胜利油田油藏数值模拟技术新进展及发展方向

油藏数值模拟技术是油藏分析的重要手段,是油田开发人员编制开发方案、开展动态跟踪调整、进行提高油藏采收率研究等工作的有力工具。为明确胜利油田油藏数值模拟技术的未来发展方向,回顾了胜利油田60年以来油藏数值模拟应用技术和自主知识产权软件研发的发展历程,着重总结了“十三五”以来适配油田当前地质及开发特征的特高含水期精细油藏描述、低渗透油藏压驱开发、非均相复合驱、稠油油藏多元热复合驱、CO_(2)高压混相驱、页岩油大规模压裂整体开发等多个领域的数值模拟应用技术创新性进展;介绍了涵盖水驱、化学驱、微观、智能模拟等不同方向的多款胜利特色油藏数值模拟软件的研发及应用情况。最后指出在当前胜利油田的开发形势下,油藏数值模拟在精细程度、规模、效率和协作方式等方面面临着更大的挑战,油藏数值模拟需要进一步向一体化、并行化、智能化方向发展,为胜利油田开发提质增效提供技术支撑。

基于分子动力学模拟的胜利页岩油CO_(2)/CH_(4)溶气机制

随着中国CCUS-EOR(CO_(2)驱油)项目的不断推进,页岩油伴生气的主要成分由CH_(4)变为CH_(4)和CO_(2),且采出气油比增大,可能产生管道腐蚀、流动不稳定等问题。以胜利页岩油为研究体系,通过分子动力学模拟分析CO_(2)和CH_(4)在页岩油中的溶解规律及竞争关系,结果表明,在相同温度和压力下,CO_(2)饱和溶气量远大于CH_(4);CO_(2)/CH_(4)的饱和溶气量与温度呈负相关、与压力呈正相关,且温度对两者的影响程度相同;但是由于CH_(4)分子间距更大,压力增加对CH_(4)饱和溶气量的增加幅度更大,因而表现为随着压力增加,CO_(2)与CH_(4)饱和溶气量的比值逐渐减小。研究结果为确保CO_(2)/CH_(4)溶入页岩油中形成稳态气液两相流,实现油气混输提供一定参考。

页岩油全电动压裂装备配置与作业技术研究

利用电动压裂装备开展水力压裂是页岩油储层开发的新技术,还处于起步发展阶段,压裂装备的配套技术还不成熟、不完善。以胜利页岩油电动压裂装备为研究点,结合压裂施工要求与装备作业能力,提出了页岩油电动压裂设备一体化配置方法。从压裂装置、输砂装置、混砂装置、自动供液系统、变频控制系统、仪表控制中心、高压管汇系统等装备方面提出了具体配置要求,在胜利油田樊页1试验井组8口井进行应用。应用结果表明,所形成的配套方法满足页岩油高压力、大排量、大砂比、作业时间长的压裂作业要求,能够提高整体作业效率及装备的自动化水平,实现绿色低碳开发。研究结果可为页岩油大规模电动压裂施工奠定装备基础,对后续规模化推广具有一定的借鉴意义。

牛庄洼陷页岩油大尺寸井眼优快钻井技术

牛庄洼陷是胜利页岩油国家级示范区重点开发区域,该区块地质条件复杂,二开311.1 mm井眼钻进效率低的问题十分突出。为实现页岩油井大尺寸井眼的高效钻进,针对上部砾石层钻头寿命短、行程进尺少,斜井段滑动钻进“托压”严重、钻头攻击性与工具面稳定性矛盾突出等问题,通过对提速工艺的分段优化、井眼轨迹优化、高效钻头及提速工具研制配套、钻井液性能分析及工艺优化等技术措施,提出了优快钻井技术。该技术在牛庄洼陷页岩油国家级示范区应用20口井,取得了显著的提速提效成果,表现在:机械钻速较同区块前期提高40.8%,平均行程进尺较同区块前期提升46.35%,二开平均钻井周期较同区块前期缩短55.55%,有效解决了牛庄洼陷页岩油上部大尺寸井眼钻进效率低、行程进尺少的问题。研究结果可为胜利油田页岩油钻井提速提效提供借鉴。

胜利油田页岩油大井眼高效钻进技术研究与应用

胜利油田济阳页岩油是中石化页岩油开发的重点区块,是我国第三个国家级页岩油开发试验区。该区块地质条件复杂,二开钻井面临着上部砾石层钻头寿命低、行程进尺少,斜井段滑动钻进“托压”严重、钻头攻击性与工具面稳定性矛盾突出等诸多难题。针对以上问题,开展钻井工艺分段优化、井眼轨迹优化、高效钻头及提速工具研制配套等方面的研究,形成了针对胜利油田页岩油Ø311.1 mm大井眼高效钻进工艺技术,该技术在牛庄洼陷应用20口井,提速提效成果显著:与同区块前期相比,机械钻速提高40.8%、平均行程进尺提升46.35%、二开平均钻井周期缩短55.55%,保障了胜利油田国家级页岩油示范区建设的顺利推进。

藏北羌塘盆地胜利河油页岩干酪根特征及碳同位素指示意义

胜利河油页岩位于北羌塘盆地南部,走向长超过34km,宽9km。笔者对该油页岩各岩系干酪根进行了分离、镜鉴、元素分析和碳同位素分析,结果表明,该油页岩干酪根为Ⅱ型干酪根,油页岩中干酪根含量较高,介于15.79%~20.37%,具有富氢少氧的特征,其H/C和O/C比率分别为1.11~1.19和0.08~0.25,为胜利河地区非常好的烃源岩。油页岩层干酪根13C相对富集,具有相对较高的δ13CPDB值(-20.79‰^-21.78‰),与胜利河地区油页岩母源为较单一的藻类有关。藻类的大量繁殖造成了该类生物死亡埋藏速率远大于氧化速率,在还原环境下大部分藻类还未被氧化就被埋藏,从而保留了原始藻类略富13C的特征。胜利河油页岩的空间展布以及规模明显受古泻湖环境的控制。

胜利油田孤东新滩西地区断裂封堵性分析

胜利油田孤东新滩西地区是一个勘探程度较低的区块,多发育浅部断裂,馆陶上段是主要含油层段。因此,研究该区断裂的封堵性对寻找油气运移规律,指导后续勘探工作有着重要意义。本文利用岩性并置图、泥岩粘污因子、流体性质等来研究该区的断层封堵性。

深层页岩油水平井密切割裂缝均衡扩展数值模拟——以胜利油田YYP1井为例

中国页岩油储层非均质性强、粘度高和可改造性差,水平井分段多簇射孔体积压裂难以形成复杂的裂缝网络,单缝"缝控储量"低,必须寻求新的工艺突破。通过增加单个压裂段内的射孔簇簇数,使多个射孔簇裂缝在射孔段内均衡扩展,对页岩储层进行密切割,实现页岩油储层的充分改造,是中国页岩油高效开发的关键。考虑数千米长压裂管柱与射孔孔眼的摩阻以及多裂缝之间流体的竞争分配,建立页岩油水平井密切割多裂缝动态扩展的渗流-应力-损伤模型,并通过现场压裂施工数据验证其正确性。根据胜利油田页岩油储层的地质工程特征,开展射孔簇簇数、射孔孔眼数量、压裂施工参数等对多裂缝流体流量分配、应力干扰及裂缝几何形态影响的数值模拟研究发现:单簇裂缝扩展时,裂缝诱导应力最优波及距离为10 m左右;簇间距为10 m时,三簇裂缝均衡扩展射孔密度为20孔/m,施工排量为12 m^(3)/min,压裂液粘度为30 mPa·s;4个射孔簇时,压裂液均匀分配和裂缝均衡扩展的簇间距为10 m。此项研究为胜利油田页岩油勘探开发的突破奠定了理论基础。

胜利油田泥页岩水平井渤页平1井试油技术优化及应用

胜利油田泥页岩油藏埋藏深、储层压力高、井身结构复杂、水平段长,试油施工存在封隔器坐封、解封困难,水平段长起下钻摩阻力大,下钻过程中射孔枪容易引爆等风险。针对胜利油田泥页岩水平井试油的施工难点,开展了管柱优化设计、射孔测试联作、小型压裂测试、压裂、优快排液等工艺技术的论证和优化,形成了适应泥页岩水平井试油的工艺技术体系,在渤页平1井获得成功应用,日产油量最高达7.46 t,累计产油116 t。

胜利油田沙河街组页岩油水平井固井技术

胜利油田沙河街组页岩油水平井固井时存在套管居中和安全下入难度大、水泥浆性能要求高和油基钻井液驱替困难等技术难点,为此研发了两亲冲洗隔离液体系、优选纤维膨胀水泥浆体系和塑性胶乳防窜水泥浆体系,并采取应用整体式弹性套管扶正器、偏心导向引鞋、漂浮顶替技术和环空加压等固井技术措施,初步形成了胜利油田沙河街组页岩油水平井固井技术。该固井技术在预探井YYP1井进行了现场试验,固井作业正常,声幅测井结果显示,一界面固井质量为优质,二界面固井质量为合格。研究与试验表明,该固井技术够解决胜利油田沙河街组页岩油水平井长水平段固井存在的技术难点,提高固井质量,满足大规模体积压裂对水泥环胶结质量的要求,可以在页岩油开发中进行推广应用。