高含水老油田化学驱综合治理新方法及工程实践路径

针对胜利高含水老油田化学驱在科学、技术、管理、工程四个角度面临的开发矛盾,以渤76块为典型单元,在工程实践中进行具体对策分析,构建了“适、专、快、集”的老油田化学驱综合治理新方法。“适”指在老油田科学开发方式转化上,构建不同油藏类型老油田化学驱最佳介入时机模型,提出了在含水率相对较低的阶段,是适合化学驱的有利时机,高效开发方式需“适”介入。“专”指在老油田开发技术应用上,改变传统聚合物先溶解后注入的开发思路,研制可控相转化聚合物,使聚合物先注入后溶解,解决炮眼剪切降解的难题,提高油水流度控制能力,老油田开发矛盾需“专”治理。“快”指在老油田综合管理模式上,改变传统方式,即矿场提问题、研究院设计方案、化工厂生产驱油剂的“串联”管理模式,提出充分发挥矿场、研究院、生产厂三方优势的“并联”管理模式,形成针对单一油藏的产品工业化工艺包以及产业化落地方案,老油田开发技术实现“快”转化。“集”指在老油田工程应用实践上,打破老油田化学驱地面大规模建站的工程工艺模式,采用集约化撬装配注设备,实现老油田化学驱的集约快速配注,老油田工程工艺实现“集”应用。运用上述方法,在胜利油田渤76块综合含水率上升初期,实施由水驱转为可控相转化聚合物驱,实施后一年即见到明显的降水增油效果,单井日产油水平增加8.6t/d,综合含水率降低3.1%,验证了综合治理模式的可行性,为高含水老油田化学驱高效开发提供了有效路径。

大庆油田特高含水期原油开发规划技术发展现状与展望

开发规划在油田开采过程中发挥着重要的龙头指导作用,是油田企业在一定时期内制定的行动纲领和指南。开发规划技术水平的高低直接影响油田开发的效果和效益。在明确开发规划的基本内涵及与计划、战略的区别基础上,着重介绍了大庆油田发展的2类7项开发规划系列技术,包括开发规律及指标预测技术、技术经济政策界限确定技术、开发效果及潜力评价技术、规划编制及优化技术4项核心技术和可采储量及SEC储量评估技术、经济效益评价及决策支持技术、规划信息化技术3项支撑技术。通过分析当前油田开发规划技术发展存在的生产与技术难题,明确了3个发展方向以及3条实现路径。研究成果与认识对油田开发规划理论研究和实际应用具有重要的参考价值和借鉴意义。

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。

高含水老油田深度开发面临挑战及发展方向

高含水老油田是我国石油储量和产量的主体,对于保障国家能源安全、支撑国民经济社会高质量发展意义重大。在全面肯定中国高含水老油田重要战略地位的基础上,深入剖析高含水分类油藏开发现状,指出了实现高质量发展所面临的提高采收率、低成本高效开发及全生命周期绿色开发3大方面的挑战,明确了高含水老油田总体发展方向及核心关键技术,一是发展以“大幅度提高采收率”为目标的精准开发技术,二是发展以“智能高效”为目标的采油工程技术,三是发展以“高效、绿色、智能”为目标的地面工程技术。研究成果为中国高含水老油田今后较长时期的高质量发展指明了方向。

高含水油田剩余油研究方法、分布特征与发展趋势

为了提高高含水油田剩余油研究与评价效果,基于大量文献调研,梳理了剩余油的概念、影响因素,从剩余油微观分布、宏观分布和饱和度定量分析3个方面总结了剩余油研究方法及其适用条件,概括了水驱油藏、稠油油藏和化学驱油藏的剩余油分布特征,进一步提出了目前剩余油研究的难点和发展趋势。结果表明:剩余油的影响因素主要包括地质构造、沉积微相、储层非均质性和井网密度、井网模式、注采系统的完善程度、生产动态等;剩余油研究方法包括实验分析方法、数值模拟方法和矿场测试方法等,各种方法的研究目的和适用条件不同,测试结果反映不同位置、不同尺度下的剩余油饱和度分布;高含水油田剩余油分布总体呈现高度分散和相对富集的特征,剩余油微观分布呈现连续相和非连续相多种形式;剩余油研究发展趋势包括但不限于以下5方面:超大物理模型的构建、多尺度高分辨率成像系统集成、考虑不同驱替介质及物性时变与非连续相非线性渗流的数值模拟改进方法、多学科多方法矿场测试的综合应用及大数据人工智能的广泛应用。

海上油田“双高”阶段低效井综合治理研究

X油田是渤海典型的化学驱结束后续水驱油田,目前处于高含水及高采出程度的“双高”阶段,为解决开发生产过程中低产低效井逐渐增多且治理难度逐渐增加的问题,对油田储层沉积微相、地层物性参数、剩余油挖潜历程、开发方式转变、注采井网调整、增产措施影响等因素开展研究,分析低效井成因主要包括储层条件导致含水突升、井网不完善导致能量下降、过筛管压裂后采油井出砂等。针对不同成因低效井开展了分类治理研究,提出了区域流场调整、分层系开发、防砂筛管补贴等治理措施。20202021年矿场实践表明,对X油田12口低效井实施针对性的治理措施,单井平均高峰日增油达18 m^(3),预测治理有效期内将累增油21×10^(4)m^(3),该油田的低效井治理技术使油藏生产能力得到有效释放,为同类海上油田低效井治理提供了参考和借鉴。

管式井下油水分离技术在海上M油田的应用

针对海上油田部分大液量生产井受平台设备处理限制影响,在高含水阶段产能得不到有效释放的问题,提出了采用管式井下油水分离技术。该技术通过在生产井井下设置油水分离装置,实现油水分离减少井口产出水的目的。以M油田L井为例,通过该技术的应用,油井高峰日产水量减少超1700方/天,有效缓解平台水处理压力及成本,同时,油井生产效率和产能得到有效提升。该技术的成功应用,可为海上类似油田生产井的油水分离提供借鉴。

基于动态反演的“双高”油田驱油效率研究及挖潜实践

“双高”开发阶段油田水淹程度强,剩余油呈现整体分散、局部富集的分布特点,开展剩余油潜力精准评价对该阶段调整挖潜意义重大。以矿场实际生产数据为基础,在极限驱油效率室内试验认识的基础上,综合考虑矿场典型井网模式、水淹厚度、采出程度和含水率等因素,建立矿场级别下极限驱油效率动态反演数学模型,定量计算典型井网模式极限驱油效率。研究结果表明:1)原油黏度不同,驱油效率有差异,原油黏度为50 mPa·s时,驱油效率可达68%,原油黏度为300 mPa·s时,驱油效率可达62%;2)井网模式不同,驱油效率变化规律差异较大,结合SZ油田开发实际,定向井网极限驱油效率可达48%,水平井-定向井联合井网驱油效率可达61%~68%。SZ油田驱油效率仍有大幅提高空间,后续可通过调整井网进一步提高驱油效率。该研究成果考虑黏度差异的影响,定量评价高含水期油田井网调整对提高驱油效率的影响,为SZ油田潜力评价提供了指导,同时也为其他相同开发阶段油田提供借鉴。

特高含水油藏剩余油分布特征与提高采收率新技术

渤海湾盆地胜利油区经过60多年开发,整装、断块油藏已处于特高含水开发阶段,含水率超过90%,稠油油藏进入高轮次吞吐开发阶段,整体采出程度不到40%,仍有大幅度提高采收率的潜力,需要攻关进一步提高采收率技术。针对整装油藏特高含水后期高耗水层带发育、低效水循环严重,断块油藏剩余油分布差异大、有效动用难度大,深层、薄层超稠油注汽难、热损失大,有碱复合驱油体系结垢严重,聚合物驱后油藏动态非均质性更强、剩余油更加分散以及特高含水后期套损井多、出砂加剧、精细分层注采要求高等难题,明确地质及剩余油分布特征,深化驱油机制认识,围绕整装油藏经济有效开发、断块油藏高效均衡开发、稠油油藏转方式开发、高温高盐油藏化学驱开发开展技术攻关,形成整装油藏精细流场调控技术、复杂断块油藏立体开发技术、稠油油藏热复合驱提高采收率技术、高温高盐油藏化学驱技术、特高含水期主导采油工程技术等特高含水油田提高采收率技术系列,开辟先导试验区,取得显著开发效果,实现工业化应用,支撑胜利油区持续稳产。

我国高含水油田开发形势及政策建议

我国已开发高含水油田储量、产量分别占全国总量70%以上,担负着保障国家能源安全和支撑经济高质量发展的重要使命。高含水油田大多处于高含水、高采出程度的“双高”阶段,面临着后备资源接替不足、大幅度提高采收率技术难以满足开发需求、成本高、效益低等难题。同时,国内油气资源仍有较大潜力,勘探开发理论和技术水平不断提升,油气需求持续旺盛。为了解决高含水油田未来发展战略问题,在分析我国高含水油田开发形势、面临挑战与机遇的基础上,建议从国家层面完善配套机制和政策体系,包括常规油气分类分阶段差异化财税政策、油气矿业权相关政策,持续开展重大关键技术攻关支持,争取低油价返还特别收益金政策等,以促进高含水油田高质量可持续发展。

高含水老油田剩余油再富集质量评价及影响因素

中国陆上老油田大部分已进入高含水期,基于矿场实践经验,部分油井经过一段时间关井后,含水率明显降低,剩余油在局部的再富集是造成这一现象的主要原因。水驱后剩余油在重力和毛细管力的作用下向油藏低势闭合区的再富集是影响剩余油再分布的重要因素之一。通过含水率分级与分流量曲线建立水驱油藏含水饱和度分级标准,并以此为依据构建剩余油再富集程度指数和动用潜力指数,从富集程度和动用潜力2个角度对剩余油再富集过程进行表征和评价,并基于实验室尺度物理模拟实验考虑重力、水动力2个主导条件,分析不同影响因素下的剩余油再富集效果。研究结果表明:在重力主导条件下,剩余油再富集主要发生在油藏上部及隔层下部,高压力梯度时再富集效果更好;而在水动力主导条件下,高压力梯度对于剩余油再富集有促进作用,距离构造顶部的距离越大,剩余油再富集空间越大,采收率更高。

组合式清水剂在南海高含水油田的应用

根据南海高含水油田的产液及污水处理流程特点,制备了前端由有机硫清水剂PC04和后端由乳液聚丙烯酰胺清水剂TC02构成的组合式清水剂。室内实验表明,当两种清水剂按照体积比4∶1分别加注时,展现出良好的清水能力。现场应用试验表明,T1系列前端清水剂PC04加注浓度为20 mg/L,后端清水剂TC02初始浓度为3 mg/L,处理后污水含油值均值为16 mg/L。T2系列前端清水剂PC04加注浓度为20 mg/L,后端清水剂TC02加注浓度为8 mg/L,处理后污水含油值均值为15 mg/L,组合式清水剂具有优异的除油效果。

鄯善油田特高含水期CO_(2)吞吐增油与埋存试验

根据鄯善油田注CO_(2)吞吐井组先导试验,分析低渗透低黏度油田特高含水期开展CO_(2)驱油与埋存的注采特征及影响因素。结果表明,鄯善油田发育中—深层油藏,CO_(2)注入呈超临界状态,注入特征与注水类似,存在剖面动用不均和平面突进问题;CO_(2)吞吐生产具有“气态CO_(2)排出阶段、增油生产阶段、逐步失效阶段”的三段式开采特征;3口吞吐井换油率差异较大,增油效果主要受地下剩余油富集程度影响;CO_(2)主要埋存机理为溶解作用和矿化作用,同步埋存率高达95.6%。

冲积扇储层剩余油研究进展及发展方向

冲积扇是中国特高含水油田最主要的沉积相类型,其水动力条件复杂、储层非均质性强,研究程度较低,具有较大开发潜力。冲积扇储层提高采收率、挖掘剩余油是特高含水油田效益稳产的关键问题之一。综合分析了近几十年国内外学者的研究成果,探讨了冲积扇储层剩余油研究进展及发展方向,认为冲积扇宏微观储层特征研究逐渐精细化、精准化,剩余油研究方法正在向定量化、可视化发展,而关于剩余油的形成及动用机理的研究仍处于探索阶段。结合上述国内外研究现状的综合评述,指出未来冲积扇储层剩余油的研究应重点关注3个问题:1)宏微观储层及宏微观剩余油的关系研究;2)剩余油的动用机理的探讨及应用;3)多学科深度融合的研究方法创新。

水驱油田特高含水阶段无效水循环带的判别方法——以渤海B油田为例

水驱油田特高含水期,随着水驱开发的深入,油田含水饱和度增加,相渗曲线中水相渗透率快速上升,且在油田的开发后期,高过水倍数下,水相渗透率会急剧增加,呈现K ro/K rw与S w的关系曲线快速偏离直线的现象,造成无效水循环带的形成。为此,需要对油田特高含水阶段无效水循环带的判别方法进行深入研究。针对渤海B油田的实际岩心以及开发动态数据进行了分析,筛选出含水率高于90%的油井,分析单井含水率导数变化及水驱特征曲线,对含水率导数出现峰值、水驱特征曲线出现偏离直线且上翘的油井鉴定为存在无效水循环带,明确了该油田无效水循环带的判别方法。利用这种方法,对渤海B油田高含水油井进行了筛选,并实施了相应治理措施,取得了很好的增油效果。

丘陵油田水驱后注气混相驱可行性实验

吐哈盆地丘陵油田地层油为轻质油,油藏的非均质性导致水驱采收率较低,目前已进入高含水期。针对油藏水驱后注气混相驱可行性问题,首先利用细管实验测试了一级分离器气与地层油的混相压力,并优选了能实现混相的混相助剂类型(液化石油气、甲苯、乙二醇丁醚、CO_(2)、富化的天然气)及段塞注入量;其次用油田地层岩心组成的长岩心研究了高含水状态下混相助剂段塞驱+一级分离器气驱+后续水驱的驱油效果。细管实验结果表明,目前地层条件下一级分离器气驱替地层油要实现混相驱需要在注入气前方加入混相助剂段塞。长岩心混相驱油实验结果表明,水驱后气驱可以较大幅度地提高原油采收率,在注入气前方加入混相助剂段塞,驱油效果明显提高,随混相助剂段塞注入量的增加采收率增加;但在地层油中溶解能力稍弱的混相助剂(如CO_(2)、富化的天然气)与溶解能力强的混相助剂(如LPG)的作用规律不同,且并不是注入量越大越好。

基于无监督机器学习的流场分级方法研究——以D油田为例

目前我国大量老油田已进入特高含水期,储层在水驱过程中形成流场,流场内注入水存在大量的无效循环,驱油效率低,正确的流场评价成为高含水油藏挖潜措施之一。针对高含水油田长时间注入水冲刷导致储层物性时变这一现象,引入水相驱替通量,建立储层渗透率及相对渗透率随水相驱替通量变化的渗流模型,形成时变数值模拟技术。在考虑驱替效率及注入水冲刷程度的基础上,提出以油通比作为指标对流场进行分级评价。引入无监督机器学习算法,采用轮廓系数对分类数进行优选,确定流场分级的最佳分级类别及边界,克服人为主观影响。将建立的时变数值模拟及无监督机器学习流场分级方法应用于D油田,在确定流场分级的基础上,进一步制定产液结构调整策略,可有效提高油田采收率3.44个百分点。该方法为高含水油田流场评价及优势通道刻画提供了一种新思路。

高含水期油田剩余油分布研究

对高含水期油田剩余油分布进行研究是油藏晚期开发工作的重要内容 ,本文从高含水期油藏的渗流特点出发 ,充分利用试井技术能求取地层径向渗流参数的特点 ,结合油藏工程学有关原理 ,提出了研究剩余油分布的新方法 ,并在双河油田 437块进行了精心的试井方案设计、组织实施及油水井试井资料的精细解释 ,研究了该区块的剩余油分布情况 ,结果表明 ,剩余油富集带位于井间一定区域。通过本课题的研究工作 ,得到了对于高含水开发后期井间剩余油分布规律的新认识 。

特高含水采油期安全混输温度界限试验研究

随着油田开发的深入,大庆油田原油综合含水率不断升高,大部分油井产出液含水率在90%左右。随着含水率的升高,集输原油的能耗也呈急剧上升趋势。为了实现安全不加热集输及降低能耗和生产成本,在大庆油田建立了一套试验装置,以大庆油田采油六厂喇嘛甸油田特高含水油井产出的油气水混合物为试验介质,测试了不同温度、不同含水率、不同产液量及不同含气情况下的压降及油气水混合物的流动状态。试验研究结果表明,在含水率超过85%、产液量为11～105t/d、气油比为40～60m3/t及油气水混合物的流速为0.2～2m/s、气相折算速度为0.15～1.8m/s的条件下,油、气、水三相在水平管道内的流动属于冲击流,油、水两相属于分层流或水为连续相的乳状/悬浮液。在不加任何药剂的情况下,特高含水采油期,油气水安全混输温度界限为23℃,低于原油凝固点。

高含水期油井出砂预测模型的研究与应用

对取心井测井数据和岩心三轴试验岩石强度数据进行了分析,得到了油层砂岩强度与声波时差、井深的回归关系式。以岩石破坏准则为基础,采用岩石力学的理论和方法,建立了射孔完井临界出砂预测模型。通过孔道出砂预测模型的计算,得到了油井出砂时的临界生产压差和临界产量。该模型预测的结果可用于判断新井投产出砂和目前生产层位出砂的状况。对胜坨油田3口不同区块的生产井进行了计算,预测准确率大于82%,计算结果对该油田高含水开发后期开发方案的设计有指导意义。