裂缝性致密油藏地质-工程一体化开发

以克拉玛依油田克80井区风城组裂缝性致密火成岩油藏为例,为提高单井产能,提出了地质-工程一体化开发技术。在有效识别储集层天然裂缝潜在发育区域的基础上,准确预测区域地应力和三维储集层岩石力学强度,建立区域可压裂性评价方法,优选压裂"甜点",在压裂"甜点"上对目标井位进行产能模拟和压裂方案优化,并最终确定工程方案。钻井结果表明,地质-工程一体化开发有效提高了储集层缝网沟通规模,增大了泄流面积,从而提高了增产效率,单井产量提高显著。同时,可对甜点区域进行二次工程改造,通过增加压裂液液量提高施工规模,进一步提高单井产能。上述应用效果证明了地质-工程一体化开发技术的有效性和推广价值,对裂缝性致密油藏的高效开发具有重要意义。

鄂尔多斯盆地中西部长7段烃源岩及致密油潜力评价

由于对鄂尔多斯盆地中西部地区延长组长7段烃源岩缺乏深入研究,制约了该区油气勘探的进程。为了阐明其烃源岩生烃条件,在大量资料和前人研究成果的基础上,对该区长7段烃源岩的分布和地球化学特征进行了系统分析,预测了油气有利勘探区,为研究区延长组致密油勘探提供依据。研究表明,长7段沉积期,研究区烃源岩沉积中心位于姬塬、耿湾、环县东部及白豹—纸坊地区,长7段暗色泥岩平均累计厚度大,烃源岩有机质类型好,丰度高,热演化程度较高,已进入生油阶段,属于典型的优质湖相烃源岩,是该区延长组油藏的主力烃源岩。在研究区圈定了6个有利勘探区,分别位于定边以南的油房庄西部地区、姬塬以东地区、铁边城以南地区、铁边城东北部地区、环县东北部地区以及白豹以南地区。

多段压裂水平井不均匀产油试井模型

针对某条或多条裂缝产油量较小或不产油这一问题,运用Green函数、Newman乘积方法和叠加原理,建立多段压裂水平井不均匀产油试井模型,将裂缝内流动划分为远离井筒的变质量线性流和靠近井筒的径向流表征裂缝有限导流,利用Stehfest数值反演得到考虑井筒存储和表皮效应的实空间井底压力解,绘制典型图版,并分析不均匀产油和裂缝参数对井底压力的影响。结果表明:多段压裂水平井均匀产油和不均匀产油的压力和压力导数特征差异明显;两端裂缝产油量越大,压裂裂缝间距越大,裂缝半长越小,裂缝呈纺锤形分布时,缝间干扰越小,早期径向流越明显,在系统拟径向流之前出现一个新平台。与试井软件Saphir中的经典多级压裂水平井数值模型对比,结果证明了提出的模型的正确性。

SAGD井挤液扩容水力波及范围模型

风城油田陆相稠油油藏广泛采用蒸汽辅助重力泄油(SAGD)方式开采,由于储集层非均质性强、渗透率低,目前现场采用挤液扩容方式改造储集层,以缩短SAGD井预热周期。为了定量评价改造区域的形状,提出基于挤液扩容水力波及范围的可注性系数和挤液渗透率的概念和计算方法,推导了单口和两口水平井挤液扩容水力波及范围的解析解,最后应用模型对现场挤液施工的效果进行了预测,并结合有限元计算结果进行了检验。研究表明,所研究储集层的可注性系数为0.27~0.30,双井注水系统的水力波及半径和面积均随两井间距、水的有效渗透率、水平段长度和定排量施工条件下的注入压力增加而增加,随注入液黏度增加而减小。现场SAGD井挤液施工过程中需要尽量降低注入液黏度,在稳定排量的同时,逐步增加注入压力和近井地带的储集层渗透率,以优化挤液扩容效果。

延长油田水平井开发模式矿场实践

延长油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡和渭北隆起带,油层埋藏浅、地层能量不足,储层微观孔喉配置多样,非均质性极强,油水关系复杂,特低-超低渗储量占总探明储量的85%,开发难度大,平均单井日产油仅为0.4t,常规直井无法有效动用,复杂的油藏地质与地面条件决定了要提高油田产量与单井产能,必须采用水平井开发.针对不同类型油藏水平井开发特点,采用浅层水平井弓型轨迹控制技术,边底水差异控水绕锥技术及致密油交错缝网压裂技术,矿场实践表明,水平井开发效果显著,水平井产量是同期常规油井产量的5倍左右,且同期递减率低于常规井,大幅度提高了储量动用程度,实现了难采储量的有效开发,对国内外同类油藏开发具有重要的借鉴意义.

采用定面射孔时射孔参数的优选方法

采用定面射孔技术可降低页岩储层破裂压力,有效改善近井筒裂缝复杂形态,定面射孔参数设计是决定岩石破裂的关键。通过有限元方法建立页岩储层的数值模型,对定面射孔参数进行单因素分析,得出不同射孔参数组合方式影响破裂压力的规律。结果表明,破裂压力随射孔密度的增加呈非线性降低,随射孔孔径增加大幅度下降,而与射孔深度变化无相关性。优化得出最优射孔参数组合方式为孔密21孔/m、孔径0.03 m、孔深0.52m。采用灰色关联度分析法,对定面射孔参数进行多因素分析,评价上述射孔参数组合的优劣性,发现射孔参数组合的破裂压力值与其关联度呈负相关性,并且射孔参数组合(孔密12孔/m、孔径0.03 m、孔深0.52 m)为最优射孔参数。开展室内真三轴物模实验对比分析储层破裂压力,进一步验证了灰色关联度分析方法的可靠性。

新疆风城油田重18井区稠油储集层非均质性定量评价

新疆风城陆相稠油油田储集层中泥质夹层极为发育,具有极强的不均匀性和不连续性,且层段间差异明显,严重制约了稠油储集层SAGD的有效开发。为了评价此类储集层质量及其改造效果,需要对泥质夹层导致的储集层非均质性进行定量分析。利用洛伦兹曲线法,建立了描述油砂储集层中泥质夹层的非均质性评价模型;提出了几何非均质性系数、数值非均质性系数和综合非均质性系数的概念及其计算方法。应用该方法,定量评价了风城油田重18井区3口SAGD井的渗透率剖面,并将其与CMG数值模拟软件预测的稳产14 a后的采收率进行相关性分析。结果表明,此方法能够区分不同剖面的非均质性差异,且综合非均质性系数和采收率呈现较好的负相关关系,对SAGD区块优选和储集层改造效果评价具有一定的指导意义。

基于趋势分析的间歇过程异常工况超早期报警研究

为了实现化工间歇过程阶跃变化中异常工况的早期报警,重点监测过程参数的变化趋势,提出基于最小二乘法的拟合-微分-再微分的化工间歇过程趋势分析方法。采用最小二乘法对历史数据进行拟合,依据过程参数的变化趋势,将间歇过程分为3个阶段。对数据微分求导计算,根据得出的过程参数一阶变化率的取值区间进行间歇过程多时段工况识别,针对危险性较大的阶跃变化过程利用再微分计算过程参数的二阶变化率取值区间,结合滑动窗算法,实现连续的间歇过程异常工况早期报警监测。在聚丙烯装置异常工况早期预警案例分析中,以聚合釜升温过程中上温为目标参数,实时监测上温变化趋势,识别间歇过程工况,并且在上温升温速率过快但温度未超出分布式控制系统(Distributed control system,DCS)阈值时发出警报。结果表明,所提出方法能够在参数状态出现异常的早期发出警报,相比于3σ报警阈值的方法提前24min 34s报警。

纳米自组装γ-Al_2O_3孔隙结构的核磁共振表征

纳米自组装γ-Al_2O_3具有两种纳米级孔道,可作为适合于大分子扩散的催化剂载体,也可用于页岩气藏模型。表征纳米材料孔隙结构的方法有扫描电镜、氮吸附法及压汞法等,各有局限。本文利用核磁共振弛豫测量对纳米自组装γ-Al_2O_3孔隙结构进行研究和定量表征,并通过核磁共振实验和数值模拟对纳米自组装γ-Al_2O_3表面弛豫强度及孔径分布进行探索。结果表明,数值模拟核磁弛豫表征的纳米自组装γ-Al_2O_3的主体孔径为5-7 nm和30-42 nm,核磁弛豫实验通过误差函数法表征的主体孔径为5-9 nm和29-47 nm。相比于氮吸附仅表征微孔介孔及部分大孔,不能表征大于100 nm孔径,压汞法描述小于10 nm孔径相对不准确等问题,核磁弛豫能够全面表征2.8-315 nm纳米自组装γ-Al_2O_3的双峰孔隙系统。三个样品S-1、S-2、S-3的横向弛豫时间T_2谱小孔大孔波峰的信号幅度比0.603、1.15、1.84直接反映各自的化学小孔大孔氧化铝投料比0.85、1.38、1.7的变化。建立的表征方法可以应用于页岩气微观结构和机理研究中,前景广阔。

导流能力不均匀的部分压开垂直裂缝试井分析方法

考虑水力压裂不能完全压开厚层,压裂后支撑剂无法到达裂缝尖端,缝内导流能力分布不均匀,采用两段导流系数定量表征裂缝内不均匀的导流能力,建立了导流能力不均匀的部分压开垂直裂缝试井模型。运用Laplace变换求解渗流方程,获得考虑井筒储集效应与表皮效应的井底压力解,绘制典型曲线图版,模型参数敏感性分析表明:裂缝内不均匀分布的导流系数会影响井底压力响应特征,差异程度取决于裂缝两端导流系数比。压力与压力导数在双对数曲线上会出现斜率介于0.25~0.5的特征直线段。用本文提出的模型对新疆油田某油井试井解释表明实际储层厚度大于压裂厚度,为进一步改善压裂效果和提高解释精度提供了依据。