超低渗透油藏CO_2吞吐利用率实验研究

CO_2吞吐技术是开发特低渗透、超低渗透油藏的有效方式,但吞吐过程中CO_2的利用率如何亟待研究。利用长庆油田某超低渗透油藏天然岩心进行了室内CO_2吞吐物理模拟实验,分析了不同注入压力下CO_2吞吐的采收率规律和CO_2利用率。研究发现,CO_2吞吐的累计采收率随着注入压力的升高而增大,并逐渐减缓;CO_2利用率随着吞吐轮次的增加明显降低,前4轮CO_2吞吐中CO_2的利用率较高;提高CO_2注入压力使CO_2-原油体系达到近混相或者混相状态,不仅能够获得更高的采收率,而且不会显著增加CO_2气源方面的成本。研究结果表明,油田应用CO_2吞吐技术时采用近混相或者混相方式进行4个轮次的吞吐,能够取得较好的开发效果和经济效益。

稠油油藏SAGD微压裂阶段储层压缩系数研究——以新疆风城陆相储层重1区齐古组为例

SAGD开采预热之前对稠油储层进行基于剪切扩容(剪胀)和张性扩容的微压裂改造有利于提高SAGD循环预热效率及蒸汽腔发育速度。微压裂阶段的稠油处于未流动状态,注水导致油砂骨架被剪胀或等向撑开,体应变变为负值,压缩系数(绝对值)增大,且压缩系数越大代表油砂储层具有更高的扩容量和更好的可注性。论文针对微压裂阶段储层压缩系数的定义、计算及测试等问题,以新疆风城陆相储层重1区齐古组为研究对象,通过油砂体积压缩实验,开展微压裂注水阶段储层压缩实验机理研究,评价考虑不同注压、注液温度等条件下油砂体积变形及压缩规律。实验结果表明,对于剪切扩容,油砂软化前的压缩系数随着平均有效应力增加而增加,软化后则正好相反;减小有效围压,降低注液温度,增加单向变形,压缩系数增大。对于张性扩容,平均有效应力越小,温度越低,压缩系数越大。该研究成果能够为评价微压裂过程中的储层可注性提供指导。

致密砂岩储层水平井螺旋射孔参数优化研究

射孔孔眼连接井筒和储层,提供泄油通道、有效降低储层破裂压力和引导裂缝走向。开展大型真三轴物理模拟试验,研究射孔长度、射孔密度、射孔孔径、射孔相位和射孔簇间距对裂缝起裂特征、扩展形态和储层破裂压力的影响规律。试验结果表明：射孔参数的改变本质上是改变射孔孔间距,孔间距决定孔眼之间的连通性,影响近井筒裂缝扩展形态和岩石破裂压力;射孔孔径和射孔密度的增加,减小孔间距,有利于裂缝间相互沟通,降低近井筒裂缝复杂性和岩石破裂压力;射孔相位的增大,增大孔间距,易产生分层复杂裂缝,岩石破裂压力增高;而射孔长度和射孔簇间距的变化对裂缝扩展形态没有影响。根据试验结论,给现场提出了射孔参数优化的理论基础和施工建议。

多相非饱和多重孔隙介质的有效应力定律

多孔介质的有效应力定律广泛应用于流固耦合变形分析问题。该文考虑孔隙的重数、孔隙流体的相数、各向异性、非饱和、基质吸力等条件,提出了广义多相非饱和多重孔隙介质的有效应力定律。在固体相及各流体相线弹性变形的假设下,首先通过应力状态分解、边界条件叠加方法,得到了不考虑基质吸力的多相等效饱和各向异性多重孔隙介质的有效应力。考虑到非饱和多孔介质中两相界面张力引起的基质吸力,在线弹性变形基础上,叠加了基质吸力引起的变形部分,推导得到非饱和多孔介质的有效应力定律的一般形式。将所得公式根据实际需要进行简化处理,可以得到目前常用的有效应力定律的表达形式,充分说明了该文所得结论的合理性。

高频电磁加热稠油储层温度分布及其影响因素分析

为了准确分析高频电磁加热过程中影响稠油储层温度分布的因素,以电磁场和传热理论为基础,考虑稠油储层电导率、相对介电常数随频率变化,导热系数、比热容随温度变化的实际情况,建立了描述储层性质动态变化的数学模型,并采用多物理场模拟软件COMSOL求解数学模型,采用对比法分析了不同因素对温度分布的影响规律。计算分析发现:电磁波功率的提高有助于增大储层加热深度;较大的电磁波频率可引起波源附近储层温度升高,但温度随深度增大急剧下降;考虑储层性质动态变化时计算出的温度分布,与假设储层性质恒定时的计算结果存在差异;在一定变化范围内,储层温度值随相对介电常数和电导率增大而增大。研究结果表明,储层性质、电磁波功率和频率对储层的温度分布有明显影响,建立的考虑储层性质动态变化的数学模型为高频电磁加热稠油技术的现场应用提供了理论依据。

基于微注入压降测试的页岩气储层快速评价方法

页岩气储层渗透率非常低,采用常规压力恢复测试方法评价储层时需要很长时间才能探测到径向流动,导致效率非常低,而微注入压降测试方法可以使页岩气储层在较短时间内出现拟径向流,从而实现储层的快速评价。在分析微注入压降测试方法快速评价页岩气储层原理的基础上,针对涪陵页岩气储层特点,从设备选择、注入排量、总注入量和注入液体选择等方面对微注入压降测试施工参数进行了优化设计。研究结果发现,涪陵页岩气田可以采用150~500L/min排量注入清水进行微注入压降测试,待地层破裂后再持续泵注10~30min,注入总量控制在5~15m3,就可以获得较好的测试结果。采用微注入压降测试方法对涪陵页岩气田6口页岩气井储层进行了评价,通过对压降测试曲线进行G函数分析获得了原始地层压力和储层有效渗透率,其与试验分析和压力测试结果相吻合。这表明,采用微注入压降测试方法可以实现对页岩储层的快速评价。

钻井液连续波信号发生器控制方法

为了利用往复主阀产生钻井液连续波,从而实现井下信息高效、快速传递,研究了往复式钻井液连续波信号发生器的控制方法。在选择斜面凸轮作为控制机构的基础上,优选了普通无刷直流电动机并确定了改变电枢电压的调速方法,建立了往复主阀产生钻井液连续波时的电动机转速及负载转矩计算模型。经过算例分析,得到了能够产生正弦钻井液连续波的电动机转速、负载转矩和电枢电压随时间的变化规律:在半个周期内,电动机转速非线性减小,电动机负载转矩非线性增加,电动机最大负载转矩为0.46N·m,电枢电压呈现先减小后增大的趋势。研究结果表明,改变电枢电压的调速方法是可行的,对连续波调频可以实现对井下信息的传输,提出的钻井液连续波信号发生器控制方法可以为井下信号发生装置的设计及现场应用提供参考。

无水压裂技术研究进展

中国页岩气资源储量巨大，开采页岩气对我国能源战略意义重大。现有开采页岩气的手段主要是水力压裂，对页岩储层污染严重，进而影响着页岩压后的产能。同时，中国内页岩气藏主要分布在偏远的西部地区，水资源匮乏，因此亟待开展无水压裂方面的研究。针对我国页岩气无水压裂方面面临的主要问题，分别调研了高能气体压裂、液态二氧化碳压裂、泡沫压裂和液化石油气压裂4种无水压裂技术，详细对比了4种压裂技术的优缺点和应用情况。通过将现有的无水压裂技术与实际地质、工程现状结合，探索出适合我国页岩气开采的无水压裂技术，加快页岩气商业、高效开采进程。