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。

极端耗水层带形成机制及流场调控增效模式——以陆相砂岩特高含水后期整装油田为例

以胜利油区陆相砂岩油藏整装油田为代表,主力单元进入特高含水后期(含水率大于95%),局部区域出现极端耗水现象,水油比急剧上升,注入水利用率大幅下降,吨油操作成本成倍增加,经济效益变差,但油藏中还有60%左右剩余地质储量。注入水沿着极端耗水层带窜流是制约陆相砂岩整装油田特高含水后期效益开发的关键问题。以提高特高含水老油田开发效益为目标,明晰了极端耗水层带形成机制及调控机理,建立了基于老井的变流线调控极端耗水层带扩波及方法,形成特高含水后期油藏精准描述及调控极端耗水层带扩波及的效益开发技术体系。通过应用流场调控技术,使传统认为含水率98%近废弃油藏开展示范应用,基于极端耗水层带流场调控经济寿命期延长10a以上,产油量大幅增加,含水率下降,吨油操作成本下降,实现了特高含水后期老油田低成本开发。

不同注采方式下层间非均质储层微观剩余油动用状况

特高含水期强非均质性油藏注水开发一直是油藏工程中重点研究的问题之一,而研究该问题的核心是明晰剩余油的分布、类型及启动方式。为了明确不同注采方式条件下微观剩余油的赋存状态,利用微流控驱替实验,针对强非均质性储层,对不同注采方式下微观剩余油进行动用状况定量化研究。储层中微观剩余油的主要分布类型以簇状流为主,柱状流和多孔流次之,滴状流基本没有赋存;基于微观剩余油定量分析,明确了不同注采方式对特高含水期强非均质性储层剩余油采出程度的提高效果,其中轮注轮采对该体系提升最大,分注轮采次之,轮注合采最差;并进一步研究了不同类型的注采方式在微观驱替时主要作用的剩余油类型及其作用机理。研究成果为该类型储层注水开发过程中注采方式的选择提供了理论依据。

基于动态渗流阻力的注水调整方法

特高含水后期储集层油水两相渗流能力差异大,储集层动态非均质性强,以渗透率等静态参数作为主要指标的注水井层段细分方法和以经验分析为主的层段配水方法,难以满足多层砂岩油藏精准开发的需求。通过理论分析、物理模拟及数值模拟,深化了对特高含水后期油田渗流特征认识,构建油藏小层渗流阻力计算模型,以单井渗流阻力变异系数最小为目标,建立近阻注水井层段优化组合方法;构建层段剩余储量系数、合理注采比系数、相对注水效率系数及含水率上升速度系数,形成特高含水后期层段注水定量调整方法,解决了多井、多层、复杂注采关系条件下定量注水的难题。在典型区块应用,试验237井次,初期含水率下降0.14%,增油控水效果较好。

陆相砂岩油藏特高含水期开发指标变化规律

针对传统线性特征的驱替曲线都不再适用于特高含水期油藏的情况,提出了一种综合含水率和采出程度之间的非线性关系方程式,可直接描述特高含水期油藏宏观开发指标变化规律或驱替特征。结果表明:不管油藏曾经历的开采历史是否存在水驱井网加密、聚合物驱等重大调整措施,只要油藏在特高含水期处于相对平稳的开发状态,采出程度与综合含水率呈非线性关系。所提非线性关系得到了水驱油藏概念模型模拟结果的验证,已用于含聚驱历史真实油藏开发后期的指标分析。对于陆相大型油田的部分开采单元及其整体,该关系在特高含水期大部分呈现出90%以上的符合率,由此得到了值得油田中长期规划参考的含水上升率、递减率、采收率等开发指标预测结果。

陆相多层砂岩油藏特高含水期三大矛盾特征及对策

大庆喇萨杏油田为大型陆相多层砂岩油藏,目前已进入特高含水开发阶段,各类储层渗流特征发生明显变化,剩余油分布高度零散,液/油比急剧上升,控含水、控递减难度日益加大。通过室内水驱油实验、精细油藏数值模拟、小井距密闭取心井及生产动态监测资料分析研究,系统剖析了特高含水期平面、层间及层内三大矛盾的变化特征,分析了影响三大矛盾加剧的主要因素。通过典型区块和近年检查井逐井逐层剩余油精细剖析,总结了平面、层间及层内剩余油分布特征,建立了平面、层间、层内3个层次的精细结构调整模式,并在大庆喇萨杏油田6个水驱精细挖潜示范区得到成功应用,在含水率为93%的条件下,取得4年产油量不下降、含水率不上升的良好效果,探索出了一种特高含水期老油田水驱精细、深度开发的新模式,为多层砂岩油藏水驱开发提供了可借鉴的经验。

喇嘛甸油田注采无效循环治理的做法及效果

喇嘛甸油田进入特高含水期以后,油田注水、产液能耗量高,给控制油气生产成本带来了极大难度。因而,从油田实际动态开发资料入手,结合近两年的取心井资料结果,总结了特高含水后期,在控制无效注采循环和强化措施挖潜提高储量动用程度方面的做法,在实际工作中表明,对控制油田产量递减改善油田开发效果,控制油田开发成本具有明显的作用。

特高含水期含水率与采出程度关系式

中含水期油水相对渗透率比(Kro/Krw)与含水饱和度(Sw)在半对数坐标中呈直线关系,而在特高含水期Kro/Krw与Sw在半对数坐标中将偏离直线关系,以二项式函数关系变化。根据特高含水期的油水渗流特征,结合分流方程和Welge方程,推导了新型的含水率与采出程度关系式。研究表明,在特高含水期,Kro/Krw与Sw在半对数坐标上的直线关系发生偏离后,含水率上升到某一特定值时,理论采出程度将小于原线性关系下所对应的采出程度,且理论计算值与实际值较为相符。研究成果对于特高含水期的开发规律认识及可采储量预测具有一定指导意义。

特高含水期新型水驱特征曲线

基于油田实测相对渗透率数据的统计分析,提出了高含水饱和度下油水相对渗透率比值与归一化含水饱和度间的新型函数表达式,实现了对常规相对渗透率比值关系曲线后段较为精确的拟合。利用新型油水相对渗透率比值表征关系式,结合油藏工程方法推导出两种适用于油田开发特高含水阶段(含水率大于90%)的新型水驱特征曲线。分别采用五点井网数值模拟结果和羊二庄油田、柳赞油田某区块实际生产数据,对新型水驱特征曲线的实用性进行了验证,结果表明,在甲型或乙型水驱特征曲线发生上翘以后,新型水驱特征曲线较常规水驱特征曲线的预测误差小,可用于预测特高含水阶段的油田生产动态、确定最终采收率以及可采储量。

特高含水期提液效果影响因素及提高采收率机理——以胜坨二区沙二段74-81单元为例

油井提液已成为改善开发效果、实现稳产增产的重要措施之一。为了明确非均质油藏特高含水期提液水驱油机理的特殊性,以胜坨二区沙二段74—81为实验模拟单元,通过室内物理模拟实验,对特高含水期提液效果的影响因素及提高采收率机理进行了研究。结果表明,单层提液水驱初期的含水率先降低再升高,且上升趋势变缓,能明显提高原油采收率,但不能仅靠增大水驱压差来提高采出程度;对于多层提液水驱,常规水驱时层间非均质性越强,低渗透层受高渗透层的干扰越严重,难以建立有效的驱动压差,从而导致采收率低,相反,渗透率级差越低,其采收率越高。提液能明显提高原油采收率,其效果主要受储层非均质性、提液幅度及注入量的影响。对于提液水驱,提高水驱压差能够提高高渗透层的水驱波及效率,改善低渗透层原油的动用情况;同时,驱替速度与剥蚀速度的平衡也关系到提液提高采收率的效果。

改善聚合物驱效果的过程控制技术——以河南油区双河油田北块H_3Ⅳ1—3层系为例

"十一五"以来,河南油区投入开发的聚合物驱单元在注聚前均已进入特高含水期,在驱替过程中如何最大限度地提高对应油井的见效比例、见效厚度及增油倍数,是聚合物驱动态调整的难点。应用油藏工程、数值模拟、矿场试验等方法,研究了聚合物驱动态调整的政策界限,并针对聚合物驱的不同见效阶段、影响油井见效的因素等,探讨了改善聚合物驱效果的过程控制技术,包括合理配液配注、边水控制、注聚质量浓度差异调整、聚合物窜流控制、长期封堵高含水层评价动用以及聚合物驱适度提液技术。将这6项技术应用于双河油田北块H3Ⅳ1—3层系,取得显著效果,实际增油降水效果好于数值模拟预测,在注入孔隙体积倍数为0.56时,采收率提高了2.83%。

喇嘛甸油田厚油层精细控水挖潜技术

喇嘛甸油田萨、葡油层以河流相沉积砂体为主，厚油层发育，层内非均质性严重。进入特高含水期后，厚油层内既存在严重的无效、低效循环，又存在相对富集的剩余潜力。以沉积学理论为指导，通过现代沉积与野外露头考察，确定了厚油层内部4级界面3种基本分布模式，确定了结构单元4种组合类型，揭示了层内结构非均质特征。在深化储层精细描述的基础上，实现相控建模与精细数模一体化量化剩余油分布，搞清了注采无效循环场的分布特征。通过创新层内细分注水与层内精细堵水技术控制无效注采循环，并通过代用井补孔方法不断完善结构单元注采关系挖潜层内剩余油，有效地改善了喇嘛甸油田特高含水期油田开发效果。

胜坨油田坨21断块沙二段8砂层组细分韵律层井网重组模式研究

针对胜坨油田坨21断块沙二段8砂层组特高含水开发后期调整效果变差的问题,对厚油层开展了细分韵律层井网重组研究。在油藏精细描述和数值模拟基础上,选择渗透率、有效厚度、剩余油饱和度、剩余储量丰度作为分类评价参数,应用聚类分析理论对韵律层进行多参数的聚类分析,建立了多个韵律层聚类重组方案。通过井网重组技术政策界限研究和数值模拟效果预测优选开发方案,确定采用非主力韵律层和主力韵律层两套井网分别进行开发的井网模式。

萨尔图油田北三东注采系统调整的实践与认识

萨北开发区已进入特高含水期采油阶段,选取含水最高且水驱开发矛盾较为突出的北三区东部进行注采系统调整,探索特高含水期改善开发效果的新途径,这也是萨北开发区进入特高含水期后首次开展的大规模水驱调整。通过配套优化注采系统调整方法和跟踪调整技术,特别是将一、二次加密调整层系的注采系统调整与改善三次加密调整层系的开发效果相结合,进一步提高薄、差油层及表外层的动用程度,同时将注采系统调整与油水井补孔、局部区域钻打补充井及井网综合利用相结合,进一步完善单砂体注采关系,解决多层系多井网条件下的开发矛盾。

特高含水阶段新型水驱特征曲线

水驱油藏开发进入特高含水阶段之后,油、水相对渗透率的比值与含水饱和度的关系会偏离直线,常规水驱特征曲线也会偏离直线,此时再应用常规水驱特征曲线预测开发指标会产生较大误差。针对此现象提出了新型渗流表征关系即油、水相对渗透率比值与含水饱和度的关系表达式,该表达式能够对中后期的油、水相对渗透率比值与含水饱和度的关系进行高精度拟合。在此基础上,运用油藏工程方法推导了一种新型水驱特征曲线。利用油藏数值模拟结果和现场数据对新型水驱特征曲线与常规水驱特征曲线进行对比,结果表明新型水驱特征曲线对高含水期及特高含水期的数据拟合具有更好的适应性,很好地解决了特高含水阶段曲线上弯和预测误差偏大的问题,有较好的现场实用价值。

特高含水期驱替倍数量化表征及调整对策

特高含水期油藏经过长期注水开发,在平面、纵向上存在驱替不均衡现象,影响水驱开发效果。为了达到均衡驱替的目的,利用数值模拟技术提出了驱替倍数量化表征方法,识别表征油藏不同位置处驱替程度的差异,根据驱替倍数与剩余油饱和度及采出程度的关系对其进行分级评价,将特高含水期油藏分为弱驱富集区、强驱替区、高耗水区和无效注水4个区域,并确定了不同区域驱替倍数的分布模式,在此基础上形成了提高弱驱富集区驱替倍数,转变强驱替区液流方向,注采调配控制高耗水区,封堵调控遏制无效注水等均衡驱替技术对策。针对双河油田Ⅷ-Ⅸ油组提出了井网调整优化方案,现场实施后提高水驱采收率1.43%,应用效果较好。

喇萨杏油田特高含水期剩余油分布及描述技术

针对非均质多层砂岩油田特高含水期各类油层剩余油分布复杂、剩余油识别和描述难度大等问题，通过对喇萨杏油田2000年以后完钻密闭取心检查井逐井逐层解剖，基于各类油层水淹状况与砂体类型、注采关系、注采距离、注水状况等影响因素关系的分析，建立神经网络和多层次模糊综合评判确定单层剩余油分布的方法，单层剩余油识别精度达到80％以上，具有操作方便快捷的特点，克服了以往凭经验定性分析剩余油的缺陷，为剩余油分布研究提供了新的方法和手段；通过特高含水期剩余油控制因素及形成条件的分析，提出渗流屏障型和渗流差异型是特高含水期2种主要剩余油控制模式，并针对不同类型剩余油指出相应的挖潜对策和措施。

不断创新开发技术 支撑大庆油田持续稳产

简要回顾了大庆油田5000×10^4t以上持续稳产27年的开发历程、主要做法和开发效果，深入总结了大庆油田实现持续稳产过程中坚持求是、务实、顺势、重试、深识的经验和体会，客观分析了新时期大庆油田实现持续稳产在资源、技术、队伍素质方面的有利条件。通过对面临的调整对象分散、储量品位低、挖潜和技术攻关难度大等困难的分析，明确了技术攻关的总体思路和部署，确定了重点攻关精细油藏描述、长垣油田二次开发和三次采油、长垣外围油田有效开发、深层天然气规模有效开发4个方面的关键技术，对加快和确保4000×10^4t持续稳产目标的实现具有重要的指导作用。

完善单砂体注采关系的做法及效果

论述了喇嘛甸油田特高含水期完善单砂体注采关系的必要性和可行性 ,提出了评价单砂体注采完善程度的一种新方法 ;通过解剖典型区块 ,分析了不同沉积模式储层的注采完善程度 ;阐述了通过井网综合利用完善单砂体注采关系的做法及效果。实践表明 :井网综合利用完善单砂体注采关系应采取灵活调整的做法 ,既要坚持不打乱开发层系的原则 ,又要根据聚合物驱阶段性强的特点 ,灵活运用水驱高关井和低产能井挖掘聚驱注采不完善部位的剩余油。

基于非均质大模型的特高含水油藏提高采收率方法研究

针对特高含水开发阶段水油比急剧上升、注水量大幅增加和现有技术适应性差等问题,采用非均质物理大模型探索了进一步提高水驱后和聚合物驱后特高含水油藏采收率的方法。研究了聚合物驱—井网调整、自聚集微球-活性剂驱等不同驱替阶段含油饱和度的分布特征,分析了试验过程中注入压力、采收率的变化情况。研究发现,采用井网调整改变流线方向结合聚合物驱扩大波及系数的方法,可使水驱后处于特高含水期油藏的采收率提高26.0%;自主研发的自聚集微球能够运移至油层深部封堵优势渗流通道,迫使后续驱油剂发生液流转向,进入剩余油潜力区,从而提高聚合物驱后特高含水期油藏的驱油效率,自聚集微球-活性剂体系的残余阻力系数是聚合物的1.5～1.6倍,可使聚合物驱后特高含水油藏的采收率提高5%以上。研究结果表明,水驱后特高含水期油藏可采取井网调整结合聚合物驱的方法提高其采收率,而对于高波及系数和高采出程度的聚合物驱后油藏,可采用微球活性剂相结合的深部调堵驱油方法提高其采收率。