基于Hurst指数的严重段塞流多尺度分形特性

基于多尺度方法和Hurst分析方法,分析了严重段塞流的多尺度结构及其非线性特征。以空气、水两相混合物作为实验介质,利用高速数据采集板获得了集输立管内气液两相严重段塞流的压差波动信号。使用db4小波在1~8尺度下对压差信号进行分解和重构,提取不同尺度的系统动力学特征,发现严重段塞流气液喷发和液体回落的瞬态过程主要体现在d5~d8尺度的细节信号上。通过对压差波动信号不同尺度下的分解信号进行Hurst指数分析,发现严重段塞流存在显著的双分形特征,同时受正持久性和反持久性两种动力学因素的制约,但概貌分量和细节分量表现出截然相反的分形结构,概貌分量具有正持久性,而细节分量具有反持久性。d1尺度下的细节分量描述了微尺度的气泡与气泡之间的相互作用;d2~d5尺度下的细节分量描述了微尺度的液体与气泡之间的相互作用;d6~d8尺度下的细节分量描述了宏尺度的气液两相与管壁之间的相互作用。压差波动信号的能量主要分布于宏尺度上。

SLUG试井污染检测乘积图版及其应用

本研究获得了ＳＬＵＧ试井解与定产量试井解的数学关系式并制作出ＳＬＵＧ试井乘积图版。ＳＬＵＧ试井乘积图版分辨率高、灵敏度好、唯一性强，ＳＬＵＧ试井乘积曲线容易制作。ＳＬＵＧ试井乘积图版可用于一开、一开一关、二开二关、三开三关ＳＬＵＧ试井。

浅层砂岩油藏高含水后期聚驱参数优化研究

高含水后期的浅层疏松砂岩油藏出砂问题严重,常规的聚合物驱已经不能有效控制储层的含水上升速度,油井产量递减较快。针对这一难题,以济阳凹陷S区块为例,通过数值模拟优选多段塞组合聚驱参数,制定了一套适应浅层疏松砂岩储层的多段塞组合的注聚方案。结果表明,与常规砂岩储层聚合物驱相比,该方案用量30%的聚合物前置高浓度段塞有效地缓解了地层平面矛盾,同时后续注入较低浓度的聚合物缓解地层出砂对聚驱效果的影响,取得了较好的控水增油效果。综合含水率下降7%,阶段增油量101.67×10^(4)m^(3),与原始水驱相比,采收率提高6.35%。

神府区块强非均质致密气藏高效压裂完井技术研究及应用

神府区块致密气藏具有垂向上砂煤泥互层、天然裂缝局部发育等特点,给压裂试气带来了极大挑战。本研究结合储层特征和生产实践,研发了低伤害低温生物压裂液体系;优化形成了砂煤泥互层多级段塞压裂工艺和大跨度储层全剖面体积压裂技术,显著提高了压裂施工成功率及压后产气效果;基于精细控压,制定了致密气藏压后优快试气返排制度控制方法。神府区块强非均质致密气藏高效压裂完井技术在神府区块的成功应用为同类储层高效开发提供了借鉴。

多段塞平行聚能提高聚合物驱后采收率实验研究

聚合物驱后还有50%左右的剩余油,主要分布在聚合物未波及到的次一级孔隙中。通过依次注入不同黏度和性质的功能段塞,在不同渗透率区域形成均匀移动的驱油段塞,增大局部驱替压力梯度,挖潜中、低渗透区的剩余油。室内实验表明:注入多个轮次的功能段塞后,再进行水驱,原油采收率达到89.15%,比聚合物驱采收率提高32.78%。相比于其他开采技术,多段塞平行聚能驱油的产液含水率更低;三个岩心实验的产液量比率趋向于相近,并在较大范围保持稳定,窜流现象得到有效的抑制。在非均质实验中,中、低渗透层的含油饱和度分别下降了35%和56%,剩余油动用程度大幅提高,而高渗透层变化很小。两点压差随段塞向后推移而推移,局部压力最大值在段塞位移处,注入段塞在非均质油层近似平行移动。

三元复合体系黏度对各组分色谱分离的影响

碱、表面活性剂和聚合物三种物质化学吸附和机械捕集等性质的差异导致它们在多孔介质内运移过程中滞留量的不同，即发生色谱分离现象，这将对碱与表面活性剂间的协同效应产生不利影响。近年来，为了扩大三元复合驱的波及体积，大庆油田开展了高聚合物浓度三元复合驱矿场试验。针对理论研究和矿场应用实际需求，采用仪器分析和物理模拟方法，开展了三元复合体系黏度及段塞组合方式对色谱分离影响实验研究。结果表明，与“低聚合物浓度和整体段塞”三元复合驱相比较，“高聚合物浓度和多段塞组合”三元复合驱注入压力增幅较大，扩大波及体积效果较好，采收率增幅较大；另一方面，由于碱、表面活性剂和聚合物在多孔介质内滞留水平存在差异，注入压力愈高，波及体积愈大，碱和表面活性剂滞留量差异愈大，色谱分离现象愈严重。由此可见，尽管碱与表面活性剂间发生色谱分离会削弱复合驱的洗油效率，但这是否会影响采收率还取决于波及体积与洗油效率各自对采收率贡献的相对大小。

裂缝性油藏多段塞凝胶调剖技术研究及应用

为了研究多段塞调剖剂对裂缝性低渗透油藏调剖机理及效果,通过室内可视化裂缝模型,研究了多段塞调剖剂对单一裂缝封堵及对复合裂缝系统调剖物理过程,阐述了裂缝性低渗透油藏多段塞调剖机理,并在延长东部油田进行了多段塞深部调剖矿场试验。室内实验及矿场试验表明:对于单一裂缝,多段塞调剖封堵过程分为两个阶段:凝胶充填阶段和凝胶压实阶段,小段塞多轮次注入调剖剂比大段塞连续注入的后水驱压力梯度提高2倍以上;对于复合裂缝系统,多段塞调剖封堵过程则包含三个阶段:调剖剂选择性进入阶段、凝胶充填阶段和凝胶压实阶段,最终使裂缝系统吸水剖面得到最大改善。延长东部油田试验区经过多段塞深部调剖后,注水井都已正常注水,注水压力由0.25 MPa上升到8.5 MPa,注水量由2.0 m3/d上升到8.0 m3/d,油井日增油量为2.52 t,油井平均含水率由90%以上降至71.7%,多段塞深部调剖技术获得了较好的矿场试验效果,可作为裂缝性低渗透油藏增油降水措施的优选技术之一。

不同尺寸段塞组合等流度二元驱驱油效果评价

辽河油田锦16块实施二元复合驱以来,仍存在部分注入井单层吸液量过大,使注入液在各层中的推进速度不一致,从而导致相应的采油井聚合物质量浓度上升较快的问题。通过室内驱替实验,采用均质岩心和非均质岩心,对比不同段塞组合的等流度二元驱驱油方法在非均质岩心上的驱油效果。结果表明,在相同聚合物用量和总注入孔隙体积倍数条件下,在三层非均质岩心上等流度驱油方法比常规单段塞驱油方法化学驱采出程度高出3.54%;多段塞等流度驱油方法可以明显提高中、低渗层分流率,降低高渗层分流率。因此,合理段塞组合等流度二元驱油方法可有效提高高渗透非均质油藏的采收率。

含CO_2多相流相态的非均匀性对输油管冲刷腐蚀的影响

以研究含CO2多相流相态的非均匀性对输油管冲刷腐蚀的影响为目的,利用多相流环路实验装置进行冲刷腐蚀试验,并借助高速数字摄像系统观测多相流相态,考查石油多相混输管中的冲刷腐蚀与多相流的相态结构相关性。对水平管弹状流下的CO2腐蚀试验研究表明,水平管的底部较之于顶部有更为显著的冲刷腐蚀,这种冲刷腐蚀在管道上、下不同部位的差异性源于弹状流相态的非均匀分布。提出了含CO2多相流冲刷腐蚀的水动力学模型,模型计算结果表明,弹状流流型下水平管下部的冲刷腐蚀速率高于上部的冲刷腐蚀速率。水平管弹状流条件下腐蚀产物膜的磨损程度随流体速度的增大而增大。计算结果与试验观测相符,均表明多相流相态的非均匀性使管道下部更易遭受腐蚀损坏。

多段塞深部调驱动态效果预测方法

针对目前多段塞深部调驱效果预测方面存在的问题，充分考虑多段塞深部调驱的作用机理，从油藏工程角度出发建立了多段塞深部调驱的动态预测模型。该模型依据水驱动态预测方法，采用分段塞分时间步迭代的计算方法，根据物质平衡原理计算采出程度，利用体积加权法校正地下流体的平均表观黏度和残余阻力系数，并根据残余阻力效应校正地层的非均质性。预测模型不但能够预测含水率与采出程度的变化规律，而且能够预测评价期内产量变化及增油降水等开发指标。分别采用该预测模型和油藏数值模拟方法对一个实际区块的多段塞深部调驱方案进行了效果预测，对比结果表明，该预测模型结果合理、简单易行。

多段塞复合调剖工艺在火烧山裂缝油田的研究与应用

针对火烧山油田开发面临的水淹水窜问题,结合火烧山油藏的具体特征,应用油藏工程和采油工程研究方法,在室内实验的基础上,开展矿场试验,分析试验结果,不断调整并优化调剖方案。2009年在火烧山H2、H3、H42油藏采用多段塞复合调剖工艺共计24井次。实施结果表明该工艺与火烧山油藏适应性较好,能有效对大裂缝、大孔道水窜通道进行封堵,并能有效的控制油田含水上升,对油田的稳油控水起到了积极的作用。截止2009年11月底累计增油5406.9t、累计降水3451.6t。

砂段塞工艺在中原油田斜井压裂中的应用

中原油田属于地质构造复杂的断块油气田 ,储层物性差 ,具有低渗、埋藏深、温度高、层多、层薄、跨距大、射孔井段长、非均质性严重、单井产量低的特点 ,大部分井层需经过压裂改造方可投入生产 ,水力压裂改造是中原油田油气井增产稳产的主要手段。目前油田已处于开发的中后期 ,为有效地开采地下剩余油 ,所打的新井大部分均为定向斜井 ,这些井也需要进行压裂改造才能投入生产。在对这些斜井进行压裂改造的初期 ,采用常规的工艺方法 ,施工过程中时而发生砂堵现象 ,施工成功率不高。在对砂堵的原因进行分析后 ,认为相对于直井来说 ,斜井压裂更易产生弯曲裂缝及多裂缝 ,而弯曲裂缝及多裂缝是造成近井地带脱砂而发生砂堵的主要原因。为解决弯曲裂缝及多裂缝造成的问题 ,除采用提高施工排量、适当增加前置液比例、适当提高压裂液粘度、不过分追求施工后期高砂比等工艺措施外 ,主要就是应用了前置液支撑剂段塞工艺 ,减少了斜井压裂施工过程中的砂堵现象 ,施工成功率得以大幅提高。

基于聚合物驱的多级非均相调驱研究

针对王集油田王17断块中低渗断块油藏非均质严重,注入水沿高渗透条带突进,采出程度低,水驱提高采收率能力有限的问题,开展了化学驱提高采收率技术研究,评价筛选了聚合物、黏弹颗粒驱油剂(PPG),应用物模技术对复配形成的非均相驱油体系段塞结构、驱油效率及分流率进行评价,应用数模技术,优化了段塞量及结构,预测王17块采用多级非均相调驱段塞聚合物驱可提高采收率8.25个百分点,现场应用已初见成效,该技术成果已在下二门油田B238块聚合物驱项目借鉴推广应用。

水平井多段塞完井液的研制及应用

针对低压高渗油藏水平井筛管完井过程中存在的漏失、泥饼解除不彻底等问题,研发了酸洗防漏一体化多段塞完井液技术。该技术采用高黏替浆段塞活塞式替浆,大幅提高了替浆效率;在酸洗中采用酸洗防漏一体化段塞,酸开一段暂堵一段,大幅提高了水平段的井底完善程度。现场试验结果表明,采用该技术能大幅提高筛管完井水平井的产能。

陆上稠油油田多轮次聚合物驱提高采收率方法

采用聚合物驱技术提高稠油油藏原油采收率已经在国内外海上油田得到成功实践,而陆上稠油油田的开采目前却主要依赖于热力采油。为探究陆上稠油油田聚合物驱开采的可行性及相应技术对策,以我国西部某油田的ZH区块普通稠油油藏为研究对象,采用聚合物驱数值模拟技术,从参数优化的角度对陆上稠油油田聚合物驱的合理实施界限进行了研究,明确了聚合物驱核心技术参数注入量、注入速度、聚合物溶液浓度、注入时机对聚合物驱效果的影响规律,在此基础上,形成了陆上稠油油田多轮次聚合物驱提高采收率技术。多轮次聚合物驱中,5个独立段塞发挥不同功效,组合协同增油作用明显。对ZH区块的模拟计算结果表明,多轮次聚合物驱可提高水驱采收率达11.78%,吨聚增油量达到168.97 m3。陆上普通稠油油田聚合物驱的成功探索为该类油田提供了一条提高采收率的新途径,特别是对热力采油技术应用具有局限性的油田有较强实用性。

冀东浅层高孔高渗油藏多段塞吞吐提高采收率技术

冀东浅层油藏属于特高孔特高渗油藏,边底水能量充足,含油面积小。经多年天然水驱开发,目前已进入特高含水阶段,注水、调驱、CO_(2)吞吐等常规措施无效,迫切需要改善开发效果,进一步提高采收率。在单砂体精细建模和历史拟合的基础上,利用油藏数值模拟方法分类,定量评价了高尚堡某断块某小层剩余油类型,针对该小层滞留型与残留型剩余油并重的特点,运用室内实验、数值模拟等多方法,优选出多段塞吞吐技术,为同类油藏提高采收率技术研究提供借鉴。

三元复合驱组分协同作用规律研究

三元复合驱中聚合物、碱以及表面活性剂的协同作用能够大幅提高原油采收率,各组分存在的色谱分离会使协同作用大为减弱。通过一维长岩心研究二元/三元体系各组分在线性流过程中吸附规律差异,然后制作二维平面物理模型研究三元复合驱径向流过程中各组分运移规律,判断出三者的协同作用距离,通过数值模拟以及矿场试验结果论证用变浓度多段塞代替单一段塞的可行性。研究表明:三元体系中由于碱的存在可以使超低界面张力保持距离和乳化能力强于二元体系,三元体系一维长岩心的采出程度比二元体系增加了6.32%;三元体系各组分协同作用距离集中在主流线1/2处,各组分运移距离为:聚合物>碱>表面活性剂,在后续水驱的过程中表面活性剂存在解吸附现象;使用变浓度多段塞组合注入,可以在保持相近采收率情况下减少15%的表面活性剂和4.5%的聚合物用量。

偏桥水淹区裂缝性特低渗油藏自适应调驱室内评价研究

针对延长油田南泥湾采油厂偏桥裂缝性特低渗油藏水窜水淹,笔者开展了自适应弱凝胶调驱室内研究。试验结果表明,自适应调驱体系优先选择性进入大孔道,促使后续驱替流体转向;通过降低裂缝等效渗透率,明显抬升水驱压力梯度,有效控制裂缝窜流。研究结果可为该区裂缝性特低渗油藏水窜水淹自适应调控工艺参数优化提供可靠依据。

多段塞泡沫凝胶调驱工艺参数优化研究

针对渤海绥中36-1油田注水过程中注入水沿高渗透条带、大孔道突进的问题,以驱油用聚合物为主剂,室内研发出适合SZ36-1油田油藏条件的泡沫凝胶体系;模拟绥中36-1油田油藏条件,对所研制的泡沫凝胶体系调驱工艺参数,即注入量、注入浓度、注入速度、注入方式以及段塞组合方式等参数进行室内实验优化,实验结果表明:最佳注入量为0.2倍孔隙体积,注入量为900 mg/L·PV,注入速度必须低于10 ml/h,在上述工艺参数下采用多段塞组合方式注入,段塞组合方式应为低浓度前置段塞、中浓度主体段塞、高浓度保护段塞。

低渗透油藏多段塞微生物驱开发指标预测

油藏条件不同，微生物驱油体系的提高采收率能力和油藏适应性也有所差别，需要合理的注入参数对开发指标进行预测。通过模拟不同注入方式微生物驱油实验优化注入参数，在实验基础上综合运用前缘推进理论和经验回归方法，考虑微生物降低原油黏度以及影响油水相对渗透率等客观因素，建立一种将油井产能和含水变化规律结合的预测模型来预测微生物驱开发指标。微生物驱油实验表明，多段塞微生物驱较单一段塞微生物驱采收率可提高9.24%，见水时间能延长40.10%-40.14%，无水采收率提高18.44%；用该模型能较准确地预测微生物吞吐开井后的产油量、增油量、产液量和含水率，单井预测误差小于10%，区块总体产液量和产油量预测误差均小于3%，含水率仅为0.25%。矿场试验采用五级段塞交替注入调剖用微生物与驱油用微生物，试验区含水上升率由8.1%下降至-4.3%，综合递减率由13.3%下降到4.4%，控水稳油效果明显。