压裂液流动压降及敏感性因素分析

连续油管内压裂液沿程摩阻压降是现场压裂施工设计的一个重要方面,同时也是压裂作业成功与否的关键因素之一。现场压裂液摩阻计算时,通常采用经验方法或相关计算软件进行分析,由于压裂液不同流体类型等因素限制,因此有必要针对连续油管压裂工作液的沿程摩阻进行分析,特别是支撑剂对流体压降的影响规律研究。在调研前人对该领域研究成果的基础上,对23/8in连续油管内前置液、携砂液、顶替液的流动压耗进行了实例分析,并对影响连续油管内压裂液摩阻压降的影响因素,如流体流变性、管径、支撑剂体积分数等进行敏感性分析。分析结果表明:幂律型压裂液,随着稠度系数的增加,压裂液的摩阻压降梯度对流变指数越来越敏感;管径是影响压裂液压降梯度较大,随着管径减小,其效果越显著;随着石英砂体积分数增加,携砂液压将系数和压降梯度呈现先增加后减少的变化规律,其分界点为体积分数30%。

薄层时频特征的正演模拟

基于正演模拟的薄层时频特征响应分析是薄层定性识别与厚度定量预测的基础与关键.本文基于波场延拓理论,利用深度域相移法对不同厚度薄层进行了正演模拟.采用广义S变换对零偏移距地震道的反射复合波进行瞬时频谱分析,发现当薄层顶底反射系数极性相反时,复合波的干涉作用具有升频降幅作用,而极性相同时具有升幅降频作用;理论推导和实验分析均证明主峰值频率与薄层双程旅行时间厚度存在定量解析关系,这为薄层厚度定量预测提供了重要的技术手段;由于峰值频率对反射系数大小与极性变化不敏感,因此,峰值频率方法与时域振幅方法相比更具稳定性.

等厚薄互层时频特征的正演模拟

本文基于波动理论,利用深度域相移法对不同互层数、不同单层厚度的等厚薄互层进行正演模拟.采用广义S变换分析零偏移距地震道反射复合波的瞬时频谱.研究发现当单层厚度大于3/16波长时,等厚薄互层时域特征为中、高频等幅振荡,瞬时频谱为与单层厚度成反比的单一峰值梳状函数;当单层厚度小于3/16波长时,震源子波的有限带宽对瞬时频谱的高频频率峰有压制作用,导致等厚薄互层中部的时域振幅和频域最大幅度均为低值,薄互层的结构特征不易分辨,说明宽高频的震源子波是提高薄互层分辨能力的关键.此外,理论推导和实验分析均证明:当地层厚度大于1/8波长时,其峰值频率与薄互层单层厚度存在定量解析关系,这为等厚薄互层单层厚度定量预测提供了重要的技术手段.

聚驱后氮气泡沫调驱技术

聚驱后油层内仍有40%~50%的剩余油未被采出。为了进一步提高原油采收率,开展了聚驱后氮气泡沫调驱技术研究。采用动静实验技术,优选出了适合大庆油田的发泡剂3#A及其最佳发泡质量分数;系统研究了氮气泡沫阻力系数和驱替效果;在室内综合研究基础上,进行了现场应用试验。研究结果表明:发泡剂3#A的质量分数大于0.3%时,氮气泡沫性能最佳;既能有效封堵大孔径孔隙,又能提高小孔径内剩余油采收率,最终采收率可达到79%,较聚驱提高近5百分点。现场试验表明,聚驱后氮气泡沫调驱技术具有改善油层动用状况,减缓层间矛盾,降低综合含水率等优势。研究成果为聚驱后进一步提高采收率提供了重要理论和实践依据。

表面活性剂吞吐技术在封闭小断块油藏的应用

针对封闭小断块油藏的开发特征,为提高该类油藏的原油采收率,开展了表面活性剂吞吐技术研究。通过动静态实验和理论分析,系统评价分析了自制表面活性剂特性和吞吐机理,形成了适用于封闭小断块油藏提高采收率的技术。实验结果表明,在一定条件下,表面活性剂界面张力可达到10-4m N/m,O/W型乳状液体积百分比高达97%,经过3轮次吞吐,原油采收率提高12%以上,注入压力下降幅度达50%以上。现场先导性试验效果显著,3口油井平均单井日产油提高了2.18 t/d,综合含水率降低了6个百分点,井底流压增加1.8 MPa;其中SX-21井综合含水率减少8个百分点,井底流压增加4.0 MPa,投入产出比可达1.00∶3.08。该研究可为中高含水阶段封闭性小断块油藏高效开发提供重要依据。

可动微凝胶油藏适应性及调驱机制

针对深部调驱矿场实际需求,利用仪器检测和理论分析方法研究可动微凝胶(SMG)的渗透率极限、岩心孔喉与SMG粒径匹配关系、SMG注入、运移和封堵性能,通过微观驱油实验进一步分析其调驱机制。结果表明:根据岩心渗透率极限与质量分数拟合的曲线方程可预测渗透率极限;SMG质量分数为1%前提下,当孔隙半径中值/颗粒半径大于2.65时,可满足SMG颗粒在油藏运移初步条件;SMG颗粒在微观上通过对孔喉进行堵塞-突破-再堵塞-再突破的过程,增加大尺寸孔隙喉道渗流阻力,促使注入水转向进入中小尺寸孔隙喉道,驱替其中剩余油,达到扩大波及体积效果。

涩北一号气田出水动态分析

涩北一号气田是中国目前最大的疏松砂岩气田,气水层交互,层数多而薄,边水环绕,开发过程中出水现象普遍,气井控水是该气田开发的技术难题之一。在气藏精细地质描述的基础上,研究了该气藏某层系单井产水、产气曲线特征、水气比及上升规律,分析了主要水源及出水原因,将该层系出水类型归结为4类,即低产水稳定型、低产水缓慢增长型、中产水快速增长型和高产水急剧增长型,根据不同类型井的出水状况,提出有效措施进行分类控水,现场应用取得良好效果。

表面多次波压制的研究进展:回顾与展望

在绝大多数的地震资料处理中,将多次波视为相干噪音进行压制.表面多次波的压制方法主要分为两大类:基于波动方程预测的预测减去法和基于信号处理的滤波法.本文系统地回顾了两类多次波压制方法,分析了各种方法处理各类介质的优势及存在问题.本文也阐述了基于波动方程预测的自适应相减方法的发展.分析了多次波压制方法的发展趋势,随着GPU(图形处理器)等计算机硬件加速技术以及采集技术的快速发展,基于波动方程的SRME(surface-related multiple elimination)方法将是今后多次波压制的重要发展趋势之一,同时综合应用基于波动方程预测的方法和滤波法也是提高多次波压制效果的重要思路.

黏性介质叠前时间偏移方法

根据衡Q模型,将吸收系数引入黏性介质的相速度中,以相移法为基础,利用稳相点原理,推导基于叠加速度和等效Q值的黏性介质叠前时间偏移的走时和振幅计算公式,研究适合于黏性介质的叠前时间偏移方法.理论数据处理结果表明,该方法具有精确的复杂构造成像能力,能够将黏性补偿结合到偏移过程中,有效恢复深层界面的高频信息;在准确构造成像的同时,提高地震成像的分辨率.

基于高通滤波的频率-空间域经验模态分解压制高频噪声

高频噪声压制是高分辨率地震数据处理中提高信噪比的关键性问题.本文针对f-x(频率-空间)反褶积空间预测滤波器无法处理非平稳、非线性信号的缺点,提出了一种基于高通滤波的频率-空间域经验模态分解(Empirical Mode Decomposition in the frequency-space domain,f-xEMD)压制地震剖面中高频噪声的方法.该方法采用全域高通滤波从原始数据中分离出含有部分有效信号的高频数据,将其变换到f-x域,然后在滑动的短窗口内提取每一个频率的空变数据序列进行EMD分解得到高频复本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)IMF1,将所有频率的IMF1序列反Fourier变换到时间域得到噪声剖面,将其与原始数据相减,达到高频噪声压制的目的.该方法可克服传统EMD分解方法中的模态混叠现象,保护陡倾角反射同相轴;压制后的噪声剖面中不包含有效信号能量,地震剖面的信噪比得到了提高.模拟数据和实际数据处理结果充分证明了该方法的有效性.

基于等效Q值的反Q滤波影响因素分析

为了考察基于等效Q值的反Q滤波方法补偿效果的影响因素,从信噪比、等效Q值精度、调谐频率和门限阈值等方面进行研究.结果表明:信噪比越低,稳定性问题越难控制,补偿效果越不好.等效Q值选取偏小,将导致补偿过大;等效Q值选取偏大,将导致补偿不足.选择最高截止频率比选择峰值频率的频散校正效果好,地震波走时更加准确.门限阈值越大,振幅补偿越大,补偿后的振幅越接近无黏性吸收时的振幅,但将增加算法的不稳定.该研究可为在实际资料处理中正确使用反Q滤波技术提供指导.

一种基于最小二乘圆动态特征分析的圆度误差稳健评估方法

针对现有圆形工件圆度误差测量与评估方法大多仅从整圆全局的角度出发,而对局部圆度动态误差特性关注不足的问题,设计了一种基于局部最小二乘圆参数动态特征的工件圆度高稳健评估方法。首先,通过随机选取均匀分布的固定数目原始点进行初始圆参数拟合,在初始圆参数约束下对原始数据点进行划分;接下来,对每一个划分结合随机采样一致性(RANSAC)技术实现局部圆度参数的动态计算;最终在局部圆参数统计特征的支持下实现了局部和全局圆度误差的评估。实验结果表明:所提方法能够稳定有效地实现工件圆度的评估。

连续管水力喷射压裂管柱力学分析及现场应用

连续管水力喷射压裂技术结合了水力喷射射孔定点压裂的优越性与连续管的拖动灵活性,极大地提高了水力喷射压裂作业的工作效率。为解决该技术存在的连续管作业稳定性较差的问题,以大庆油田2种水力喷射环空加砂压裂工艺管柱为例,对管柱进行了全作业过程受力分析及伸长量分析,主要包括:(1)分析管柱全作业过程受力及变形,并给出了相应的计算模型;(2)分析K344和Y211 2种常用封隔器压裂作业工况,给出了不同封隔器坐封时压裂管柱底部边界条件处理方法;(3)实例计算分析古龙南P井连续管压裂作业时管柱受力变形,并与现场实测数据进行了对比分析。分析结果表明:力学计算模型计算结果与现场实测数据偏差较小。研究成果能够为连续管水力喷射压裂作业设计施工提供理论指导。

低初黏可控凝胶调剖体系作用机理及性能研究

为了满足聚驱后油藏深部调堵的要求,进一步提高原油采收率,研发了一种以聚丙烯酰胺、金属离子交联剂、调节剂、增强剂、缓凝剂组合成的低初黏可控凝胶调剖体系,采用岩心渗流实验与仪器测试相结合的方法,对其作用机理及体系性能进行了研究。结果表明:通过优化组分配方,低初黏可控凝胶调剖体系初始黏度在10 mPa·s以内,成胶时间在10~40 d内可控,体系成胶后黏度在2 000 mPa·s以上;适用pH范围为8~9;在强碱溶液中黏度保留率更高;矿化度为40 000 mg/L时,体系黏度仍达到2 000 mPa·s以上;溶液放置60 d以上黏度保留率为80.53%;在混调器转速达到6 000 r/min剪切情况下凝胶黏度保留率为56.50%,经过4次岩心剪切后凝胶黏度保留率为82.56%,抗剪切性能较好;体系中聚合物浓度越高,体系形变恢复能力越强;在多孔介质中经多次冲刷后压力有恢复性上升,耐冲刷性优于常规凝胶;凝胶具有较好的封堵性能,针对有效渗透率为0.4~4μm^(2)的岩心封堵率均在99%以上,残余阻力系数为96.75~550.91。

频域反Q滤波稳定性控制方法

稳定性控制一直是反Q滤波技术中最为关键的问题之一,其性能的优劣将决定反Q滤波的补偿效果和分辨率提高程度.本文在前人研究基础上,提出了二次函数法、三角函数法2种新的稳定性控制方法,并利用理论合成数据模型与已有的稳定因子法稳定性控制方法进行了对比,分析结果表明:3种稳定性控制方法均可以有效增强反Q滤波过程中的稳定性.但稳定因子法深层振幅恢复较弱,深层分辨率提高有限;而新方法具有更强的振幅恢复效果,频带可拓宽10 Hz以上,深层分辨率改善明显.

薄层研究方法综述

薄层的厚度大小、横向连通性以及边界位置的确定日益成为岩性地震勘探研究的重点,但薄层研究进展情况尚缺乏系统的总结.因此,本文从薄层的研究对象、正演模拟方法、时频分析方法、厚度预测方法四个方面内容进行归纳总结.得到以下结论与认识:反射波频谱变化规律是薄层分析的关键,业已建立起反射波峰值频率或陷频频率与薄层厚度的定量关系;从研究手段上看,波动方程正演模拟可以真实地反映地震波在传播过程中的动力学特性,模拟后的地震波场信息更加丰富、更加真实;薄层分析手段从单纯的时域、频域分析发展到时频分析,注重反射波频谱的瞬时特性;薄层波场特征的变化规律从单纯的定性分析逐步向定量预测方向发展.

超浅疏松地层泥质粉砂岩与粉砂质泥岩识别方法——以大庆某地区黑帝庙层为例

超浅疏松地层压实程度低,未压实的粉砂质泥岩具有一定的孔隙度,与泥质粉砂岩的电性特征相接近,不易区分.本文针对这一难题,提出了稳定泥质单元控制下的岩性划分技术.该技术的核心思想是:在测井曲线上将厚层稳定的泥岩段定义为泥质单元,将泥质单元所分隔的大套砂体部分定义为非泥质单元.在泥质单元内采用电阻率的回返率和自然伽马的交会识别泥质粉砂岩和粉砂质泥岩;在非泥质单元内,按照沉积韵律控制下电阻率曲线的相对变化来区分泥质粉砂岩和粉砂质泥岩.而针对不包含在任何韵律内的2种岩性,采用3参数、4种电测曲线交会分区识别.以密闭取心井岩性分析结果为标准,采用该套技术共解释岩性58层,误判4层,岩性判别总符合率达到93.1%.其中,判别泥质粉砂岩和粉砂质泥岩32层,符合率达到87.5%.

基于波动方程的薄互层正演模拟方法

在薄互层正演模拟研究中,传统的褶积模型无法模拟地层中复杂的波场传播现象,导致在实际研究中存在一定的局限性.本文针对这一问题,提出了基于波动方程的薄互层正演模拟方法.该方法首先建立薄互层地质模型,并根据研究的需要转化成薄层和隔层地质模型.然后在频率-波数域通过相移算子完成地震波场的正向延拓,经各级地层界面反射后,反向延拓到地面,形成地面反射波场.对地面波场进行反傅立叶变换将其变换到时间域,形成正演模拟后的反射地震记录.不同厚度薄层、薄互层和隔层正演模拟结果表明:基于波动方程薄互层正演模拟方法可充分体现地震波传播过程中的动力学特性,可以完成任意厚度地层的精确模拟.

稠油油藏提高采收率技术数值模拟研究

渤海地区具有十分丰富的稠油资源,其油藏储层胶结疏松、渗透率高、非均质性严重并且边底水活跃,水驱采收率较低.因此,必须采取调剖、堵水和降黏组合技术措施来进行稠油开发,与其它稠油开发措施相比较,稠油乳化降黏技术具有操作简便和经济性好等优点,其中强化分散体系由于其良好的乳化降黏性以及简易的注入工艺受到石油科技工作者的高度重视.为使稠油乳化降黏技术尽快投入矿场试验,针对渤海普通稠油油藏开发实际需求,以油藏工程理论为指导,以数值模拟方法为技术手段,以正交试验原理安排实验,以A油田B1井组为试验平台,对比了不同开发方式对目标井组开发效果的影响.结果表明,单独注入强化分散体系4个月以上增油效果要好于单独调剖,而调剖与注强化分散体系联合作用效果要明显高于单独调剖与单独注强化分散体系之和,达到了"1+1"大于2的功效;高低浓度注入优于单一浓度段塞;水井调剖和油井堵水会明显增加强化分散体系增油有效期和增油量,推荐水井采取"调剖+强化分散体系高低浓度交替注入"组合措施,油井采取"堵水+强化分散体系吞吐"组合措施。

吸水体膨颗粒与油藏适应性评价

针对矿场调剖实际需求,利用仪器检测和物理模拟方法,开展了体膨颗粒吸水率与溶胀率、抗剪切性、渗流特性、传输运移能力、粒径与油藏孔隙匹配关系和驱油效果实验研究.结果表明：随时间延长,体膨颗粒吸水率和溶胀率增大,并且初期增幅较大,24小时后增幅减缓.体膨颗粒抗剪切性能较好,经地层剪切后83%以上仍为大颗粒.体膨颗粒粒径愈小,溶剂水矿化度愈低,吸水率和溶胀率愈大,抗剪切能力愈差;与污水相比较,污水配置聚合物溶液中体膨颗粒吸水率和溶胀率较小,抗剪切性较好,当体膨颗粒浓度为6000mg/L时,＂体膨颗粒粒径/平均喉道直径＂范围在4.18-5.40之间可适用于油藏.推荐体膨颗粒浓度6000mg/L,注入量0.38PV,调剖半径51.3m,为避免封堵近井地带,可先选择小粒径颗粒注入,并逐渐增大粒径.