气顶边水油藏剩余油分布及采收率提高的实验研究

为揭示气顶边水油藏开发中油藏内流体运移规律和剩余油分布规律,以渤海锦州25-1南气顶边水油藏为背景,通过一维气驱转水驱实验研究,确定气驱转水驱后采收率提高的幅度,根据油田实际储层物性差异开展气顶边水油藏模拟开发实验,探明不同储层在气顶和边水双重作用下的剩余油分布规律及形成原因。结果表明:气顶边水油藏气驱开发和水驱开发采收率差异较大,且受重力作用影响明显;不同阶段的开发特征及剩余油分布受控于气顶和边水能量差异、储层非均质性、采油井位置及重力作用等,开发后期剩余油主要富集于油井上部靠近气顶附近,是主要的挖潜方向;气顶区转水驱后提高采收率的幅度较大。

致密油多场重构驱渗结合提高采收率技术

建立渗流-地质力学耦合的嵌入式裂缝流动模型,进行致密油多场耦合模拟,揭示致密油长期注水后压力场、渗流场和应力场的变化规律,在此基础上提出了致密油多场重构驱渗结合提高采收率技术。研究表明:致密油长期注水开发后,压力扩散范围小,难以建立有效驱替系统,地应力的变化幅度呈现差异性,水平最小主应力变化幅度大于水平最大主应力,注水井地应力变化幅度大于生产井,注水井周围地应力转向幅度较大。多场重构驱渗结合提高采收率技术通过注水井转采和大规模压裂技术,重构人工体积缝网系统;通过压前补能、压中增能、焖井蓄能、驱渗结合的全生命周期能量补充方法,有效解决了大规模压裂后注入介质易窜流、能量难补充的问题;通过多井联动强化渗吸效应,重构复杂缝网下驱替与渗吸结合体系,由避缝向利用裂缝转变,提高微观波及效率和驱油效率。鄂尔多斯盆地华庆油田元284区块现场应用实践表明,该技术提高采收率12个百分点,可实现致密油规模效益开发。

老油田“3+2”大幅度提高采收率技术内涵、机理及实践

传统方式的化学驱项目一般采取“2+3”的协同方式,也就是先通过水驱井网调整一次到位,再实施化学驱,受剩余油认识和预测精度的影响,会出现部分低产低效井,化学驱含水谷底平台期短,提高采收率幅度有限。为此,胜利油田通过基础攻关和探索实践,创新提出了化学驱与动态优化调整加合增效的“3+2”大幅度提高采收率技术,该技术是指在化学驱过程中,充分发挥和利用驱油体系扩大波及体积、提高驱油效率、调整动态非均质性的特点,主动培育、壮大动态剩余油富集区(“油墙”),适时井网调整、重构流场、均衡注采,高效动用、采出“油墙”,最大程度延长化学驱含水谷底平台期,实现三次采油和二次采油(“3+2”)适配优化、大幅度提高采收率的目的。通过大量物理模拟和数值模拟研究,明确了“井网-驱油剂-剩余油”适配优化提高采收率的机理。该技术在胜坨油田二区东三段5砂组进行了应用,通过优化“3+2”井网调整方式、驱油体系和注入参数等,预计区块含水谷底平台期从3 a延长至8 a,最终采收率为60.5%,比原方案采收率再提高7.5百分点。该技术是老油田大幅度提高采收率的关键技术,可以为中外同类型油藏延长化学驱见效高峰期提供指导和借鉴。

低渗砂岩油田CO_(2)驱化学机理及提高采收率研究

针对低渗砂岩油藏进行了CO_(2)驱开发技术研究,分析了CO_(2)驱油化学机理及主要影响因素。基于目标油藏流体特征进行了PVT拟合,确定其CO_(2)驱最小混相压力,明确了不同压力及注入时机对CO_(2)驱采收率、气油比、含水率及驱动压差等的影响规律,探究了CO_(2)泡沫驱在提高采收率方面的效用。结果表明:24.5 MPa为目标区域CO_(2)驱的最小混相压力,采收率会随着压力的升高而增加,28 MPa时CO_(2)驱提高采收率可达30.57%。气体突破时间、总采收率与CO_(2)注入时机密切相关,CO_(2)注入越早,越有利于采收率的提高,出口含水率为60%时注入可提高采收率39.13%。CO_(2)泡沫驱可以在一定程度上起到提高采收率的效用。

赋能纳米碳提高原油采收率研究进展

赋能纳米碳由于高横纵比和两亲化结构,体现出表面活性剂、分子薄膜、胶体、液晶分子和聚合物的多面特性,在纳米化学提高原油采收率领域独具优势和应用潜力。调研总结了一维碳纳米管、二维石墨烯等纳米碳结构和性质的共性与特性,全面归纳了纳米碳的起源、制备方法与赋能路径;提出了油藏高温、高矿化度条件纳米碳的精细调控赋能策略,剖析了赋能纳米碳在水-油和水-岩石界面吸附和组装机制,多维度精细表征手段及信息化物理模拟方法。以水驱油藏波及系数和波及区内驱油效率均低的普遍性问题为导向,基于纳米的分子—粒子跨尺度特征和水-油-岩界面效应提炼了赋能纳米碳大幅扩大波及系数和提高驱油效率的协同耦合机制。最后,提出了赋能纳米碳提高原油采收率规模应用存在的问题和低碳、高效的发展路径。

乳化沥青提高原油采收率研究进展

乳化沥青具有注入性能好、封堵强度高等优点,作为一种选择性堵剂在油田提高采收率领域比其他化学剂体系更具应用潜力。本文总结了国内乳化沥青堵水体系的开发历程及现场选择性堵水的应用效果。通过调研近年来国内外文献,概述了乳化沥青堵水的作用机理,一种是作为乳液的作用机理,主要是乳液颗粒被变形捕获产生贾敏效应和乳液液滴的机械滞留使水的流动阻力增大;另一种是其分散相也就是乳液破乳后沥青的作用机理,主要是沥青黏附在岩壁上起到的堵水作用。同时,总结了乳化沥青稳定的主要影响因素,包括温度、水相中的电解质浓度和pH值以及分散相中的沥青质,并且论述了各因素影响乳化沥青稳定性的作用机理。最后,详细叙述了乳化沥青应用于油田调剖堵水领域的最新研究进展,研究表明乳化沥青不仅具有优异的封堵效果,还具有独特的封堵选择性。此外,乳化沥青还能与CO_(2)吞吐、泡沫调驱组成复合增产技术进行现场应用,并且指出了乳化沥青应用于调剖堵水领域存在的问题与未来展望。

高温高盐油藏化学驱提高采收率理论技术与矿场应用

化学驱是提高采收率的重要方法之一,在油田高效开发中发挥了重要作用。基于中外化学驱技术的发展现状,针对高温高盐的苛刻油藏条件,系统总结了胜利油田化学驱提高采收率的理论技术。通过梳理胜利油田60a来化学驱技术从室内研究到矿场应用所攻克的理论和技术难题,介绍了高温高盐油藏化学驱的发展历程。通过认识驱油剂之间以及驱油剂与原油之间的相互作用和构效关系,迭代创建了高温高盐油藏聚合物“黏弹并重扩波及”理论、表面活性剂“油剂相似富集、阴非加合增效”理论和黏弹性颗粒“变形调驱”理论,并攻关形成了具有胜利特色的高温高盐油藏聚合物驱技术、无碱二元复合驱技术和非均相复合驱技术,攻克了温度为85℃、矿化度为30000 mg/L的油藏大幅度提高采收率的难题,矿场实施的96个化学驱项目的年产油量连续20a占油田年产油量的11%以上。该系列技术为胜利油田产量稳定和可持续发展做出了重要贡献。

胶囊聚合物驱提高采收率方法

针对常规聚合物驱剪切易降解、注入困难等难题,提出了胶囊聚合物驱提高采收率方法,采用多尺度渗流实验及模拟技术分析了胶囊聚合物驱渗流机制与驱油机理。研究表明:胶囊聚合物驱具有易注入、抗剪切、地层可控释放、吸附滞留率小的优势,具有很好的远距离运移能力,可实现聚合物驱“油藏深部增黏”;胶囊聚合物增黏程度越高,抑制黏性指进的能力越强,驱替前缘越趋于均匀,驱替波及范围越大。胶囊聚合物的释放性能主要受温度影响,温度越高,胶囊聚合物溶液增黏速度越快,而矿化度对胶囊聚合物溶液增黏速度的影响很小。胶囊聚合物驱适用于传统聚合物驱效果不佳的高含水油藏、井距较大的海上聚合物驱油藏、常规聚合物注入性较差的中低渗透油藏等。实施胶囊聚合物驱应“因地制宜”,根据目标油藏条件设计合理的胶囊粒径、释放时间以达到最优的驱油效果。

高温中低渗油藏智能纳米黑卡驱提高采收率技术

当前化学驱储量接替严重不足,亟需攻关突破高温中低渗油藏提高采收率技术。智能纳米黑卡驱油技术是当下极具前瞻性的纳米驱油技术,可大幅度提高采收率。针对河南油田高温中低渗油藏,开展高温条件下纳米黑卡静态性能评价,并通过高温岩心驱替实验评价不同渗透率条件下智能纳米黑卡驱油效果。结果表明,智能纳米黑卡具有优异的耐高温性能,分散稳定性好,能够降低油水界面张力至10^(-1)mN/m,并具有改变润湿性和快速乳化与破乳性能。同时,纳米黑卡具有高效的洗油能力,在95℃下注入0.3 PV的质量分数为0.005%的智能纳米黑卡溶液,在目标油田不同渗透率(50×10^(-3)~450×10^(-3)μm^(2))条件下可提高采收率15.8百分点~20.0百分点。因此,智能纳米黑卡驱油技术适用于河南油田高温中低渗油藏提高采收率。

英买2缝洞型油藏注水及注气提高采收率研究

针对英买2缝洞型油藏大量剩余油未被采出问题,基于典型储层结构组合特征制备了可视化物理模型,开展了注水和注气等不同开发方式的提高采收率物理模拟实验研究。通过对比不同阶段的含水率和采收率,定量分析了不同开发方式对英买2缝洞型油藏剩余油的动用效果;利用制备的裂缝孔洞模型和断溶体模型,研究底水驱后注水、注气和气水交替开发方式的可行性,并明确了进一步提高英买2缝洞型油藏采收率的合理注采方式——低注高采注水驱油方式、高注低采注气驱油方式以及气水交替注入方式,其中,气水交替可较大幅提高原油采收率。研究结果可为英买2缝洞型油藏进一步提高采收率提供支撑。

南川常压海相页岩气注CO_(2)吞吐提高采收率工程实践

当前研究实验和模拟论证了注CO_(2)吞吐提高页岩气采收率的理论可行性,然而其实际工程效果尚未得到现场试验的验证。为此,基于四川盆地南川常压海相页岩气藏地质赋存及生产特征,开展了页岩等温吸附和CO_(2)—CH_(4)竞争吸附机理研究,实施了国内首次常压海相页岩气衰减井CO_(2)吞吐现场试验,并提出了构建成套技术体系的攻关方向。研究结果表明:①气井生产到后期进入低压低产阶段,表现出地层能量不足的特征,是提高气井采出程度的重要阶段;②常压页岩的CH_(4)和CO_(2)吸附能力明显高于低压或高压页岩,采用CO_(2)提采更具可行性和必要性;③相同条件下的常压、高压和低压3组页岩样品均表现出对CO_(2)的吸附量大于对CH_(4)的吸附量,且对气体的吸附能力依次为南川(常压海相)页岩>长宁(高压海相)页岩>延长(低压陆相)页岩;④试验井注CO_(2)吞吐增产效果明显,页岩气单井预测最终可采储量(EUR)从0.75×10^(8) m^(3)上升到0.90×10^(8) m^(3),单井控制储量5.186×10^(8) m^(3),预计采收率提高了2.9%。结论认为:①实施的国内首次常压海相页岩气衰减井注CO_(2)吞吐试验取得突破性进展,为我国页岩气井提高采收率技术研发与应用提供了重要借鉴与参考;②亟需开展页岩气衰减井CO_(2)提采资源潜力与时机评估、提采效果定量评价与工艺优化等研究,并形成页岩气衰减井注CO_(2)吞吐提高采收率成套关键技术及标准体系。

带油环凝析气藏衰竭式开发中——后期提高采收率

针对塔里木盆地Y5凝析气藏衰竭式开发过程中地层压力和气井产能快速降低、生产气油比逐渐下降、凝析油密度和黏度逐渐升高、开发效果迅速变差等问题,将生产动态特征与地层流体组分评价相结合,重新认识该气藏为带油环层状边水凝析气藏,并采用数值模拟方法确定其油环厚度。为改善开发效果,提高凝析油气采收率,系统开展带油环凝析气藏衰竭式开发中—后期提高采收率机理研究可知:完善井网、实施循环注气开发能大幅提高油气采收率,注入介质以二氧化碳最佳,气藏自产气次之;注气方式以重力辅助气驱模式最佳。基于气藏类型和提高采收率机理研究,编制了该气藏循环注气提高采收率方案,预测原油采收率较衰竭式开发提高29.96%。该气藏循环注气开发后累计注气0.19×10^(8) m^(3),地层压力恢复4.31 MPa,气井产能恢复到方案实施前的3.09倍,可为其他同类型气藏开发中—后期提高采收率提供借鉴。

双碳愿景下CCUS提高油气采收率技术

二氧化碳(CO_(2))捕集与封存技术(CCS)是实现“双碳”目标的一项重大技术,如何运用CCS技术实现碳减排,成为全球关注的热点问题。因地质体具有良好的封闭性和巨大的封存潜力,CO_(2)地质封存成为碳封存的首选方式。单纯的地质封存项目成本高昂,不适宜开展大规模推广;油气藏注CO_(2)提高采收率技术在全球范围内已经较为成熟,其目的主要是提高油气采收率。将这两者相结合,大幅度提高油气采收率的同时,可实现CO_(2)长久安全封存,节约碳封存成本。在对CO_(2)地质封存与油气藏注CO_(2)提高采收率技术的作用机理与发展现状进行阐述的基础上,提出“双碳”愿景下中国油气工业应大力发展二氧化碳捕集、利用及封存(CCUS)提高油气采收率技术,实现CO_(2)绿色资源化利用,达到既实现CO_(2)的地质封存又提高油气采收率双赢的目的。指出目前的技术瓶颈及进一步发展的方向,特别是随着油气勘探开发领域向非常规、难采储量油气藏发展,中国大力发展CCUS提高油气采收率技术更具重要性和迫切性,并且具有广阔的应用前景,对于中国顺利实现“双碳”目标,保障国家能源安全及可持续高质量发展具有重要意义。

压裂液辅助二氧化碳吞吐提高页岩油采收率核磁共振实验

为获取可实现连续补能的页岩油吞吐开发方式,以吉木萨尔页岩油储层为研究对象,借助低频核磁共振岩心分析仪和完成了压裂液辅助CO_(2)吞吐补能一体化模拟实验。分析岩样在多介质吞吐与驱替组合的开发过程中孔喉流体动用特征和采收率变化特征,评价压裂液辅助CO_(2)吞吐提高采收率效果,提出页岩油补能吞吐开发新方式。实验结果表明,CO_(2)吞吐,岩样采收率随吞吐周期快速下降,仅动用中大孔中原油,产油量主要源于前2个周期,最终采收率在30%~40%之间;压裂液辅助CO_(2)吞吐并采用CO_(2)注入端生产,原油主要产自中大孔,且产油量源于前3个周期,最终采收率在30%~40%之间;压裂液辅助CO_(2)吞吐并采用压裂液注入端生产,全部孔隙中原油均得到动用,最终采收率在70%~80%之间,剩余油分布均匀,表现出最好的开发效果。研究可为矿场吞吐补能提高页岩油采收率实践提供一定的理论基础。

X区块一类油层聚驱后化学驱提高采收率研究

X区块一类油层中聚驱后形成优势渗流通道,油层水淹情况严重。为了进一步提高区块动用程度及采收率,采用数值模拟方法对比不同井网重构及化学驱开发效果,结合经济效益优选适合目标区块的提高采收率方法。结果表明:低初黏凝胶可有效封堵优势渗流通道,降低油层水淹程度,聚驱后化学驱可有效提高采收率。综合开发效果和经济效益采取分流线加密油井结合加入低初黏凝胶调堵剂的弱碱三元复合驱体系进一步挖潜聚驱后剩余油,提高采收率8.78%。

衰竭底水气藏注CO_(2)提高天然气采收率与碳封存机理

气藏注CO_(2)提高天然气采收率并实现碳封存有望成为大幅度提高天然气产量与碳减排协同的潜在关键技术。为了给底水气藏注CO_(2)高效开发提供指导,针对地层水盐度对CO_(2)-CH_(4)-H_(2)O-NaCl体系相平衡影响、气藏注气过程中压力变化对CO_(2)-CH_(4)-H_(2)O-NaCl体系相平衡影响、注采方案对注CO_(2)提高气藏采收率影响、盐度对注CO_(2)提产及封存影响等目前认识不清的问题开展了CO_(2)-CH_(4)-H_(2)O-NaCl体系相平衡规律及注CO_(2)提采与封存数值模拟研究。研究结果表明:①随着盐度增加,CO_(2)和CH_(4)在盐水中的溶解度降低,液相的密度和黏度增加,盐度对气相性质几乎没有影响;②随着压力增加,CO_(2)和CH_(4)在液相中的溶解度均增加,气相、液相密度和黏度均增加,液相偏差因子随压力增加而增加,气相偏差因子先减小后增加;③同注同采方案CH_(4)产量更稳定且产出的CO_(2)少,而先注后采方案则会加速CO_(2)与CH_(4)的混合,CO_(2)封存量低,前者更适合注CO_(2)提采及封存;④在不考虑盐析效应的前提下,盐度对CH_(4)采收率和CO_(2)封存量的影响几乎可以忽略不计,不同盐度的衰竭底水气藏中CH_(4)采收率均超过80%、CO_(2)封存率均超过99%,短期注CO_(2)过程中,CO_(2)主要以气态或超临界态的形式被封存,少部分CO_(2)溶解在液相中,100年后CO_(2)在液相中的溶解质量分数约为5%。结论认为,衰竭底水气藏注CO_(2)能增压补能、驱替置换残余天然气,提高采收率并实现碳封存。

多功能压裂-提高采收率材料性能及驱替效果评价

吉木萨尔页岩油藏孔渗条件差,页岩油黏度大,水平井压裂开发过程中油藏-井筒流动保障风险较高,一次采收率低,存在滑溜水压裂液功能单一不适用的问题。以降黏-洗油-渗吸多功能压裂-提高采收率(EOR)材料SDY-1为基础研制了多功能滑溜水压裂液体系SDY-1+XC-4,通过室内实验评价其耐温耐剪切、降黏、洗油、渗吸性能,分析了其在储层温度、矿化度下的适用性,并在吉木萨尔现场应用。室内评价实验表明,SDY-1与现场滑溜水XC-4具有良好的配伍性,两者建立的多功能滑溜水压裂液体系在储层温度下具有良好的耐温耐剪切性能。30℃下SDY-1+XC-4降黏率93.68%,洗油效率66.7%,渗吸采收率33.24%。在储层温度、矿化度条件下,SDY-1+XC-4仍保持良好的性能。现场试验结果显示,试验井较对比井累增油2031.6 t。多功能压裂-EOR材料的研制应用可为吉木萨尔页岩油高效开发提供坚实的技术保障。

周期注水提高油藏采收率技术研究

周期注水驱油就是在一定的注采井网上,对注采井采取开注、停注、转注、增注等措施,在油层中形成变化的压力(势),不断改变注采井网中压力分布的强度,使注入水在层间压差作用下发生渗流,增大毛管渗吸作用;同时能够改变流体在油层中的流向,促进地层流体重新分布,扩大注入水波及系数,提高原油采收率,其主要优点是能充分利用现有井网,通过压力场的调整,使常规水驱时滞留的原油得到动用,扩大注入水的波及体积,提高注入水利用率,从而提高水驱的采收率。

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。

五里湾X1油藏如何提高采收率

靖安油田五里湾油藏以开发三叠系X1油藏为主,储层为湖成三角洲沉积,属于低渗透油藏,油藏平面、剖面非均质性较强。开发以注水为主,X1油藏目前综合含水率72.5%、采出程度25.4%,处于双高开发阶段,随着注入、采出程度的增大,油藏的平面单向突进、剖面上层内、层间矛盾日益突出,水驱油效率逐渐下降,从而影响着油田的稳产和开发效果,如何提高最终采收率是油藏开发永恒的主体。本文重点总结了X1油藏实施空泡驱、微球驱、注采井网调整、不稳定注水、精准堵水等措施后提高最终采收率,为后期整个X1油藏提高采收率提供方向。