渗吸置换提高原油采收率研究进展

渗吸置换作用已逐渐成为非常规油藏和低渗、特低渗裂缝性油藏提高原油采收率的一种重要方式,大量裂缝的存在及细小孔隙发育为渗吸作用的发生创造了有利条件。首先,基于毛细管压力与重力对渗吸的贡献程度,对渗吸模式进行分类;而后,主要聚焦于影响渗吸的各类因素,详细阐述如储层类型、孔渗物性、边界条件、流体(包括原油与渗吸液体)性质等因素对渗吸的影响规律及作用机制,总结了目前使用的研究渗吸的各种实验手段;最后,根据渗吸作用的研究进展,探讨在实验条件确定、黏土水化影响、界面张力优化和渗吸模式选择等方面所面临的问题,并对这些问题的研究前景进行展望。

A Mathematical Modeling of 3D Cubical Geometry Hypothetical Reservoir under the Effect of Nanoparticles Flow Rate,Porosity,and Relative Permeability

This study aims to formulate a steady-state mathematical model for a three-dimensional permeable enclosure(cavity)to determine the oil extraction rate using three distinct nanoparticles,SiO_(2),Al_(2)O_(3),and Fe_(2)O_(3),in unconventional oil reservoirs.The simulation is conducted for different parameters of volume fractions,porosities,and mass flow rates to determine the optimal oil recovery.The impact of nanoparticles on relative permeability(kr)and water is also investigated.The simulation process utilizes the finite volume ANSYS Fluent.The study results showed that when the mass flow rate at the inlet is low,oil recovery goes up.In addition,they indicated that silicon nanoparticles are better at getting oil out of the ground(i.e.,oil reservoir)than Al_(2)O_(3)and Fe_(2)O_(3).Most oil can be extracted from SiO_(2),Al_(2)O_(3),and Fe_(2)O_(3)at a rate of 97.8%,96.5%,and 88%,respectively.

非常规油藏补能提采开发方式研究进展及路径优选

致密油、页岩油等非常规油藏采用水平井体积压裂开发之后,面临持续补充地层能量、减缓产量递减和提高采收率等问题。通过调研分析,在目前压裂、吞吐和驱替3大类开发方式,水、纳米剂、表面活性剂、CO_(2)、减氧空气5种主要注入剂构成的20余种接续补能提采细分开发方式中,聚焦补能稳产提采,根据不同开发方式的实验结果和现场试验效果,认识到吞吐类方式在前1~2周期效果好,但地层能量不断被消耗,不可持续。压裂类方式仅在一次改造规模小、潜力层段未压裂或压裂改造不彻底等情况下有效,在压裂工艺没有很大提升时效果不平衡。驱替是一种连续补能方式,特别是纳米剂周期驱替将驱替作用与渗吸机理相结合,可有效扩大非常规油藏微观波及体积,提高驱油效率,而且可有效降低和化解水淹与注不进风险,是致密油、页岩油等非常规油藏较好的接续开发方式。

微乳液驱油技术的研究进展

针对低渗特低渗等非常规油藏注水开发存在水注不进液采不出的难题,系统论述了微乳液驱对低渗油藏降压增注、调剖堵水、储层保护等提高采收率的驱油机理,注入油藏中微乳液黏度高于水,相比水驱能够改善油水流度比,减小驱替液的黏性指进,微乳液与油接触也会产生超低界面张力,降低毛管阻力,改变岩石润湿性,扩大油藏宏观波及体积。另外,微乳液在流经油藏的孔吼通道时,也会通过对原油增溶、黏弹性拖拽等协同作用,提高油藏洗油效率。同时,也对几种对低渗油藏驱油适用性较好的微乳液(超临界CO_(2)微乳液、纳米微乳液、原位乳化微乳液和微乳液泡沫)的类型和性质进行了论述。并论述了不同类型微乳液在实际现场低渗透油藏降压增注提高采收率中的应用效果,微乳液驱能普遍使低渗油藏中注水井注入压力降压35%以上,油井的增油效果也较好。通过该论述旨在为当前低渗透等非常规油藏应用微乳液驱油提高采收率技术提供一定的理论借鉴。

非常规油气藏新一代体积压裂技术的几个关键问题探讨

体积压裂技术是实现非常规油气藏高效开发的关键,围绕有效改造体积及单井控制EUR最大化的目标,密切割程度、加砂强度、暂堵级数及工艺参数不断强化,导致压裂作业综合成本越来越高。为此,开展了新一代体积压裂技术(立体缝网压裂技术)的研究与试验,压裂工艺逐渐发展到“适度密切割、多尺度裂缝强加砂、多级双暂堵和全程穿层”模式。为促进立体缝网压裂技术的发展与推广应用,对立体缝网的表征、压裂模式及参数界限的确定、“压裂–渗吸–增能–驱油”协同提高采收率的机制、一体化变黏度多功能压裂液的研制、石英砂替代陶粒的经济性分析及“设计–实施–后评估”循环迭代升级的闭环体系构建等关键问题进行了探讨,厘清了立体缝网压裂技术的概念、关键技术及提高采收率机理,对于非常规油气藏新一代压裂技术的快速发展、更好地满足非常规油气藏高效勘探开发需求,具有重要的借鉴和指导意义。

页岩油藏提高采收率技术及展望

通过调研近二十年国内外页岩油藏提高采收率技术的室内研究和现场应用,结合页岩油藏储层特征,总结了开发过程中的难点,并针对各类提高页岩油藏采收率技术的作用机理,讨论了对页岩油藏的适应性。研究表明,注气是页岩油藏补充地层能量的最佳方法,二氧化碳和天然气是常用的注入介质,但其作用机理还有待深入探讨;通过改善储层润湿性来提高渗吸效果是表面活性剂和低矿化度水的主要机理;泡沫驱拥有良好注入性的同时能够有效调整裂缝性油藏的非均质性,但是其在裂缝中的稳定性有待加强;热力采油可以改变储层的热应力,诱导裂缝扩张,增大注入介质的波及范围。溶剂和纳米材料在机理上有改善页岩储层润湿性的作用,但是其在页岩油藏开发中的可行性还有待验证。

非常规油气储层敏感性评价方法

将回收率实验创新性地加以改进并引入到储层敏感性评价中,通过测定样品在不同溶液中的回收率,对储层的酸敏、碱敏以及盐水敏特性进行评价。结果表明:岩心流动实验结果与回收率实验结果具有很好的一致性,适合于测定岩心的酸敏、碱敏以及盐水敏特性,同时给出了利用回收法测定储层酸敏、碱敏以及盐水敏特性的敏感指数划分标准。此方法操作简单、重复性好、实用性强,是对非常规油气储层敏感性评价方法的有益补充。

非常规稠油开采用磺化疏水缔合聚合物研究

为了有效地冷采非常规稠油,本文用丙烯酰胺类新型表面活性单体制备了含AMPS的疏水缔合聚合物SAP,研究了SAP溶液的黏度特性及耐温抗盐性,并进行了模型驱替稠油实验。实验结果表明:SAP聚合物的临界缔合浓度为2200mg/L;SAP溶液在浓度大于临界缔合浓度时表现出"盐增稠"现象;在80℃恒温老化90d后,SAP溶液的黏度保留率为5%。SAP驱替稠油的采收率曲线呈现S型,水驱残余油饱和度越高,疏水缔合聚合物驱替稠油越有效,使用高浓度和大段塞的SAP溶液驱替稠油增加采收率效果更好。SAP乳化了的稠油呈不连续状产出,阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵DTAB可作为疏水缔合聚合物产出稠油的高效破乳剂。

防气技术在文留油田的应用

文留油田油层脱气严重，气体对有杆泵的影响很大。据1992年统计，在开井生产的249口井中，有31．7％的井受气体影响处于低效开采状态，平均系效仅有19．2％，气体影响特别严重的井就有30口。为克服气体对有杆泵的影响，推广应用了玻璃钢抽油杆深抽、负压采油、小直径气锚及防气泵等多项防气措施，提高了抽油泵效，延长了检泵周期，达到了一定的增油效果。本文分析了几种措施的防气原理和应用情况，指出了应用过程中的注意事项，两年共创经济效益3530．6万元。

页岩油藏CO_(2)提高采收率技术现状及展望

我国陆相页岩油面临单井产量低、递减快、最终采收率低的开发瓶颈,需超前布局CO_(2)提高采收率技术。在系统解析北美页岩油CO_(2)提高采收率技术发展历程的基础上,结合我国陆相页岩油资源现实,详细讨论了该技术在国内页岩油开发的适用性与发展前景。分析表明,我国各页岩油区块原油黏度、地层压力、矿物组成等储层特征迥异,效益开发面临的瓶颈各不相同,CO_(2)提高采收率的主要作用机理差异显著。因此,需针对性建立各区块CO_(2)提高采收率技术应用指标,制定合理的技术适应性评价标准,加大力度攻关现场应用各环节的关键技术,并积极争取明确的国家财政支持。综合考虑技术发展前景与资源现实,建议在新疆准噶尔盆地吉木萨尔页岩油区块建立CO_(2)提高采收率技术先导示范区,建立完整的产业技术与政策支撑体系,推动CO_(2)提高采收率技术发展,保障我国能源安全,助力国家碳中和战略目标实现。

微波采油技术研究现状及展望

微波采油是一种利用电磁能高效转化的新型采油技术,在非常规油气绿色开发领域具有广阔的应用前景。结合大量文献调研,通过对微波采油进展的探讨,分析出微波采油的四种提采机理及应用现状。研究认为:微波采油的提采机理包括作用于原油的热效应和非热效应以及对储层产生影响的造缝作用和润湿反转作用;微波在采油生产中常用于进行原油分离、破乳、脱蜡、解堵等;在对稠油等非常规油藏进行开发时,以蒸汽为主的单一热采措施增产效果有限,微波辅助蒸汽热采以及纳米催化剂辅助微波采油是未来微波采油技术发展的主要方向。

微泡沫驱提高采收率技术研究进展

随着非常规油气资源开发的进行,针对非常规油藏提高采收率的二次和三次采油技术引起学者们的广泛关注。泡沫因其堵水不堵油的独特性质,在中高含水期油藏开发过程中取得了良好的应用效果。泡沫的稳定性是影响提高采收率效果的关键因素,近年来诸如聚合物强化泡沫、纳米颗粒稳泡等技术成为中外学者的研究热点。然而这些强化泡沫技术仍存在泡沫直径较大、储层中黏附聚合物难以清除、技术成本高等问题,限制了其在低渗透油藏中的推广与使用。与普通泡沫相比,微泡沫具有直径小(10~100μm)、比表面积大、稳定性高且具有类似水的流动性等特点。微泡沫驱具有注入压力低和波及范围更广等优势,注入压力仅为聚合物驱的1/3,同时可有效控制其气体流度,扩大波及体积,进而提高采收率,是一项具有潜力的三次采油技术。在文献调研的基础上,介绍了微泡沫的结构与性质,阐述了微泡沫的封堵与提高采收率原理,总结了微泡沫驱提高采收率技术的研究现状,最后指出了微泡沫在低渗透油藏开发中存在的问题,展望了微泡沫在提高采收率应用中的发展潜力。

泡沫油油藏冷采后期注气吞吐开采实验

以脱气原油与活油为参照,利用非常规PVT实验方法开展了泡沫油溶气特性实验,揭示了泡沫油溶气特性,明确了天然气在泡沫油中的溶解能力以及地层压力对其溶解的影响规律,并通过岩心驱替实验研究了天然气吞吐提高采收率的可行性以及注气时机、注气轮次对泡沫油天然气吞吐开发效果的影响。泡沫油溶气特性实验表明,天然气溶解过程分为快速溶解、波动下降和稳定3个阶段。注气前期天然气溶解速度较大,累积溶气量增加迅速;天然气溶解能力随深度的增加逐渐减小,垂向上可形成一定的混相区域;增大地层压力有利于增加天然气溶解速度和累积溶气量;各压力下泡沫油溶气能力小于活油及脱气原油,但同一深度处其含气量最多,黏度最小。泡沫油天然气吞吐实验表明,天然气吞吐比冷采开发提高采收率7.8%,注气时机应在泡点压力与拟泡点压力之间,且焖井时间不宜过长,并应最大限度地提高地层压力。

CO_2抽取干热岩地热强化采油技术

通过以二氧化碳(CO_2)为切入点,联合二氧化碳开发干热岩技术(CO_2-EGS)、二氧化碳驱油技术(CO_2-EOR)和二氧化碳封存技术(CCS),提出了二氧化碳抽热-驱油-封存一体化的强化采油技术。经过多方面分析,该技术具有很高的可行性和优越性,同时该技术也是对CCUS技术的有益补充,这对节能减排具有重大的意义。

低界面张力黏弹表面活性剂驱油体系性能

针对常规化学驱油方法对非常规油藏适应性差、无法有效提高原油采收率等问题,提出了一种新的低界面张力黏弹表面活性剂驱油体系——SZK,并从界面活性、流变性、静态吸附、耐温耐盐性和驱油实验等方面对SZK的性能和驱油效果进行评价。结果表明:SZK组分单一,相比于复配体系能够在更低的质量浓度(2000 mg/L)条件下使得界面张力降低到10mN/m数量级;SZK环境适应性好,在含油岩心粉上静态吸附量小(最大为15.87 mg/g);当温度为70℃或矿化度为16570 mg/L时,油水界面张力始终维持在低界面张力范畴,具有较好的增黏性和弹性特征,耐温耐盐性好;注入0.5 PV质量浓度为2000 mg/L的SZK,可使50 mD低渗均质岩心水驱采收率提高13.53%、非均质岩心(级差5~15)水驱综合采收率提高9.36%~22.52%。该驱油体系表现出较高的低渗储层适应性及驱油性能,可为非常规油藏的化学驱油方法研究提供理论参考。

非常规气举采油技术在涠洲11-1油田的应用

涠洲11-1油田东块A12h井电泵故障濒临停产,而平台可移动修井机已移至其他油田,短时间内无法修井检泵作业的情况下,通过改造地面注气流程,利用平台分离器高压天然气供气,采取非常规气举技术进行采油。涠洲11-1油田非常规气举采油技术应用结果表明,非常规气举技术在海上油田特殊情况下可有效恢复油井的正常产能,保证油井生产时效,从而保证了油田的正常生产。该技术拓展了海上平台的采油方式,为类似情形下恢复油井产能提供了可借鉴的方法。

非常规油气开发中润湿性反转技术的应用

研究了适用于非常规油气储集层的岩石润湿性测量方法,总结了非常规油气储集层岩石润湿性特征,分析了非常规油气储集层岩石润湿性反转技术的应用情况,并介绍了研究表面活性剂与非常规油气储集层岩石润湿性间关系的实验方法。研究表明:接触角法、核磁共振法和Zeta电位测量法是评估非常规油气储集层岩石润湿性最恰当的方法,非常规油气储集层呈现出中性润湿到油湿的混合润湿特性。润湿性反转技术在非常规油气储集层中的应用目前仅限于添加表面活性剂。在压裂液中加入表面活性剂可改变非常规油气储集层岩石润湿性从而提高原油采收率。借助稳定性实验、润湿性反转评估实验、界面张力实验、自吸实验、压吸实验和吸附实验等可评估表面活性剂改变润湿性及提高采收率的效率。

油基钻屑常温清洗—微生物联合处理技术

油基钻井液因具有抑制性强、润滑性好、抗高温、抗污染、安全和钻速快等优点而被广泛应用在对非常规油气资源的勘探开发工作中,而其钻屑矿物油含量高、乳化严重、不易回收等缺点也成为环保治理的难点。为此,针对不同类型油基钻屑的物性特点,将高效清洗剂破乳清洗处理、油—水—固三相分离和石油微生物消除等3种工艺有机集成,试制出一套油基钻屑现场处理装置,形成了油基钻屑常温清洗—微生物联合处理技术。经过对4口井的油基钻屑进行放大试验,结果表明:油相回收率超过85%,清洗后废渣总石油烃含量小于2%,再经生物深度处理30天后,废渣中总石油烃含量降至0.3%以下,均达到相关标准的要求。结论认为:该联合处理技术实现了油相的回收再利用以及废渣的无害化处理,不仅有效解决了油基钻屑环保治理难题,而且还节约了钻井工程综合成本,具有良好的推广应用前景。

纳米材料和技术在石油勘探开发领域的应用研究进展

纳米材料尺寸小、比表面积大,表现出特殊的力学、磁学、电学、热学、光学和化学性质,广泛应用于石油勘探开发的诸多方向。通过梳理纳米材料在描述地层参数、压裂过程、油田废水处理等几个方面的作用,总结了纳米材料在石油勘探开发重点领域的研究进展,展望其未来低成本化的研究趋势。纳米材料可以用作油气勘探开发过程中的新型传感器和智能机器人,进行数据监测、分析;可以作为钻井和压裂过程中的添加剂;制备纳米催化膜处理油田废水等。纳米材料的应用可解决部分现有石油开采的难题,提高非常规油气资源的采收率。

海上稠油多元热流体吞吐开发效果评价初探

A油田是海上首个实施非常规稠油热采开发的先导试验区,其开发效果的评价直接影响着海上后续非常规稠油资源的开发动用。根据热采井的生产动态特征分析了边水对热采井开发效果的影响,建议热采井距边水200～300 m以上;通过对比分析同井注热前后及同层位相邻位置冷热采井的开发效果,热采井周期平均产能和累产油量均是冷采井的1.5～2.0倍左右;利用流温法及米采油指数法综合评价了热采有效期,有效期在240～339 d,平均298 d;根据钻后热采井周期平均产能、周期产油量及油汽比等参数与钻前设计值进行对比评价,认为排除试验阶段防砂工艺、管柱问题以及钻后储层变化等原因外,其他热采井均达到第一轮次吞吐预期效果,热采井周期平均产能为57 m^3/d,周期产油量1.80×10~4m^3、周期增油量0.7×104m^3。可见多元热流体吞吐热采増油效果明显,对海上其他非常规稠油油田的开发具有借鉴指导意义。