提高油气田采收率技术协同方法与应用

阐述了提高油气采收率技术协同方法的内涵,研究形成了“3+2”(三次采油和二次采油)协同大幅度提高高含水老油田采收率技术,提出了“3+2”提高采收率技术政策。建立了多元热复合技术协同大幅度提高稠油采收率方法,研究提出的提高油气田采收率技术协同方法在矿场应用,难开采稠油采收率提高了21.9%。多元热复合开发与分支井技术协同应用成功将稠油黏度动用上限扩展到750000 mPa·s,储层厚度动用下限突破到1.5 m。提出了下一步技术协同发展方向:低渗透油藏压驱-注水协同开发、缝洞型油藏气-水-井网协同提高采收率、老油田油藏-井筒-地面一体化开采以及页岩气复合排水采气。

稠油热采新技术研究现状及展望

全球稠油资源丰富,注蒸汽热采是主要的开发方式。文章概述了国内外稠油热采技术的现状,包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)、火烧油层等技术的基本机理和适用条件,以及近年来稠油热采新技术的主要机理和矿场应用实例。根据实例得出以下结论:针对隔夹层发育且渗透性差的强非均质超稠油油藏,通过改变井网井型、添加溶剂辅助、烟道气辅助等发展了多种形式的蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)。针对薄层、深层、超稠油油藏,通过复合化学剂(降黏剂/驱油剂/泡沫剂等)、气体(CO_(2)/N_(2)等),利用蒸汽、化学剂、气体三者的协同作用,形成了不同类型油藏多元热复合驱技术。针对蒸汽开采末期油藏,形成不同类型油藏火驱模式,矿场试验较蒸汽吞吐提高采收率25%~30%。热溶剂开采技术通过高温热溶剂传质、传热作用及脱沥青质反应对稠油进行原位改质,碳排放量比SAGD减少75%。稠油原位改质技术通过地下加热裂解、催化改质等方法,将超稠油改质为轻质原油,实现稠油有效开发。稠油热采技术的下步发展方向是多学科交叉结合,开发全过程节能降耗,向绿色低碳、清洁高效方向发展。

热复合化学方法改善极强敏感性稠油油藏开发效果机理

胜利油田极强水敏性稠油油藏主要分布在金家油田,储量在2 000×104 t以上,该类油藏水敏指数在0.9以上,单纯注蒸汽热采开发效果差,无法实现有效动用。笔者针对以上矛盾,开展了热复合化学方法开采技术研究。利用金家油田真实岩心开展了不同驱替方式条件下热复合化学方法岩心驱油效率评价实验,利用X衍射、扫描电镜、铸体薄片、压汞实验研究了蒸汽+高温防膨剂、蒸汽+高效驱油剂、蒸汽+高效驱油剂+高温缩膨剂不同驱替方式下岩心黏土矿物组分变化、黏土在孔喉分布状态、孔喉半径分布规律、驱替效率。研究结果表明,蒸汽+高温驱油剂+高温缩膨剂的热复合化学驱替方式可促进蒙脱石向伊利石的转变,同时溶蚀部分高岭石,大幅度提高油藏孔喉渗流通道,形成大的"热蚯孔",大幅度提高敏感性稠油油藏的渗透率和驱替效率。

特高含水油藏复合驱技术提高采收率研究

针对双河油田IV5-11层系特高含水油藏条件,筛选出SP二元复合体系、ASP三元复合体系的优选配方,分别为2000 mg/表面活性剂SH6+1500 mg/L聚合物ZL-II和8000 mg/LNa_2CO_3+2000 mg/L表面活性剂SH6+1500mg/L聚合物ZL-II,并对比评价了两种体系的热稳定性能、多次吸附性能和岩心驱油效果。实验结果表明,在81℃、7.34 s^(-1)下优选出的SP二元体系、ASP三元体系的黏度分别为74.6mPa·s和46.5mPa·s,与原油间的界面张力分别为3.64×10^(-3)和3.89×10^(-4)mN/m,ASP三元体系与SP二元体系相比,界面张力有一个数量级的下降,黏度下降37%。81℃老化120 d后,APS三元体系的黏度保留率高于SP二元体系,界面张力始终维持在10^(-4)mN/m数量级,较SP二元体系低两个数量级,长期稳定性能优越于SP二元体系。ASP三元体系在与天然油砂重复接触5次以后,界面张力从3.63×10^(-4)mN/m增至4.67×10^(-3)mN/m,仍维持在超低数量级,且非均质岩心驱油效果整体比SP二元体系高3%~5%。因此采用三元复合驱技术作为双河油田IV5-11层系在特高含水阶段水驱后大幅度提高采收率的接替技术。经过两年的的矿场试验,区块已经见到较好的增油降水效果。

低效热采/水驱稠油转化学降黏复合驱技术

胜利油区稠油油藏开发以热采吞吐和水驱为主,热采中,稠油油汽比逐轮次下降,井间剩余油难以有效动用,钻新井不经济;水驱中,稠油油水流度比大,吨油操作成本增加,经济效益变差,采收率不足20%。“十三五”以来,为了提高低效稠油开发效果,立足多级调驱、化学降黏改善流度,提高采收率,确立了加合增效均衡驱替技术思路。从稠油致黏机理研究出发,深化了降黏剂的解聚、乳化等作用机制研究,开展了多级调驱、防膨及气体增溶等与化学降黏相结合的加合增效复合机理研究,研发了低聚型降黏驱油剂、黏弹性乳化调驱剂和双重功能泡沫调驱剂等关键化学剂,完善了方案优化决策调控技术,从而形成了以“强调驱、强降黏、强防膨、强活性、强增溶”为核心的稠油化学降黏复合驱技术。该技术有别于常规稀油的聚合物“二元”、“三元”复合驱以及普通稠油化学驱等技术,已成功推广应用到多轮次吞吐后、敏感性及高温高盐水驱等多种类型稠油油藏,覆盖地质储量1500×10^(4) t,预计提高采收率8%以上,有效支撑了低效稠油油藏的变革性效益开发。

热力泡沫复合驱物理模拟和精细数字化模拟

根据稠油热采三维物理模拟相似准则,得到胜利孤岛油田特稠油油藏蒸汽驱及后续转热力泡沫复合驱三维物理模拟的实验参数并进行相关实验,基于实验结果,对蒸汽驱及后续热力泡沫复合驱进行三维精细数值模拟研究。结果表明,蒸汽驱后转热力泡沫复合驱可有效抑制蒸汽窜流、改善蒸汽波及状况进而提高稠油采收率。利用三维精细数值模拟技术优化设计的热力泡沫复合驱工艺参数为:最佳方式为泡沫段塞注入,最优蒸汽注入速度为25 mL/min,氮气注入速度为1000mL/min(标准状况),泡沫段塞注入时间为1.0min,段塞间隔时间10～20min;利用相似准则对优化结果进行反演计算,可得到现场最优注采参数,该条件下特稠油油藏采收率可达到42.15%,较单纯蒸汽驱最终采收率(29.64%)提高12.50%。

中高渗胶结油藏聚合物驱后非均相复合驱技术

双河油田始新统核桃园组Ⅳ1-3层系具有高温和中高渗的特点,聚合物驱后进入特高含水阶段,需要进一步提高采收率技术。非均相复合驱油体系兼具扩大波及体积和提高洗油效率的作用,可以有效调整剖面,控水增油。基于黏弹性和界面活性,研究了非均相复合驱油体系的长期热稳定性,利用单根岩心研究其注入性和运移方式,利用双管并联岩心驱替实验评价其驱油效果。研究结果表明,非均相复合驱油体系为黏弹性复合体系,弹性占主导地位。其黏度较聚合物驱油体系高58%~197%,弹性模量较聚合物驱油体系高67%~227%。界面张力处于10^(-3) mN/m数量级,具有良好的洗油作用。非均相复合驱油体系具有良好的长期热稳定性,老化180 d后,黏度和弹性模量保留率超过100%,界面张力仍处于10^(-3) mN/m数量级。非均相复合驱油体系注入性好,能够在高强度聚合物驱后进一步提高采收率16.93%。非均相复合驱油体系的运移方式为运移、堆积、封堵、变形通过,通过启动低渗区被毛细管力束缚的剩余油,使油相饱和度显著降低。将非均相复合驱的应用范围从低温、高孔高渗疏松油藏拓展到了高温、中高渗胶结油藏。

下二门油田聚合物驱后多段塞组合驱技术

下二门H2Ⅳ层系经过0.5 PV聚合物驱,剩余油分布更加零散,为了优选成本低且能大幅度提高原油采收率的化学驱方式,通过对区块剩余油赋存形态和原油组分分析,依据不同化学驱方式对不同形态剩余油的动用效果,确定该区块的多段塞组合的驱替方式。研究结果表明:配方为1500 mg/L聚合物+2000 mg/L表面活性剂二元复合驱体系具有较好的长期热稳定性,老化360 d后界面张力仍能保持10^-2 mN/m数量级,黏度保留率85%以上。聚合物浓度和渗透率相同时,二元体系注入压力低于聚合物的。聚合物浓度为1500 mg/L时,表面活性剂浓度为500数5000 mg/L时,二元复合体系中表面活性剂吸附量低于单一表面活性剂的吸附量。表面活性剂浓度大于1000 mg/L时,二元体系的洗油效率高于40%。双层非均质岩心驱油实验表明,在聚合物驱后实行多段塞组合驱可提高采收率21.51%,比单一聚合物驱和二元复合驱分别提高12.69个百分点和5.33个百分点。最终确定该区块剩余油的动用方式为以聚合物驱为主、复合驱为辅的低成本的多段塞组合“0.05 PV调剖+0.35 PV聚合物驱+0.15 PV二元复合驱+0.05 PV调剖”。

温8区块复合深部调驱体系的制备与评价

针对温米油田温8区块油藏地质条件，采用水驱流向改变剂／弱凝胶复合深部调驱技术。选用粒径为3～5mm水驱流向改变剂2^#用于复合调驱体系；并研制了适合该油藏条件的弱凝胶体系，确定了其最佳配方：聚合物HPAM浓度1000～1500mg／L，交联剂FO浓度300mg／L，交联剂GR20mg／L，稳定剂WD浓度100mg／L，除氧剂CY浓度100mg／L。通过岩心流动实验，评价水驱流向改变剂／弱凝胶复合深部调驱体系对吸水剖面的改善能力。结果表明，该复合调驱体系可大幅提高吸水剖面改善率，适用于温8区块的调驱作业。

稠油热力泡沫复合驱应用模拟研究

在稠油油藏开发活动中遇到的开采驱动问题成为了油气可发活动面临的重点问题之一。本文立足于热泡沫复合驱的实际,从物理模拟和精细数字化模拟的角度出发,对这一问题进行简要分析。