及驱油规律,建立考虑压驱注水驱油机理的纯基质系统油藏数值模型,实现了考虑压驱过程基质渗透率变化的油藏压驱数值模拟方法。基于以上方法,研究了一般低渗、特低渗、超低渗油藏不同注入排量、注入总量、压驱时机、压驱方式、注采比对压驱增产的影响规律,明确不同压驱参数对油藏采油速度和最终采收率影响规律,初步给定储层最优的压驱工艺参数组合。

低渗储层新型防水锁剂的研制和性能评价

为了降低外来流体对低渗储层的水锁伤害,本文以高级脂肪酸和二乙醇胺为原料制备了无氟表面活性剂,并与阳离子表面活性剂(起到分散、稳定作用)和有机硅消泡剂复配形成一种新型无氟防水锁剂。实验研究表明,该防水锁剂能显著降低水溶液的表面张力,使表面张力低于15 mN/m,且具有良好的抗温、耐盐性能。接触角测试实验发现,该防水锁剂改变了砂岩岩心表面的润湿性,使亲水性能转变为亲油性能。岩心自吸实验和储层保护实验表明该防水锁剂使岩心的自吸水质量和吸水速度降低,且降低了岩石对流体的束缚能力,有效防止外来流体对低渗储层的水锁伤害。