缝洞碳酸盐岩凝析气藏注水替凝析油实验

缝洞型碳酸盐岩油气藏是一种复杂、特殊类型的油气藏,其储层以缝洞和裂缝-孔洞为主,具有双孔隙网络特征及较强的非均质性,渗流规律复杂,实现该类油气藏的高效开发是诸多石油工作者关心并一直致力于研究的问题。借鉴在缝洞型碳酸盐油藏中应用效果较好的"注水替油"方法,建立了缝洞型碳酸盐岩凝析气藏"多级压力注水替凝析油"方法,并以高含凝析油的TZ86井为例,采用露头碳酸盐岩经过人工造缝造洞技术制成全直径缝洞型岩心,在原始地层条件(140.6℃,58 MPa)下进行了多级注水替凝析油物理模拟实验,结果表明采用多级注水替凝析油方式开发缝洞型碳酸盐岩凝析气藏可取得较好效果。

基于纵波频散谱的缝洞碳酸盐岩储层有效性评价

针对缝洞碳酸盐岩评价问题,采用物理实验手段对致密和缝洞发育的白云岩岩心样品在低频段进行不同频率下纵波速度变化情况的测量,分析缝洞发育程度有差异的岩心样品纵波速度随频率变化的响应规律。针对XMAC系列仪器有较宽频带响应范围的特点,形成了针对阵列声波数据的低频纵波频散分析处理方法,将岩心实验结果与阵列声波数据低频纵波频散分析处理结果相联合,通过谱域加权相似法处理得到的单点频散曲线,经统一刻度形成基于纵波频散谱的缝洞碳酸盐岩储层有效性评价方法。该方法在四川盆地缝洞型白云岩储层评价中取得良好效果,为缝洞碳酸盐岩储层有效性评价提供了思路和研究方向。

缝洞型碳酸盐岩储层渗流特征研究

缝洞型碳酸盐岩储层由于其独特的缝洞结构,取心时难以获得具有完整缝洞结构的天然岩心,限制了室内物理模拟实验的开展,阻碍了缝洞型油气藏流体渗流规律的研究。采用露头岩石制作缝洞型岩心,并通过制备的岩心研究缝洞型储层的渗流特性。结果表明:制作的缝洞型碳酸盐岩岩心可以用于室内实验研究;裂缝型岩心中微裂缝是控制气体流动的主要因素,油对气体渗流能力的影响高于水的影响,油降低气相流动作用比水的作用稍微显著些;缝洞型岩心中水会优先充填孔洞,导致油水同流区域较宽(0.496),缝洞型储层只要有部分裂缝未进水,气井就具有一定的产气能力,气相相对渗透率(Krg)大于0.05。气水相渗实验结果表明:缝洞型储层衰竭开发残余饱和度仅为0.01,油采收率较高;裂缝型储层受油和水影响,残余饱和度为0.11,相对缝洞型储层,其衰竭开发效果差。

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩缝洞型油气藏注水开发机理

此次全面研究了塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩油气藏的开发机理。首先,针对碳酸盐岩储层的非均质性和复杂的流体性质,分析了常规黑油、稠油油藏以及挥发性油藏的特征,探讨了单井注水开发的吞吐原理和注水压锥的应用效果,通过实例说明了注水对各种油藏类型的增油和改善产能的作用,针对多井连通的情况,阐述了连通井组注水开发的机理,包括洞—洞、缝—洞和缝—缝组合方式的注水模式及其效果。通过案例分析,展示了不同连通井组合形式在增油和注水效果上的差异,为油气田开发提供了重要参考。总结指出,通过单井注水和连通井组注水的开发措施,能够有效提高油田的采收率和产量,为油气田的可持续发展提供了理论和实践支持。

缝洞型碳酸盐岩气藏试气投产一体化技术

缝洞型碳酸盐岩天然气储层裂缝发育,此类储层在试气后封堵或投产前压井极易发生漏失,且漏失量大、漏失速度快,存在易漏难堵、漏喷同存的情况,为此,设计了“试气−暂堵−投产”一体化管柱,形成了以压控式井下脱手回接开关阀为核心工具的试气投产一体化技术。利用该技术,通过环空加压能快速封堵储层,可在不压井状态下起出上部管柱,可在清水或低密度工作液中回接完井管柱沟通储层,无需诱喷即可生产。现场应用表明,该技术可有效避免缝洞型碳酸盐岩储层试气后压井漏失问题,显著降低储层伤害,提高储层初次投产采收率,具有良好的推广应用前景。

缝洞型碳酸盐岩储层人工裂缝扩展数值模拟

缝洞型碳酸盐岩储层中分布有形态和尺寸各异的缝洞体,是主要储集体。由于缝洞体的不均匀分布,当前主要采用压裂改造的方式,通过人工裂缝沟通缝洞体,建立缝洞体与井筒之间的流动通道。明确人工裂缝在缝洞体储层中的扩展规律,有利于提升缝洞体储层改造的效果。本文建立了基于非连续离散裂缝模型的缝洞型碳酸盐岩储层人工裂缝扩展数值模型。首先建立缝洞体储层流固耦合应力模型,然后采用离散裂缝模型构建人工裂缝,该模型允许人工裂缝沿着初始划分的网格进行扩展,并采用最小应变能密度准则判定扩展路径。根据缝洞分布规律的不同,本文建立了3种缝洞特征的缝洞体储层。通过对具有不同缝洞特征的缝洞体储层模拟研究结果发现:洞体扰动局部应力场,使人工裂缝扩展路径偏转,而洞体越大,扰动作用越明显;根据人工裂缝和洞体相对位置不同,可分为正面排斥作用和侧面吸引作用,而这2种作用皆不利于人工裂缝与洞体沟通;但当洞周存在天然裂缝时,人工裂缝可以通过与洞周缝相交,提升沟通缝洞体的概率;增加人工裂缝内净压力,可提升人工裂缝与缝洞体相交时的主导作用,使其偏转程度降低,有利于突破洞体的排斥,与主应力方向缝洞体沟通;人工裂缝穿透缝洞体时的注液点压力主要受人工裂缝内流动能量损失和缝洞体漏失速率控制,优化压裂液性能可以降低穿透压,提升人工裂缝扩展范围。本文研究结果为缝洞型碳酸盐岩储层压裂改造评价提供参考。

塔里木盆地奥陶系缝洞型碳酸盐岩岩溶储层成因及勘探启示

以岩心薄片、实验分析数据、钻录井、测井、地震等资料为基础,按照储层成因机理对塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶储层进行了分类,并对各类储层的分布、储集空间类型及主控因素进行了系统分析。研究结果表明:(1)塔里木盆地奥陶系缝洞型岩溶储层按成因可划分为5类,分别为(准)同生岩溶储层、层间岩溶储层、顺层岩溶储层、潜山(风化壳)岩溶储层和受断裂控制岩溶储层。(2)(准)同生岩溶储层分布于台缘或台内礁滩相,有效储层在台缘连片发育,在台内零星分布,由颗粒灰岩因海平面下降而短期暴露淋溶形成,基质孔和溶缝、溶洞均发育,通常叠加后期层间岩溶作用或潜山岩溶作用,从而形成复合型岩溶储层。(3)层间岩溶储层发育于内幕区,与碳酸盐岩层系内部中短期的平行或微角度不整合面相关,呈准层状分布,储集空间以洞穴型为主,裂缝-孔洞型和孔洞型次之。(4)顺层岩溶储层与潜山周缘的斜坡背景、先存孔隙和裂缝有关,环潜山周缘呈环带状分布,以洞穴型和裂缝-孔洞型为主,90%以上的溶蚀孔洞及洞穴通过断裂及裂缝相连通。(5)潜山(风化壳)岩溶储层发育于潜山区,与中长期的角度不整合面相关,受断裂和裂缝影响大,准层状分布,峰丘地貌特征明显,根据围岩岩性分为灰岩潜山岩溶储层和白云岩风化壳岩溶储层,灰岩缝洞系统发育、基质孔不发育,白云岩缝洞欠发育,以白云岩晶间溶孔、裂缝为主。(6)受断裂控制岩溶储层主要发育于内幕断裂发育区,缝洞发育埋深大、规模大、跨度长,沿断裂呈栅状分布,以裂缝-孔洞型为主,断裂-洞穴型次之,断裂和裂缝越发育,溶蚀孔洞和洞穴也越发育,单井试油产能更高更稳定。(7)研究区岩溶储层在内幕区大量发育,主要为顺层岩溶储层和受断裂控制岩溶储层,勘探潜力大。

缝洞型碳酸盐岩储层中三种裂缝孔隙度计算方法对比分析

以塔里木盆地奥陶系缝洞型碳酸盐岩储层为例,将双孔隙度模型裂缝孔隙度计算公式、Peazard-Anderson(P-A)裂缝孔隙度计算公式、裂缝孔隙度经验公式等三种常用的双侧向裂缝孔隙度计算公式计算的裂缝孔隙度,与经岩心CT资料标定的成像测井资料提取的裂缝孔隙度进行比较,对比分析不同裂缝孔隙度计算方法在缝洞型碳酸盐岩储层中的应用情况。研究表明:在缝洞型碳酸盐岩储层中,双孔隙度模型裂缝孔隙度计算公式计算的裂缝孔隙度通常偏小,与成像测井资料提取的裂缝孔隙度存在数量级上的差别;当深、浅侧向电阻率小于1000Ω·m且两者存在幅度差时,P-A裂缝孔隙度计算公式计算的裂缝孔隙度与成像测井资料提取的裂缝孔隙度在同一个数量级上,但整体略微偏小;当深、浅侧向电阻率小于1000Ω·m时,裂缝孔隙度经验公式计算的裂缝孔隙度与成像测井资料提取的裂缝孔隙度较为接近。

缝洞型碳酸盐岩油藏洞穴充填程度计算方法——以塔里木盆地富满油田为例

洞穴储集体是缝洞型碳酸盐岩油藏最主要的储集体类型,大多数高产井都属于洞穴型储集体。实践证明,洞穴充填程度直接影响油藏的注水开发效果和最终采收率。缝洞型碳酸盐岩油藏大部分油井具有“一井一藏”的开发特点,原油性质区域差异较大,常规方法对其动态储量难以准确评价。本文利用油井PVT资料拟合经验公式,求取物质平衡法计算动态储量所需要的原油体积系数、原油压缩系数,准确地计算了油藏单元的动态储量、水驱波及储量。洞穴充填程度可用水驱波及储量、动态储量来表征,洞穴充填程度低的油藏单元,垂向油水分异能力强,注水替油开发效果好,最终采收率高。洞穴充填程度高的油藏单元,需要合理制定注水开发技术政策,提高油藏采收率。

缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟技术与应用

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间类型多样,溶孔、裂缝、溶洞共存,尺度差异大,流动复杂,既有渗流、裂缝流,又有洞穴流,常用的数值模拟方法已不适用此类复杂介质中的流动问题,为了研究此类油藏的开发机理和剩余油分布规律,建立了缝洞型油藏洞穴流与裂缝流和渗流耦合的数学模型,并用有限体积法对数学模型进行了离散,用自适应方法对方程组进行了求解,形成了缝洞型油藏的数值模拟软件。对塔河油田一个井组剖面和一个缝洞单元进行了数值模拟历史拟合,揭示了此类油藏剩余油类型主要有洞顶剩余油、边角剩余油、阁楼油、底层剩余油、绕流油和充填溶洞剩余油,结果与生产实际相符,证明缝洞型碳酸盐岩油藏数值模拟模型是正确的,对缝洞型碳酸盐岩油藏剩余油挖潜和提高采收率有较大的应用价值。

缝洞型碳酸盐岩气藏多层合采供气能力实验

在孔隙型、孔洞型和缝洞型岩心CT扫描、压汞资料分析储集层微观孔隙结构特征的基础上,建立多层合采物理模拟实验模型,研究了层间非均质性、生产压差、含水饱和度和水侵等因素对供气能力的影响,并采用Eclipse软件建立多层合采径向流模型对实验结果进行了验证。研究表明:缝洞型储集层渗流能力强,前期产气贡献大,孔洞型和孔隙型储集层渗流能力较弱,产气贡献主要体现在中后期;储集层渗透率的绝对大小影响自身的产能贡献率,相对大小影响多层合采总采收率;合理的生产压差下各类储集层之间可以达到"动态补给平衡"供气状态;缝洞型储集层产气能力受边底水影响较小,但会优先见水并封堵其他储集层,大幅降低合采供气能力与采收率。

缝洞性碳酸盐岩油藏储渗模式及其开采特征

塔里木盆地塔河油田的下奥陶统缝洞性碳酸盐岩储集层中的次生裂缝或溶蚀孔洞是其主要储集空间和渗流通道。为更好地认识此类油藏的开采特征,根据储集体内缝洞之间的组合关系,提出了6种储渗模式。从缝洞性储集体的类型角度分析油井的开采特征,结果表明:钻遇裂缝溶洞型储集体的油井一般见水前高产稳产,见水后递减幅度最大;钻遇溶洞裂缝型储集体的油井产量中等,见水后产量递减幅度较小;钻遇裂缝基质型储集体的油井对开发贡献很小。结合油井开采特征,用统计方法预测了储集体的平面分布,与储集层建模结果对比,二者的相关性较好。

塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油气藏储量计算方法

为科学合理地开展储量评估以指导后期的勘探开发,避免储量评估出现较大偏差,以塔里木盆地哈拉哈塘油田某区块缝洞型碳酸盐岩油气藏为例,研究碳酸盐岩准层状油藏缝洞雕刻及储量计算方法。利用基于高精度三维地震的缝洞量化雕刻技术确定储量计算参数;利用地震反射特征的敏感属性及门槛值,结合高置信度的井震联合反演技术分别刻画洞穴型、孔洞型、裂缝型3类储集层的含油面积、有效厚度及有效孔隙度参数。依据容积法,求取不同储集层类型的储量,再由实钻井进行动态采收率的标定。该方法用于非均质性极强的缝洞型碳酸盐岩油气藏的储量计算及方案编制,可实现储量的有效动用。

缝洞型碳酸盐岩油藏水驱油机理物理模拟研究

为了更好地认识缝洞型碳酸盐岩油藏的特殊渗流机理,根据某油田缝洞型碳酸盐岩的实际情况设计制作了全直径缝洞型岩芯模型,实验岩样来源于油田的实际岩芯,采用油田实际油样和相似地层水进行了模型水平、倾斜30°、倾斜60°三种不同角度的水驱油机理物理模拟实验,分析实验结果,认为缝洞型碳酸盐岩采收率、含水率、无水采收期等与缝洞倾斜情况和缝洞结构有密切关系。并将实验数据应用于Cruz-HernandezJ等人基于对流-扩散渗流理论建立的缝洞型油水两相流动系统数学模型的拟合中,讨论了数学模型中的空间系数、扩散系数和流动速度对模型拟合的影响情况,并提出了模型的改进应考虑重力作用、流体流速、孔洞配位数等影响因素。

缝洞型碳酸盐岩油藏开发动态分析方法研究

缝洞型碳酸盐岩油藏具有很强的非均质性、各向异性和多尺度特征,传统的砂岩油藏和裂缝型碳酸盐岩油藏的开发动态分析方法难以适用。为了解决塔里木油田缝洞型碳酸盐岩油藏开发动态分析过程中出现的难题,在论证传统开发动态分析方法适用性的基础上,结合缝洞型碳酸盐岩油藏特征、近年来中外的研究成果及笔者的研究经历,分析了各种生产动态分析方法的等效适用条件,重点阐述了三重介质试井和油藏数值模拟方法、数值试井、等效介质油藏数值模拟方法以及离散裂缝方法的理论基础及适用条件,提出一套适合该类油藏开发动态分析方法的研究思路,并应用于现场生产,指导生产实践。

基于地质力学的地质工程一体化助推缝洞型碳酸盐岩高效勘探——以塔里木盆地塔北隆起南缘跃满西区块为例

受碳酸盐岩断溶体内部复杂性的影响,塔里木油田缝洞型储层钻井一次中靶率低,复杂地层压力和地应力系统导致钻井复杂频发、完井提产措施难以优选和优化,制约了油气勘探开发进程。以地质力学研究为基础,建立了地质工程一体化思路,跨学科协作,结合断裂解剖和断溶体刻画,从井位部署源头、钻井工程过程跟踪和完井提产措施定量优化等环节,确保塔北隆起南缘跃满西区块的钻探成功率。研究中,充分考虑断溶体的分布和主应力方位分布、天然裂缝渗透性方向和井壁稳定性方向等因素,建立了井点优选和斜井井轨迹优化方法,并采用井震联合的方法预测了地层压力分布特征,据此优化井身结构;完钻措施阶段,以井筒周围应力场分布、井眼与储层分布方向等的匹配关系提出了4类完井提产措施方法。应用该研究结果,跃满西区块已完钻的W22、W20等3口井勘探持续突破并获高产,该研究思路为其他缝洞型碳酸盐岩储层勘探开发提供了借鉴依据。

塔里木油田缝洞型碳酸盐岩油藏开发特征

探讨塔里木盆地碳酸盐岩缝洞型油藏的开发动态特征。通过储层研究,储集体主要以溶蚀孔洞、裂缝为主。依据地震反射特征将地震反射类型分为深串、浅串、整体串、片状反射、杂乱反射;结合塔里木油田生产特征及地震反射特征,分析了研究区的产液能力特征、产量递减规律、含水变化及出水类型、油藏天然能量。结果表明区块的产能主要来自于深串和整体串,单井衰竭式开采产量递减快不能维持稳产;油井出水类型以缓慢型和台阶型为主,且构造位置对出水特征影响明显,暴性水淹型都处在构造边部位;整体天然能量不充足,少数井具有一定能量与含水分析结果一致。该区生产状况一般,需进一步开展研究完善开发方案。

缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气泡沫可行性及影响因素

为了研究缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气泡沫可行性及影响因素,研制了缝洞型碳酸盐岩油藏细观物理模型和宏观剖面可视化物理模型,可由细观到宏观对缝洞型油藏注泡沫可行性及其影响因素进行室内物理模拟。细观物理模型实验结果表明:水驱后,剩余油主要以封闭孔洞内剩余油、阁楼油、绕流油和油膜的形式存在;氮气泡沫能通过重力分异及阻力效应启动阁楼油与绕流油并剥离油膜。在宏观剖面可视化物理模型上进行了注泡沫影响因素研究。实验结果表明:在含油饱和度较低时,以低部位井注、高部位井采(低注高采)的方式注泡沫效果更好,注泡沫时机不宜过早,宜在充分水驱的基础上转注泡沫;底水能量过强则不利于注泡沫,同时存在一个最优的泡沫注入量。对于碳酸盐岩缝洞型油藏开采中后期,注泡沫开采能够有效维持高效开发,提高原油采收率。

缝洞型碳酸盐岩油藏氮气驱效果影响因素

缝洞型碳酸盐岩油藏以大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝为主要的储集空间,具有非均质性强、缝洞结构复杂的特点,气驱是该类油藏重要的开发方式之一。为探索缝洞型碳酸盐岩油藏气驱动态特征、驱油效果的影响因素及规律,建立二维典型缝洞可视化模型,研究不同类型剩余油启动效果,并结合氮气驱物理模拟驱油效果定量对比,分析氮气驱效果的影响因素。研究结果表明:氮气驱可进一步启动水驱未波及区域的剩余油;氮气驱效果及油、气、水流动特征受到溶洞充填方式、原油粘度和底水能量等因素影响,溶洞充填方式主要影响流体的渗流特征,在一定程度上有利于扩大氮气驱波及范围;原油粘度和底水能量影响氮气和底水的相互作用,改变压力场的分布;在强底水作用下,水窜更为明显,但能改善氮气驱效果,提高采收率。

改性栲胶在缝洞型碳酸盐岩油藏中的堵水实验研究

根据塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏条件,对耐高温改性栲胶堵剂在矿物组分相近的人造缝洞型岩心中的堵水机理进行了实验研究。在油井水层出水压力高于油层压力或者产油层裂缝大于出水层裂缝情况下,采用笼统注入方式堵水须进行暂堵处理,以封住产油层,使堵剂主剂选择性进入水层。改性栲胶堵剂可在水层中形成均匀的较强凝胶封堵带,而在油层中形成的是残余油与凝胶混合物,易被突破和形成流动通道;另外,改性栲胶凝胶具有极性,与碳酸盐岩表面结合比较稳固。因此,改性栲胶堵剂对水层的封堵能力更强。由于塔河油田地层水矿化度非常高,预冲洗既能隔离注入堵剂与地层水,又能降低溶胶聚沉,有利于提高改性栲胶凝胶对碳酸盐岩油藏出水层的封堵能力。