新疆油田浅层超稠油SAGD高效低碳开发技术研究与展望

针对“双碳”目标背景下超稠油开发高能耗与油田高质量发展矛盾日益加剧的问题,新疆油田通过SAGD机理研究与现场实践,在维持蒸汽腔高效扩展,突破储层渗流屏障遮挡,提高浅薄层驱泄复合效率,实现水平井长水平段高效均衡产液等方面持续攻关,取得显著效果。采用气体辅助技术,实现蒸汽腔隔热保压增能,油汽比可提高20%;利用立体井网及储层升级扩容技术,改善Ⅲ类超稠油油藏渗流特征,泄油速度可增大20%~40%;采用全密闭生产方式,VHSD产液温度由100℃上升至150℃,采油速度提高50%;深化热采流量控制器(FCD)机理研究,完善油藏-井筒耦合优化设计方法,水平井水平段动用程度可提高20%。“十四五”期间,新疆油田将深化溶剂辅助SAGD、无水SAGD和控温水热裂解等技术研究,逐步完善浅层超稠油低碳高效开发技术系列,该研究可为稠油油藏开发提供借鉴。

浅薄层稠油油藏串珠状剩余油动用对策及矿场试验

河南油田浅薄层稠油油藏进入蒸汽吞吐后期开发阶段,地下剩余油呈现“串珠状”的空间分布形态,利用现有直井井网继续应用组合蒸汽吞吐技术难以有效动用地下剩余油。提出采取部署加密水平井控制“串珠状”剩余油,与原有直井协同实施注蒸汽开采提高采收率的技术策略,并在井楼油田部署一口加密水平井,与原井网的直井构成试验井组开展矿场试验,加密水平井吞吐三个周期,累计油汽比0.31、累计产油1192 t,取得了较好的效果,证实井间剩余油富集区含油状况好,并且出油温度较高,原油地下流动能力增强,转第二阶段蒸汽驱的条件已经成熟。该研究为延长浅薄层稠油油藏蒸汽吞吐后的生命期提供了一种新的技术选择。

多层砂岩油田热采油藏管理提高采收率

概述了美国科恩河油田多层砂岩稠油油藏的特征和开发历史,重点讨论了强化热采油藏管理提高采收率的实践。科恩河油田为水动力圈闭的单斜油藏,蒸汽驱开采后期,碳氧比能谱测井、四维时移热采动态及注采井动态监测结果,孤立单河道砂体识别、追踪,全油田三维地质建模及数值模拟研究为识别剩余油和提高采收率提供了依据。人工智能、蒸汽泡沫驱、双油管完井分层注蒸汽等措施扩大了蒸汽驱波及体积。加密井、水平井钻井及浅部油藏侧钻水平井可大幅度增加可采储量,水平井产量达到相邻直井的3倍以上。为开采油藏下倾部位油水界面附近未动用的“冷油藏”,在下倾部位水层钻产水井泄压,使蒸汽驱得以有效波及到该部位剩余油。

浅薄层特稠油油藏大井距蒸汽吞吐转蒸汽驱先导试验

针对春风油田浅薄层特稠油油藏高轮次吞吐阶段后单井产能低,产量递减大,油汽比低,动用不均衡等问题,对排612块试验区开展蒸汽驱先导试验,运用数值模拟和油藏工程方法,对蒸汽吞吐后转蒸汽驱合理井网井距、转驱时机及注采参数等指标进行优化。研究结果表明,浅薄层特稠油油藏大井距蒸汽吞吐转蒸汽驱是可行性的,开展蒸汽驱8个月,阶段产油0.68×10^(4)t,油气比0.07,试验取得一定的效果,为同类型油藏开展蒸汽驱提供一定的借鉴意义。

浅薄层普通稠油油藏聚合物驱提高采收率研究与应用

J-XC区块属于高孔高渗普通稠油油藏,油层埋藏浅、厚度薄,由于水驱过程黏滞阻力过大、水驱波及范围小、储层动用程度低、水驱采收率低,需转换开发方式,开展聚合物驱油方法提高采收率研究。在聚合物注入性评价的基础上,采用岩心流动实验和数值模拟方法开展聚合物驱注入参数和注采关系优化,对聚合物注入质量浓度、注入量、注入速度,以及井网井距、注采比等进行优化,从而获得最佳注入参数和注采关系。结果表明:聚合物相对分子质量为2100×10^(4)、注入质量浓度为1500 mg/L、注入量为0.400倍孔隙体积条件下,可保证聚合物的可注入性和高利用效率;油藏工程参数优化方案为采用五点法井网,合理注采井距为150 m,注入速度为每年注入0.070倍孔隙体积,不同厚度油层根据其最优单井日注入量配注,注采比为1.1~1.2。矿场先导试验表明,目标井组增油降水效果显著,截至2021年6月,累计注入聚合物0.228倍孔隙体积,累计增油量为5.06×10^(4)t,提高采收率6.75个百分点,含水率最高下降幅度达15.8个百分点。研究成果对于浅薄层普通稠油油藏聚合物驱参数优化和油藏工程设计具有借鉴意义。

井楼油田稠油油藏延长生命周期开发对策

井楼油田历经20个轮次的蒸汽吞吐后,仍有80%的地质储量滞留地下,利用现井网继续吞吐难以采出,针对存在问题,综合运用检查井取心分析、油藏数值模拟等手段,刻画出浅薄层稠油油藏的“串珠状”剩余油空间分布形态和单“珠”储量,提出围绕“串珠状”剩余油部署加密水平井,并与原井网协同实施蒸汽吞吐和蒸汽驱的开发对策,为类似油藏进一步延长生命周期提供了一种新的技术思路。

基于社会学视角梳理准噶尔盆地极浅层超稠油开发经验

基于社会学视角梳理准噶尔盆地春风油田极浅层超稠油开发经验。油田开发属于实践性很强的技术领域,具有高投入、高风险的特点,提高开发决策水平非常重要。社会学主要是通过社会调查,对于社会现象和问题进行调查、研究、分析和解决。社会科学研究成果值得理工科背景的油田开发人员学习借鉴。春风油田主要发育薄浅层砂岩稠油油藏,开发伊始就确定5年建成百万吨级油田目标,而且这一目标在2015年如期实现,并稳产至今。以春风油田水平井、氮气、降黏剂、蒸汽吞吐复合开发技术为核心,“薄储层超稠油高效开发关键技术及应用”获得2019年度国家科学技术进步奖二等奖。随着勘探开发不断深入,陆续在春风油田周边发现极浅层新区块。为此,引入地质浅孔连续取心技术,应用短半径水平井技术钻成一批水平井,为春风油田极浅层超稠油开发提供新路径。

珠江口盆地恩平凹陷新近系储层菱铁矿胶结物成因及对物性的影响

为了厘清菱铁矿胶结物的成因,研究菱铁矿胶结物对储层的影响及其储层地质模式,探讨含菱铁矿的储层对于油田开发生产的影响,开展菱铁矿胶结物成因及对物性的影响研究。基于常规岩心、薄片鉴定、X衍射等资料,对珠江口盆地恩平油区中浅储层胶结物类型及特征统计发现,该区菱铁矿胶结物富集。通过古海洋氧化还原状态和沉积环境研究了其成因机制,并定量研究了菱铁矿对储集层质量的影响。结果表明:研究区储层中菱铁矿是成岩作用过程中由有机质降解产生的CO_(2)与孔隙水中富集的Fe^(2+)结合的产物,形成于砂岩原生孔隙发育的早成岩期,对储层整体孔隙的保存具有积极意义;但菱铁矿胶结的局部(多发育于薄层泥质条带中),由于其占据了较大比例的原生孔隙空间,对储层具有较大破坏性。菱铁矿胶结物的“控渗”作用使泥质条带处纵向渗透率远远低于其他方向渗透率,从而大大增加了泥质薄层对底水的遮挡效果。研究成果在B油田进行应用时发现,富菱铁矿胶结物含水平条带状夹层导致高部位出现能量供给不足,通过“自源闭式助流注热水”用以增能,促使油田产量翻番,大幅提高油藏采出程度。

精细注水在渤海某油田J区的应用研究

渤海某油田J区为渤海湾典型的湖相三角洲稠油油田,主力开发层系为东营组下段的Ⅰ和Ⅱ油组,纵向上可细分为8个小层,平均地层原油黏度为291 mPa·s。在纵向上、横向上存在多个油气水系统。常规注水开采影响整体水驱油的效果,各种矛盾在油田进入高含水期后更加突出。为实现油田高效开发,减小层间矛盾影响,对注水井实施分段防砂,并根据油井每月的产液量,利用KH法劈分到各小层,计算出对应层段的配注量,实现了对区块单井和单层理论上的分层配注。精细注水改变了油田开发指标,控制了油田含水上升,减缓了油田自然递减,使区块连续3年自然递减为零,取得了较好的降水增油效果,为相似油田的开发提供了经验。

水平井地质导向技术在港西底水稠油油藏中的推广应用

针对国内一些老油田已处于开发中后期,受单井控制储量、底水、原油粘度等因素影响,常规井出现初期产量低、递减快、采收率低等问题,开展了水平井地质导向的适用性研究,其核心技术是运用“蛙泳法”计算地层动态倾角,以确保水平段“甜点”长度能够达到设计预期,进而提高储层钻遇率及底水稠油油藏动用程度。在优质储量区部署2口水平井,初期产量均在30 t/d以上,含水率低于10%,投产效果好,很大程度上提高了采收率,取得了良好的经济效益。

浅层稠油油藏CO_2吞吐控水增油机理研究

针对低稠油油藏和稠油油藏注水开发中后期含水上升快、原油采收率的低等问题,开展了CO2吞吐控水增油的室内物理模拟实验和单井CO2吞吐控水增油的数值模拟。为了研究CO2吞吐控水增油的机理及可行性,在室内分别开展了CO2与地层原油/地层水配伍性实验和CO2吞吐控水增油长岩芯实验。CO2与地层原油/地层水配伍性实验结果表明:CO2对原油有增容膨胀和降黏作用;一定温度下,随着压力的降低,饱和CO2的地层水的体积膨胀,CO2在地层水中的溶解度降低,CO2吞吐过程中,地层水遇到狭小孔隙受阻,产生贾敏效应,控制水的产出。长岩芯实验也表明,CO2吞吐有明显的控水增油的作用。单井CO2吞吐控水增油的数值模拟结果同样证实了CO2吞吐具有良好的控水增油显著。

鄂尔多斯盆地陇东地区长9油层组储层沉积学特征

通过对36口井的岩心观察描述和108件样品的铸体薄片鉴定、扫描电镜、物性、孔隙结构分析的综合研究,表明鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长9油层组属于浅水三角洲沉积体系,储集岩主要为三角洲平原水上和前缘水下分流河道微相的灰色中-细粒岩屑长石砂岩,储集空间以剩余原生粒间孔为主,次为粒间和粒内溶孔,少量铸模孔,喉道以中、细喉为主,储层物性中等略偏差,属中-低孔、低渗孔隙型储层。储层发育受沉积作用、砂体厚度和成岩作用复合控制,可划分为4类储层,有利于储层发育的沉积微相依次为水下分流河道、水上分流河道及河口坝砂体,好的Ⅰ、Ⅱ类储层主要发育于水下分流河道砂体中。

关于济阳坳陷浅层气藏与稠油油藏联合勘探的思考

济阳坳陷历经50多年的勘探开发,发现了众多的浅层气藏和稠油油藏,明确二者的分布及成因关系对下步勘探具有指导意义。通过对浅层气藏与稠油油藏的空间分布和地球化学特征进行研究,发现二者在空间分布上存在伴生现象,即在稠油油藏的上方或上倾方向常发育浅层气藏,而在浅层气藏的下伏或下倾方向往往发育稠油油藏;在成因上具有共生关系,浅层气藏主要为油溶释放气和原油降解气,而油藏中的油气由于生物降解及天然气脱出等原因形成稠油。根据研究成果提出了浅层气藏与稠油油藏联合勘探的设想,即由已知浅层气藏寻找未知稠油油藏,由已知稠油油藏寻找未知浅层气藏,或者根据地震亮点寻找浅层气藏,进而寻找稠油油藏。

浅层稠油油藏水平井井眼稳定性分析

在稠油开采中，储层岩石力学及应力特征对钻井、完井和注汽开采全过程的影响比其它类型油层均更为显著。提出了新疆浅层稠油砂岩在钻井和完井阶段静态固－液耦合的岩石力学特征和表观弹性常数的概念，并对新疆超浅层稠油油藏水平井进行热弹塑性应力分析。在以上基础上分析了新疆超浅层稠油油藏水平井井眼稳定性问题。

济阳坳陷盆缘次生气藏输导模式

断陷盆地内稠油油藏与浅层气藏存在伴生关系,超过50%的浅层气藏来自于稠油的生物降解过程,但对从稠油油藏到浅层气藏的运移过程研究较少。通过对稠油油藏到浅层气藏输导类型、分布规律及输导要素的解剖,建立了2种输导模式,明确了运移成藏规律。断陷盆地内发育侧向和垂向2种类型的输导模式。侧向型主要发育在盆缘高凸起带,浅层气藏分布于稠油油藏的侧上方,输导过程以侧向运移为主,垂向主要受断层沟通,同时也以扩散方式直接穿越盖层垂向运移;垂向型主要发育在盆内洼陷带和低凸起带,浅层气藏分布于稠油油藏的正上方,输导过程以断层沟通的垂向运移为主。

江37区块浅薄层稠油油藏蒸汽吞吐参数优化

大庆油田江37区块稠油开发区原油埋藏浅、油层厚度薄,按照常规稠油油藏注汽参数开采难以有效动用储层。在精细地质建模和历史拟合的基础上,利用数值模拟技术,按照不同有效厚度级别对注汽速度、注汽强度、井底干度、闷井时间等注汽参数进行优化并确定其合理范围。研究表明:有效厚度不小于5m的稠油储层,第1周期的注入强度为100 t/m,注入速度大于100m^3/d,井底干度不小于50%,闷井时间5 d为宜;有效厚度小于5 m的稠油储层,第1周期的注入强度为120 t/m,注入速度大于75m^3/d,井底干度不小于50%,闷井时间5 d为宜。该技术在矿场试验中取得了较好的开发成果,完成了22口井共计61井次的蒸汽吞吐注汽,累计产油量为2.23×1~4t。研究成果对浅、薄层蒸汽吞吐合理开发具有应用价值。

大庆油田葡浅12区块浅层稠油水平井钻井技术

为提高大庆油田葡浅12区块浅层稠油油藏的开发效益,降低钻井成本,开展了浅层稠油水平井钻井技术研究。在分析主要钻井技术难点的基础上,根据地层特点优选了地质靶点,采用了7段制井眼轨道设计,并根据管柱下入能力分析结果,考虑必封点确定了井身结构和各开次的钻具组合,并制定了钻进技术措施,形成适合葡浅12区块的浅层稠油水平井钻井技术。该技术在3口浅层稠油水平井进行了成功应用,与国内其他浅层稠油水平井相比,钻井周期缩短5d以上。这表明,超浅稠油水平井钻井技术能解决葡浅12区块浅层稠油水平井造斜点浅、流沙层不易造斜、管柱下入难度大等问题,为利用水平井开发浅层稠油油藏、提高采收率和开发效益提供了技术支持。

深层稠油油藏DCS技术研究及应用

针对深层稠油油藏桩139块部分井注汽压力高、注汽质量无法保证,导致周期产油下降的问题,进行了DCS(油溶性复合降黏剂及二氧化碳辅助蒸汽吞吐)技术的研究和应用。根据桩139块的油藏特征,优化降黏剂和二氧化碳的用量以及注汽强度,施工费用下降50%左右。矿场应用结果表明,该技术可有效提高蒸汽利用率,降低注汽压力,提高油汽比,增加产量。在深层稠油油藏桩139块进行4口井DCS技术试验,取得了良好的增油效果,已累计增油8000多t。

氮气泡沫层内封堵工艺在稠油冷采中的研究与应用

由于地层中油水粘度比差异大,普通稠油底水油藏普遍具有低含水期短和含水上升快的特点,而层内堵水工艺目前在国内外油田的应用尚处于探索阶段。本文介绍了泡沫剂稳定性、阻力因子以及气、液、泡沫剂比例优化等氮气泡沫层内堵水工艺先导试验研究和现场试验情况。在对部分成功和不成功井例试验效果分析的基础上,初步总结了氮气泡沫层内封堵工艺技术特点和选井规律,以指导下步该工艺的推广应用。

新疆油田浅层稠油鱼骨型分支水平井技术

为进一步降低新疆浅层稠油区块开发的综合投资及开采成本,寻求稠油油藏商业开发的最佳技术途径,2006年新疆油田在百重7井区首次采用鱼骨型分支水平井技术进行了稠油开采的现场试验并取得成功。结合新疆浅层稠油油藏第一口鱼骨型分支水平井——bHW01Z井现场实施情况,从技术关键、井身结构优选、井眼轨道设计、井眼轨迹控制技术、裸眼分支侧钻技术、主井眼重入及钻井液防塌等方面对浅层稠油鱼骨型分支水平井技术进行了详细介绍。bHW01Z井的成功不但证明应用鱼骨型分支水平井开采浅层稠油是可行的,也为今后该技术在新疆油田浅层油藏的推广应用积累了经验。