高矿化度致密油藏空气泡沫驱油体系性能实验研究及应用

针对高矿化度介质致密油油藏气驱过程中常规泡沫驱油体系性能不稳定,无法有效驱替原油的问题,对4种起泡剂和2种稳泡剂进行室内评价实验,优选并复配了适用高矿化度介质的气驱泡沫体系,再利用室内实验结合现场矿场试验,评价复配体系在室内高矿化度介质条件下的起泡、稳泡性能以及现场采收率。结果表明,在同一起泡剂浓度的条件下,起泡剂HK559的起泡体积和泡沫半衰期远高于其他3种起泡剂,其最佳使用浓度为0.25%,与稳泡剂HK558最佳体积比为5∶5;HK559与HK558的5∶5复配体系相对其他泡沫剂具有抗Ca^(2+)能力强、稳泡性能良好、耐油性稳定等特点,是高矿化度致密油藏空气泡沫驱油体系的优选。L区块内4个注采井组采取HK体系5∶5复配进行空气泡沫驱油措施后,单井日产油量提升幅度达到91.89%,4个井组平均日增油达到了5.28 t/d,含水率平均降低6.4%,降水增油效果显著。该研究可为同类致密油藏的高效合理开发提供参考。

致密油储层微观孔隙结构定量表征——以鄂尔多斯盆地新安边油田长7储层为例

鄂尔多斯盆地新安边油田长7致密油储层具有较好的开发潜力,由于微观孔隙结构研究的薄弱制约了致密油勘探开发进程,对后期开采具有较大影响。该文采用扫描电镜、铸体薄片、高压压汞、微纳米CT扫描等技术,对新安边油田长7致密油储层的储集空间特征及微观孔隙结构参数进行定量表征。结果表明,长7致密油储层孔隙类型主要分为三类:粒间孔、溶孔、微裂缝。研究区发育大量纳米级孔喉,其对储层的储集及渗流能力具有较大贡献。依据不同样品的排驱压力划分:排驱压力小于1 MPa时,微米尺度孔隙丰富且连通性好,孔喉形态多为粗大管状、条带状,喉道半径主要集中在100~380 nm;排驱压力介于1~3 MPa之间,局部孔隙连通性好,纳米尺度孔喉多发育于粒内溶孔,孔喉形态表现为管束状、球状,喉道半径主要分布于75~250 nm;排驱压力大于3 MPa时,大量孤立的小球状孔喉聚集,垂向连通性差,仅局部微裂缝发育区提供储集空间,喉道半径主要集中为15~75 nm。

高温高压下碳酸钙的溶解度及朝阳沟注水油田低渗透储层结垢问题

大庆朝阳沟低渗透水驱油田一些注水井注水压力不断上升,采油井井底结垢,垢样含63.4%CaCO3、22.0%Fe2O3、14.6%有机物及其他。讨论了生成CaCO3垢的基本化学反应。实验测定并发表了温度分别为25、50、75、90℃±0.1℃,压力分别为0.1、9、19、29MPa(测量误差±5%,0.1MPa时除外)时,CaCO3在蒸馏水中的溶解度数据(单位mg/L)。概括性地讨论了相同离子和盐对CaCO3溶解度的影响。基于测得的溶解度数据及注入水、地层水矿化离子种类和含量,认为在朝阳沟油田,注水井井底温度25℃、压力约19MPa(注水压力9MPa),只要严格控制注入水的离子种类和含量,一般不会产生CaCO3结垢;采油井井底温度约45℃,压力≤0.2MPa,易产生CaCO3结垢。图2表1参2。

川中地区中下侏罗统致密油储层裂缝发育特征

裂缝是川中地区中下侏罗统致密油储层重要的储集空间和主要的渗流通道,影响油气富集和单井产能。利用野外露头、岩芯和成像测井资料,对川中地区致密储层裂缝成因类型和发育特征进行了系统分析。在地质成因上,该区中下侏罗统沙溪庙组一段致密砂岩和大安寨组致密灰岩储层的裂缝可以分为构造裂缝与成岩裂缝两种类型,其中以构造裂缝为主。按照裂缝倾角,构造裂缝可以进一步分为低角度裂缝（0°~30°）、斜交裂缝（30°~60°）和高角度裂缝（大于60°）。由于低角度裂缝的直井钻遇率高,而斜交裂缝与高角度裂缝的直井钻遇率依次降低,所以对其裂缝密度统计时需要进行校正。根据裂缝与岩芯的空间几何关系,采用裂缝面法线方向上单位长度的裂缝条数进行校正。结果表明,该区沙溪庙组一段和大安寨组高角度裂缝线密度远大于低角度裂缝,反映该区致密油储层具有以高角度裂缝为主的特点,修正了过去长期以低角度裂缝为主的认识,对深入认识该区裂缝发育规律和指导致密油勘探开发具有重要意义。

一种实现裂缝高导流能力的脉冲加砂压裂新方法

鄂尔多斯盆地致密油藏储量大、分布稳定,是长庆油田5 000万t上产、稳产的重要接替资源.该类油藏由于储层致密、物性差,前期改造效果差,常规压裂技术难以有效动用,急需开辟一条新途径进行油藏的有效改造.文中结合鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏自身特征,阐述了“脉冲式加砂、纤维压裂液携砂及等间簇射孔”的一种新型压裂改造技术,在压裂裂缝中通过支撑剂的交替充填,形成稳定的流动通道网络,使裂缝具备较高的导流能力,从而达到提高单井产量的目的.通过3口直井的现场试验,与常规压裂井进行了对比分析.采用高导流能力的脉冲加砂压裂技术,压后初期裂缝导流能力提高14.1％,试油产量、投产产量、单位压差累计产油量和产能指数均比常规压裂井高1.1～1.4倍,取得了较好的现场应用效果.

水平井同井注采技术

针对中高渗透油藏、致密油藏水平井开采过程中存在注水见效不明显、裂缝水窜等问题,设计了3种致密油藏水平井井下注采控制装置,提出了水平井同井注采工艺,并分析了油藏适应性。对于中高渗透油藏高含水水平井,关闭注水井,采用部分水平井井段注水、部分井段采油的同井注采方法,能够改变水驱方向,充分挖掘剩余油潜力;对于致密油藏,采用数值模拟方法研究了储层物性和压裂工艺对同井缝间异步注采的影响。研究表明,水平井同井注采技术能够显著提高水驱波及面积,实现均匀水驱,控制油井含水率,提高油井产量,同时减少注水井数,具有良好的应用前景。

致密油藏水平井分段多簇压裂产能预测方法

由于致密油藏在水平井分段压裂后形成复杂多簇缝网,为了正确表征缝网,更准确地预测产能,根据等效渗流理论,基于Warren-Root模型,将压裂后形成的分段多簇缝网等效为高渗透带,并推导出等效渗透率及高渗透带宽度的关系式。在此基础上,应用复位势理论和势的叠加原理,运用解析法建立了致密油藏分段多簇压裂水平井考虑裂缝间干扰的非稳态产能预测模型。研究表明:致密油藏水平井日产量呈"L"型递减,产量初期递减快,后期趋于平稳;实例计算结果与实际产量接近,相对误差较小;高渗透带渗透率越大,长度越长,压裂水平井产能越大,但基于经济技术等条件,各自存在最优值。该产能预测方法对致密油藏开发具有指导意义。

致密砂岩油优质储层形成机理——以鄂尔多斯盆地合水地区长7油层组为例

有别于国内外大多数致密油藏呈异常高压的特征,鄂尔多斯延长组长7油层组(简称长7)致密砂岩油呈异常低压的特征。因此,创新致密砂岩油藏的开发地质研究思路和方法是成功开发鄂尔多斯盆地长7致密砂岩油的前提。文中以鄂尔多斯盆地合水地区长7致密砂岩油为例,研究其储层现状特征、致密化成因和优质储层的形成机理,最终认为合水长7砂岩原始组成中的杂基含量高、塑性岩屑发育、火山灰物质丰富是导致储层致密化的内因,强烈的压实作用与泥质胶结作用是导致长7储层致密化的外因,烃源岩演化过程中的有机酸侵入溶解作用和区域构造应力控制下的破裂作用是长7致密砂岩油藏中存在优质储层的成因机制。研究结论为合水长7致密砂岩油的经济有效开发奠定理论基础,其研究思路和方法对于国内外其他致密油储层评价具有一定的借鉴意义。

高精度三维地震技术及其在松辽盆地北部扶余油层砂体刻画中的应用

松辽盆地北部大庆长垣及其两侧扶余油层是大庆油田致密油勘探的重点领域。为了精确刻画扶余油层致密油“甜点”,经过探索形成了高精度三维地震勘探技术。以小面元、高密度、宽方位、单井小药量激发、单只高灵敏度检波器接收为采集特点,以最大限度提高地震资料分辨率为原则,以单砂体准确刻画为核心目标,全面提高了三维地震勘探精度。研究结果表明:地震资料频带由常规的4~63Hz提高到4~90Hz,扶余油层3m以上单砂体的预测精度约80%,满足了扶余油层致密油“甜点”刻画需求。高精度三维地震技术全面应用于松辽盆地北部,为大庆油田扶余油层致密油勘探提供了技术支持。

胜利油田陈371区块高钙镁油藏稠油降粘剂研究

陈 371块稠油油藏温度约 6 5℃ ,所产原油粘度高 (6 5℃下 8.6Pa·s,5 0℃下 44Pa·s) ,胶质和沥青质含量高 ,地层水矿化度高 (～ 1.5× 10 4 mg/L) ,Ca2 + 、Mg2 + 含量高 (376 ,173mg/L) ,6 0℃时实验原油在含水率 36 .7%时发生乳状液转相。在 6 0℃、油水体积比 7∶3条件下考察了影响降粘剂ONS 1(一种阴离子表面活性剂 )乳化降粘效果的因素 :水相中NaCl浓度 ,ONS 1浓度 ,Ca2 + 浓度 (固定Mg2 + 浓度 )及增效剂三乙胺浓度 ,在水相中NaCl浓度为1.5× 10 4 ,Ca2 + 浓度为 6 0 0 ,Mg2 + 浓度为 2 0 0mg/L条件下 ,得到ONS 1与三乙胺的适宜质量比约为 10 0∶3。在上述条件下加入ONS 1+三乙胺 (2 .0× 10 4 +6 0 0mg/L)得到的实验原油乳状液 ,1s-1和 5 0s-1下的粘度 ,5 0℃时分别为 111和 41mPa·s,30℃时分别为 311和 12 0mPa·s,在 30～ 6 0℃范围内稠油乳化降粘率大于 99%。在矿化度和Ca2 + 、Mg2 + 含量较低的油田污水中加入ONS 1+三乙胺 (2 .0× 10 4 ～ 3.0× 10 4 +75 0mg/L)使实验原油乳化 。

富砂地层格架高分辨率层序地层学研究及储层甜点预测——以四川盆地合川地区须家河组为例

富砂致密砂岩储层的甜点预测是领域研究的一个关键和难点,以四川盆地中部合川地区须家河组二段为例,探索从继承性古地貌控制下的高分辨率层序地层学角度来展开研究。基于须二段沉积前雷口坡组岩溶古地貌恢复,认为继承性发展的岩溶古地貌控制了须二期地层的沉积充填,建立了须二段砂体向周缘地貌高地渐次超覆的地层充填模式。以该模式及高分辨率层序地层学理论为指导,综合利用地震、测井、岩芯等资料,在识别不同级别层序界面和湖泛面类型的基础上,将须二段划分为1个长期基准面旋回,又包括6个中期基准面旋回,自下至上为MSC1—MSC6。其中,MSC1—MSC3整体发育退积式辫状河三角洲,向南东超覆,属于上升半旋回;至MSC4达到最大湖泛面之后,随即进入下降半旋回;MSC4—MSC6发育进积式辫状河三角洲,粒度逐渐向上变粗。以基础资料最为丰富的MSC3为例,在层序格架内建立了"古地貌—层序厚度—砂体厚度—砂体物性—甜点分布"的相关关系,预测了有利储层甜点分布区。这些研究思路方法可供富砂致密砂岩储层研究,特别是井网稀疏、地震资料丰富但分辨率有限的地区研究参考,具体认识可直接应用于区域油气勘探部署。

国内外页岩油储层改造技术现状及发展建议

北美海相页岩油采用长水平段水平井密切割体积压裂技术和"工厂化"施工技术等手段,已获得规模化商业开发,而国内陆相页岩油勘探开发起步晚,总体处于试验与示范阶段。为促进我国页岩油的勘探开发进程和页岩油开发技术的发展,总结分析了北美海相页岩油和国内陆相页岩油储层的基本特征、储层改造技术现状和特点,从中得到了诸多启示,从而针对国内陆相中高成熟度页岩油储层的特性,提出了强化基础与机理研究、进行多岩性偏塑性储层穿层压裂技术及复杂缝压裂技术攻关、研发多功能压裂液和压力敏感智能支撑剂、研究排采和CO_(2)注采技术及进行压–驱–采一体化攻关的建议,以期提高我国陆相中高成熟度页岩油的开发效果。

对胜利油区提高原油采收率潜力及转变开发方式的思考

胜利油区目前处于特高含水后期的储量资源规模较大,如何认识这部分资源提高采收率的潜力,是事关油田长远发展的战略问题。基于矿场实践和室内研究成果,提出了特高含水后期油藏的可持续开发思路和攻关方向建议。同时,胜利油区特低渗透及致密油藏储量丰富,这部分资源的有效开发和提高采收率工作将会成为油田开发面临的主要课题。针对特低渗透油藏的关键技术攻关、配套技术研究和补充能量开发等提出了工作方向。此外,随着油区所在城区规划建设步伐加快,油田已经由荒碱滩上搞建设转向为城市中心求发展,地下有潜力、地面无空地的区块和储量比例越来越大,针对该现象提出了相应的建设模式和管理模式建议。

二连盆地致密油形成特征及勘探潜力

二连盆地普遍发育低孔、低渗透性储层,位于洼槽区及构造翼部的下白垩统巴彦花群腾格尔组下段与巴彦花群阿尔善组顶部特殊岩性段与致密砂砾岩段储层尤为致密,空气渗透率一般小于0.5 mD。巴彦花群腾格尔组下段与巴彦花群阿尔善组顶部发育含云灰质为特征的特殊岩性段和湖相黏土质泥岩两类优质烃源岩,致密储层与优质烃源岩构成源储一体或互层状分布,利于油气就近运移成藏。致密储层段孔喉结构复杂,呈低产低压特征;特殊岩性段白云石含量较高、脆性大,含油性及原油物性较好,利于储层压裂改造。虽然单个凹陷分布规模较小,但总体规模较大,资源预测结果表明,致密油资源量达到近10×10~8 t。在今后较长时间内,勘探工作应为致密油与岩性油藏并重。

致密气藏压裂高效返排工艺技术

通过对低渗致密油气藏压裂液返排机理的研究,得出压裂后压裂液返排的影响因素除了基本地质特征外,主要还有压裂液的水锁伤害、启动压力和返排压差。在此基础上,通过研究提出了低渗致密油气藏压裂后高效返排的技术对策,即以高效返排压裂液和压裂液强化破胶为技术核心,以纤维加砂、液氮伴注、工艺优化和压裂后返排控制为关键技术,实现低渗致密油气藏压裂后压裂液的高效返排。高效返排工艺技术在川西地区致密气藏应用取得了良好的效果,缩短了返排时间,提高了压裂液的返排率和返排效率,降低了压裂液对储层的伤害,保证了压裂改造的效果。

结合高温高压物性实验确定致密油储层充注物性下限新方法

致密油储层的开采物性下限变得越来越低,并且逐渐接近成藏充注物性下限,因此对于致密油储层物性下限的精确确定变得极为重要.束缚水水膜厚度在确定储层物性下限中起到关键作用,其中束缚水表面积通过氮气吸附实验可以精确得到.束缚水水膜体积的得出方法很多,但也存在很多缺陷.通过对多种方法的调研,最后确定采用模拟地层压力和温度的岩电实验,结合阿尔奇公式得到束缚水饱和度,计算出束缚水水膜体积的方法,最后得出的束缚水膜厚度.此法可以很好地模拟地层环境,所得结果更加接近地层真实值,最后得出的束缚水水膜厚度更加准确.束缚水水膜得出以后,与孔喉半径平均值建立关系图确定孔喉半径平均值下限,然后运用统计学原理建立孔喉半径平均值与孔渗的关系图,最终确定致密油储层的孔隙度充注下限值和渗透率下限值.根据压汞曲线图确认此种测试方法所得物性下限结果准确.

吉木萨尔凹陷致密油储层孔隙结构特征研究

采用高压压汞实验对新疆油田吉木萨尔凹陷致密油孔隙结构进行研究,并基于该实验数据,运用K-均值聚类分析法对孔隙结构进行分类。结果表明:储层高压压汞毛管压力曲线呈平台型,孔隙结构属高排驱压力-微纳孔喉结构,储集能力较好而渗流能力较差。孔喉分布复杂,多呈单峰或双峰分布,半径为0.005~9.19μm;Ⅰ类孔喉为0.02~0.57μm,Ⅱ类孔喉为0.01~0.04μm,Ⅲ类孔喉为0.005~0.02μm。利用SPSS软件计算研究区储层不同结构孔隙类型参数分布特征发现:具Ⅰ类孔隙结构特征的储层为致密油优势储层。

高钙质致密油酸岩反应动力学参数试验研究

准噶尔盆地二叠系芦草沟组致密油储层主要为白云岩与碎屑岩过渡的云质岩沉积,目前,主要采用直井分层压裂、水平井分段压裂等进行开发生产,也尝试过酸化/酸压改造。采用旋转岩盘试验仪系统测试了常规盐酸体系、胶凝酸体系和转向酸体系与吉251井岩心的反应速度常数、频率因子、活化能、反应级数和H+有效传质系数等反应动力学参数,建立了反应动力学方程,可为酸压优化设计提供可靠的依据。与典型石灰岩、白云岩、复杂岩性油气藏的反应动力学方程对比表明,该储层的酸岩反应为传质-表面反应共同控制。

高温裂缝性致密油藏深部调驱技术应用研究

以纤维素、AMPS、AM为原料合成了一种接枝共聚物,该聚合物易溶于水,初始黏度低,具有较好的耐温抗剪切能力,能运移至地层深部并能长期稳定。以该聚合物为主剂合成的凝胶强度可控、交联时间可控、稳定性强,能在地层条件下长期滞留形成有效封堵。矿场试验采用调驱剂与清水交替的多级段塞逐级注入方式,试验结果表明,这种方式不仅能防止近井地带憋压,更能将调驱剂推向地层深部以更大范围的扩大波及系数。室内实验和矿场试验说明所研发的调驱剂和采用的多级交替注入方式对高温裂缝性致密油藏的增油控水是适用的,这为同类型油藏的高效开发提供新的思路。

超深层裂缝性致密储层应力敏感性研究

致密砂岩储层的应力敏感性研究对指导致密油气藏开发生产意义重大。鉴于目前常规研究方法无法模拟高温、高压的真实地层环境,以及评价标准(行业标准SY/T 5358—2010)并不适用于致密岩心的实际情况,本文在模拟真实地层高温、高压条件下,采用塔里木盆地库车东部地区的致密砂岩天然岩心进行应力敏感性评价实验。通过对实验结果进行半对数化坐标处理,并采用不同函数模型进行拟合,发现强应力敏感性岩心的渗透率与有效应力的关系符合指数递减规律,相关系数均在90%以上;随着有效应力的增加,渗透率下降明显分为"先陡后缓"2段,临界压力分别为9.5 MPa和11.28 MPa,前半段体现致密砂岩裂缝渗透率的应力敏感性,后半段体现基质渗透率的应力敏感性;通过不同岩心拟合后的应力敏感性曲线的对比发现,前半段曲线越陡,岩心微裂缝越发育。分析岩心、岩石薄片、扫描电镜、全岩X射线衍射及压汞实验数据可知,高岭石含量越高,石英等刚性颗粒含量越低,微裂缝及片状喉道发育的储层往往更容易表现强应力敏感性。