稠油L油藏多轮次吞吐后汽窜通道表征及治理

稠油L油藏经历多轮次蒸汽吞吐后,出现井间汽窜频繁、剩余油分散、周期油气比低等问题,油田稳产难度大。通过总结L油藏的汽窜规律及影响因素,基于数值模拟分析L油藏各小层不同含油饱和度范围内的油藏温度和对应的孔隙体积倍数,定量表征了地下窜流程度。基于定量化的井组汽窜程度研究3种汽窜治理技术的开采效果,包括小区域多井组合吞吐、汽窜通道控制下的变形井网蒸汽驱、氮气泡沫辅助蒸汽驱。结果表明,氮气泡沫辅助变形井网蒸汽驱可有效治理汽窜,当油汽比降至0.1以下时,全区累计产油量为24.87×10^(4)t,采收率为50.76%,研究结果对改善油藏多轮次吞吐后开发效果具有重要作用。

胜利油田超稠油蒸汽驱汽窜控制技术

针对超稠油油藏蒸汽驱过程中汽窜严重的问题,开展室内蒸汽驱汽窜控制技术研究,将氮气泡沫与热固性堵剂相结合封堵汽窜,热固性堵剂封堵大孔道,氮气泡沫调整蒸汽的吸汽剖面。优化后的泡沫剂体系300℃阻力因子达到30以上,且对低含油饱和度区域具有选择性封堵作用,适用于超稠油油藏条件下高渗透带的封堵;热固性堵剂在静态120℃可4 h形成固结,150℃可2h有效固结,在蒸汽动态驱替过程中可形成有效封堵。利用双岩心管开展堵调工艺评价研究,结果表明,采用热固性堵剂和氮气泡沫相结合的封堵汽窜方式比单纯应用氮气泡沫提高采收率5.7%,驱替效率整体达到60.8%。2011年在单56超稠油藏进行现场实施,措施后综合含水下降10.2%,生产井井口温度下降15℃,井组日产油量增加28 t以上,单轮次措施有效期198 d,措施增油2 562 t,效果明显。

稠油油藏氮气辅助蒸汽增产机理试验研究

针对面120块稠油油藏特点,开展了氮气辅助蒸汽增产机理研究。通过分析温度、氮气对原油粘度的影响,对比不同注氮量、不同注入方式等对蒸汽驱油效果的影响,弄清了氮气辅助蒸汽增产的机理主要表现在:①氮气辅助后增加携热能力,降低残余油饱和度;②氮气的压缩膨胀作用分散和改变了原油流动形态,增强了原油流动性;③扩大蒸汽的波及体积,补充地层能量,提高回采水率;④强化蒸汽蒸馏效应。此外,氮气对原油粘度影响较小,原油降粘仍是高温蒸汽的作用。

泡沫改善间歇蒸汽驱开发效果

间歇蒸汽驱是提高稠油热采区块采收率的有效方式,伴随着汽驱轮次的增加,注汽井同生产井之间出现严重汽窜,导致生产效果急剧变差,为此,进行了高温泡沫封堵蒸汽汽窜提高蒸汽驱采出程度研究。利用蒸汽驱物理模拟装置、高温界面张力仪对适用于不同温度的泡沫剂驱替性能、界面张力进行评价,确定不同泡沫剂最佳作用温度;对现场注入气液比、注入方式进行优化研究,确定现场施工方式。研究表明,FCYL和FCYH组合注入效果优于单注一种泡沫剂,伴蒸汽注入氮气泡沫剂后驱替效率提高30个百分点。2004年在胜利油田单56-10-X8间歇蒸汽驱井组实施高温泡沫改善开发效果现场试验,现场应用表明,高温复合泡沫体系可大幅度改善间歇蒸汽驱热采稠油油藏开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。

井楼油田稠油油藏氮气泡沫调剖室内实验

为了给蒸汽一氮气泡沫调剖技术在井楼油田稠油油藏现场的应用提供理论依据，利用室内物理实验模拟方法，对现场提供的泡沫剂进行了静态和动态评价，测量不同质量分数和气液比下的发泡剂和氮气的阻力因子，优化出适合现场使用的最佳起泡剂质量分数为0．4％～0．5％，最佳气液比1：1，筛选出适合伴蒸汽注入的泡沫体系。使用并联填砂管分别模拟渗透率级差5和10的非均质储层，开展了氮气泡沫连续注入和周期段塞注入实验，优选出最佳氮气泡沫段塞注入参数0．05PV。为正确进行工艺设计提供了指导性意见。

中深层稠油油藏化学辅助蒸汽驱三维物理模拟与应用

胜利油田稠油油藏由于埋深和边底水的影响,油藏压力无法降低到5 MPa以下再进行蒸汽驱,一般转驱压力为7 MPa。为进一步提高蒸汽驱的实施效果,利用室内实验研究了化学辅助驱方式进一步提高采收率。以胜利油田孤岛油田Ng5层位直井反九点井网为原型开展物理模拟研究。通过对比单纯蒸汽驱、化学辅助蒸汽驱等不同方式提高采收率的幅度,对泡沫剂、驱油剂不同注入方式进行对比分析,并确定现场实施方式。室内实验研究结果表明:采用"先调后驱"的化学辅助蒸汽驱方式,可以在蒸汽驱的基础上进一步提高采收率;高温驱油剂的主要作用是提高蒸汽前沿热水带洗油效率,高温泡沫的主要作用是调整蒸汽剖面,增加波及体积,提高热利用率。现场实际应用表明,化学辅助蒸汽驱是高压稠油油藏转蒸汽驱可行的开发方式。

直井-水平井组合蒸汽氮气泡沫驱物模实验

稠油开采在蒸汽吞吐(CSS)阶段出现的高渗层蒸汽窜流影响了开采效果,利用稠油油藏水平井开采可以增加泄油面积,增强导流能力,提高最终采收率,但用水平井开采稠油更易受窜流通道的影响,造成水平井段动用不均、高含水等问题。笔者采用三维物理模拟手段研究了直井-水平井组合蒸汽氮气泡沫驱提高采收率机理,用不同驱替阶段平面和剖面三维温度场数据评价了蒸汽驱转蒸汽氮气泡沫驱温度场发育效果。在高含水下采用氮气泡沫辅助蒸汽驱后,含水率先降、后升,最终采收率为63.3%,相比蒸汽驱提高了6.2%。蒸汽氮气泡沫驱降低了蒸汽单井突进和蒸汽超覆现象,增加井间波及区域,扩大了整体的波及体积,改善了蒸汽驱效果。

稠油油藏气体-泡沫辅助注蒸汽实验与数值模拟

针对蒸汽吞吐过程中由于能量不足以及严重汽窜等导致热效率低、吞吐效果变差的问题,从室内物理模拟以及数值模拟两方面,开展了在蒸汽中添加气体及高温泡沫以改善蒸汽吞吐开发效果的研究。首先,通过引入泡沫综合指数,筛选了合适的发泡剂;其次,进行了4组室内平行双管实验,分别为单纯蒸汽驱、蒸汽-烟道气泡沫驱、蒸汽-氮气泡沫驱以及蒸汽-氮气驱。实验结果表明:在注入条件相同的情况下,蒸汽-烟道气泡沫驱和蒸汽-氮气泡沫驱均能够有效地封堵高渗管,启动低渗管,与单纯蒸汽驱相比,采出程度最高分别提高了28.98%和26.04%;蒸汽-氮气驱调剖效果有限,不能有效地启动低渗管,采出程度比单纯蒸汽驱提高了10.56%。结合物理模拟的结果,采用数值模拟方法,分析了地层参数对烟道气-泡沫辅助吞吐和单纯蒸汽吞吐开发效果的影响,结果显示,对于层薄、油稠的非均质油藏,烟道气-泡沫辅助吞吐与单纯蒸汽吞吐相比具有显著的优势,能够有效地提高蒸汽吞吐开发效果。对河南油田井楼零区烟道气-泡沫辅助蒸汽吞吐方案进行了参数优化,得到最佳日注汽量为100 m^3,最佳气汽比为12,最佳焖井时间为7 d。

热化学剂性能评价及辅助水平井蒸汽驱可视化实验

针对孤岛油田中二北区稠油油藏单纯蒸汽驱开发效果差的问题,利用室内实验对洗油剂氮气泡沫的热化学复合流体改善蒸汽驱开发效果进行了研究。发泡剂性能评价实验中,以泡沫发泡体积、半衰期和阻力因子来评价洗油剂对发泡剂性能的影响。实验结果表明,洗油剂与发泡剂有良好的配伍性,洗油剂能够增强发泡剂的发泡能力、泡沫的稳定及封堵性能。二维可视化实验表明:水平井蒸汽驱波及范围有限,注入洗油剂氮气泡沫的复合流体后,能够有效提高蒸汽驱剩余油的效率,泡沫的封堵作用则能够大大提高油层波及范围,与单纯蒸汽驱相比,复合流体的波及效率增加了27.25百分点。实验结果为中二北区稠油油藏热化学驱油先导试验提供了依据。

氮气泡沫调剖技术改善汽驱效果研究

辽河油田以稠油为主,稠油产量占总产量的80%以上,稠油开采以热力采油为主。稠油蒸汽驱井组存在着油汽比递减加快、油层纵向吸汽厚度或动用程度严重不足等问题。针对稠油汽驱井组注汽层面吸汽不均、层间连通、汽窜严重等问题,利用氮气作为为磺酸盐发泡的充填介质,具有发泡时间长,封阻吸汽能力强,改善吸汽剖面等优点,从而改善注蒸汽效果,增大驱油面积。利用氮气泡沫调剖技术,改善深层稠油动用程度,是挖掘整个层系的潜能,改善井组蒸汽驱效果,提高采收率及经济效益的行之有效的方法。

考虑热伤害的氮气泡沫辅助蒸汽驱数值模拟研究

通过物理模拟的方式对发泡剂溶液的表面张力、发泡体积、半衰期以及封堵性能进行了测定。在物理模拟实验结果的基础上,建立了考虑储层热伤害的氮气泡沫辅助蒸汽驱数值模拟模型。模型将岩石骨架分为可动砂、流动砂以及基质砂三类,通过定义反应动力学方程在一定条件下将可动砂转化为流动砂从而近似模拟储层热伤害带来的孔渗参数变化。泡沫模型采用机理模型,考虑泡沫的生成、破灭以及原油对泡沫的影响。数值模拟结果表明储层热伤害造成的岩石骨架溶解以及热蚯孔的形成会加剧储层的非均质性,加快汽窜。而泡沫会对高渗通道产生有效的封堵,扩大蒸汽波及体积,延缓汽窜。

稠油油藏氮气泡沫辅助蒸汽驱驱油效率实验及参数优化

蒸汽驱能大幅度提高稠油油藏采收率,但对于单一蒸汽驱而言,由于受边底水及储层非均质性等因素的影响,易发生汽窜,降低了蒸汽的波及体积,开发效果不理想。为此,设计了氮气泡沫辅助蒸汽驱驱油实验,对单一蒸汽驱和氮气泡沫辅助蒸汽驱的驱油效率进行了对比,并对氮气泡沫辅助蒸汽驱注入参数进行了优化研究。实验结果表明,单一蒸汽驱综合驱油效率为63.52%,氮气泡沫辅助蒸汽驱综合驱油效率为69.95%,比单一蒸汽驱提高了6.43%。当气液比为1∶1,发泡剂质量分数为0.5%,含水率较低时,进行氮气泡沫辅助蒸汽驱开发效果较好。通过室内实验证实,氮气泡沫辅助蒸汽驱能够有效封堵高渗透条带,提高驱油效率,改善稠油油藏的开发效果。

氮气辅助蒸汽驱强化传热机理及成因探讨

为探讨氮气辅助蒸汽驱强化传热机理及成因,开展了氮气强化蒸汽传热实验、氮气影响蒸汽冷凝实验。通过实验对比氮气与蒸汽注入方式的改变对岩心温度分布的影响,总结了氮气的强化传热机理;实验分析了氮气对蒸汽冷凝传热过程的影响,并在此基础上探讨了氮气强化传热的机理成因。研究表明:氮气与蒸汽混注时,氮气存在明显的强化传热机理,该机理可起到"缓释"蒸汽热量、扩大热波及以及提高远端地层温度的作用,其作用效果要强于氮气的隔热作用,且氮气含量的增加有助于强化传热效果的提升;氮气存在强化传热机理,主要是因为氮气能增加蒸汽冷凝过程中的传质传热阻力,降低蒸汽的冷凝传热系数,延缓蒸汽与岩石固体表面之间的热交换速度。实验结果为氮气辅助蒸汽驱开发方式的优化提供了参考。

稠油油藏氮气辅助蒸汽驱增油机理实验

蒸汽驱虽能大幅提高稠油油藏采收率,但由于受到储存非均质性等因素的影响,易发生汽窜,降低蒸汽波及体积。针对齐40区块稠油油藏特点,在单一蒸汽驱后设计了2种不同注入方式的氮气辅助蒸汽驱,通过对驱替压差、瞬时(累积)油汽比、含水率和驱油效率的分析,得到了氮气辅助蒸汽驱提高采收率增油机理。自行研制了双管长岩心模型,通过改变双管长岩心长度模拟了4组不同流线比下氮气辅助蒸汽驱实验,分析了不同流线长度比对开发指标的影响,根据实验数据得出了流线长度比与驱油效率的多项式函数。实验结果表明:蒸汽驱后开展氮气辅助蒸汽驱能进一步提升最终采收率;同一流场内不同流线的采出程度随着流线长度的增加而降低,注采主流线上原油的产出量占总原油产出量的50%以上。

蒸汽驱氮气泡沫凝胶调驱技术研究与应用

杜229块超稠油蒸汽驱开发井组,自转驱以来由于储层非均质性强和蒸汽超覆作用等原因,使蒸汽在油层平面及纵向上驱替效率低,造成油层在纵向上动用不均,油井在平面上受效不同,影响井组整体回采效果。通过室内实验研究和综合评价对比,筛选出适合于高温环境下的发泡剂、稳泡剂和凝胶体系,并辅以氮气作为发泡气源,提高蒸汽驱替效率,改善井组回采效果。现场井组试验应用后,油层剖面动用程度明显改善,平面上各口生产井受效程度调整均匀,井组生产效果明显提高。

浅层特稠油油藏氮气泡沫驱主控因素分析

特稠油油藏在蒸汽驱后期往往存在吸汽剖面不均、蒸汽波及体积减小、热效率降低等问题,严重制约了蒸汽驱采收率的提高,而蒸汽驱后转氮气泡沫辅助蒸汽驱能有效提高波及系数,增加蒸汽波及体积。以河南油田某井区油藏参数为基础建立机理模型,在此基础上对特稠油油藏蒸汽驱后转氮气泡沫辅助蒸汽驱各影响因素进行分析,最终通过正交数值实验分析方法确定其主控因素。结果表明,采注比为氮气泡沫辅助蒸汽驱的主控因素,各因素对采出程度的影响程度大小的排序为采注比、注入段塞体积、注汽强度、发泡剂浓度、气液比。研究结果为特稠油油藏蒸汽驱后期最优方案的制订提供了依据。

氮气泡沫辅助蒸汽吞吐在稠油油藏的新进展

目前国内80%的稠油油藏开采手段是蒸汽吞吐,但随着吞吐次数增加,周期采油量逐渐减小、气油比上升并出现蒸汽超覆和气窜等现象,因此相关学者提出气体泡沫辅助蒸汽吞吐方式。通过文献调研详细介绍氮气泡沫辅助吞吐的驱油机理,阐述泡沫辅助驱油技术面临的挑战,同时指出研发多气体泡沫共同辅助吞吐为下阶段发展目标。