中国近海陆相典型沉积类型油田水驱高效开发模式探讨

海上油田开发具有早期评价资料少、开发成本高、平台寿命受限的特点,不同沉积类型油田需要选取合理开发模式,实现平台寿命期内经济高效开发。分析了中国近海绥中36-1油田、秦皇岛32-6油田、渤中25-1S等3个陆相典型沉积类型油田地质油藏认识过程和开发调整实践过程,总结出了"三性"特征,即早期评价阶段地质油藏特征认识的局限性、高成本条件下水驱开发模式优选的特殊性、不同沉积类型水驱开发调整效果的差异性,提出了水驱高效开发效益优先兼顾风险规避的原则和平面矛盾与纵向矛盾优先解决的策略;依据所提原则和策略,提出了3个陆相典型沉积类型油田的水驱高效开发模式,即湖泊三角洲沉积油田一次井网一套层系合采分注模式、曲流河沉积油田二次井网分期分层系开发模式、浅水三角洲沉积油田一套层系滚动开发模式,为海上同类型新油田开发提供借鉴。

海外高温油田聚合物驱高效开发策略研究

针对海外油田的开发受到合同时间及资源国的约束,不能按传统的国内陆地开发模式等到开发几十年后再开展聚合物驱的问题,开展了海外油田聚合物驱高效开发策略的研究,主要包括高温油田聚合物驱油体系热稳定性评价方法、高温油田数值模拟用物化参数的确定方法、高温油田驱替剂筛选方法、海外油田高效开发模式等。研究表明,对于海外高温新油田,应该采用"抽真空至空气中氧含量<1mg/L+充氮气15min"的组合除氧方法,数值模拟所用物化参数应该老化120d,驱油体系的黏度与地层原油黏度的比值达到0.8~1.1,采取"空白水驱+先导试验+逐步扩大实施"的开发模式和策略,以减小注聚风险,取得更好的驱替效果。对于海外高温老油田,高含水期聚合物驱先导试验的结果表明,筛选出适合的耐温抗盐聚合物和调剖体系,采用"调剖+注聚"相结合的方案是可行的。

化学驱产出污水回注技术在渤海石油能源开发中的研究与意义

针对渤海化学驱油田产出水特点,开展产出含聚污水配制聚合物并回注地层的再利用技术研究,研究结果表明:污水中的残留聚合物、悬浮物和乳化油对储层的渗透率具有一定的影响;在污水水质的控制指标为残留聚合物≤600 mg/L、乳化油≤50 mg/L、悬浮物≤25 mg/L时,污水配成的2,000 mg/L聚合物溶液的阻力系数值为5.61,残余阻力系数为2.27,说明聚合物溶液发挥了扩大波体积的作用,对于减轻产出化学驱液处理压力,突破海上油田化学驱的产出液处理技术瓶颈,最大限度减少含油污水的危害性,实现废弃资源的再利用,具有重要意义。

渤海C油田馆陶组储层堵塞实验评价研究

为了分析明确渤海C油田导管架期间预钻井的12口生产井,在组块安装后投产产量达不到配产目标的原因,针对有机质沉积、原油乳化堵塞、流体配伍性、钻完井液漏失与返排等潜在储层伤害因素,开展了储层堵塞实验评价研究。实验结果表明:1)免破胶无固相钻开液(EZFLOW)漏失量越高渗透率伤害程度越大,同时考虑钻完井液漏失时,天然岩心的渗透率伤害程度为37%,伤害程度中等;2)有机质沉积对储层伤害较为明显,注入0.4 PV原油后渗透率伤害程度达到98%,且随有机质沉积量的增加,储层伤害越大;3)油包水型乳状液(W/O型)驱替对岩心渗透率伤害程度高达75.01%,水包油型乳状液(O/W型)驱替对岩心渗透率伤害程度为25.21%,低含水层受原油乳化堵塞影响较明显。综合分析认为,渤海C油田12口预钻井低产原因为导管架预钻井后待组块安装期间关井静置过程中有机质沉积和原油乳化伤害。同时,渤海C油田12口预钻井目的层馆陶组储层物性因子较小,产液指数较低是导致低产的原因之一。研究结论为后续增产措施以及方案提供了依据。

层系组合开发对驱油效果影响的实验研究

为了研究海上稠油油田层系组合开发对驱油效果的影响,根据S油田物性资料,构建目标研究井组的实验模型,研究纵向非均质性对开发效果的影响。在数值模拟实验的基础上,采用三维平板物理模型,借助电极检测含油饱和度法和低场核磁共振技术,分别对不同层系组合开发方式对驱油效果的影响进行实验研究。结果表明,在本次实验条件下,当级差大于8时,采出程度随级差增大而降低的幅度趋于平缓,这是由于级差足够大时,笼统注水的层间干扰现象明显,采出程度的大小主要依赖于高渗层的贡献。多层系组合开发时,如果可以采用分注分采的细分层系开发模式,那么整体采收率较笼统注水开发有所提升,本次实验条件下提升6.06个百分点;如果采用笼统注水开发模式,那么在含水突进时采用一定程度的井网调整措施改善油水分布,也可以提高采收率。控制合采和分采的转换节点,提高整个驱替阶段的采收率,对现场有很重要的借鉴意义。

海上高含水油田用无机复合调驱剂实验研究

针对海上碳酸氢钠水型的高含水油田,以硅酸钠和氯化钙为主剂、聚羧酸分散剂和乳液聚合物为助剂制备了环保型无机复合调驱剂,并研究了聚羧酸分散剂类型和乳液聚合物质量浓度对调驱剂性能的影响规律。实验结果表明,当聚羧酸分散剂的酸醚比为3.7、分子量为23 800时,聚羧酸分散剂和无机颗粒表面的静电斥力和空间位阻作用相互促进,可达到有效分散效果。配合使用低质量浓度乳液聚合物(500 mg/L),形成的无机复合调驱体系可进一步增强体系的黏度和强度,初始黏度从1.1 mPa·s提升至5.4 mPa·s。封堵实验表明,无机复合调驱剂能够大幅度增加流动阻力,封堵率可达82.3%。该无机复合调驱剂可实现在线注入,具有快速分散、深部调驱和价格低廉等特点,在海上及其他作业空间受限的高含水油田中具有良好应用前景。

水驱开发多层油藏井间连通性反演模型

针对当前井间连通性模型只能预测产液动态变化、无法计算油水两相动态且不能分层进行连通性分析等局限性,建立了新的可模拟油水动态的多层油藏井间连通性模型。模型将油藏系统分层离散成一系列由井间传导率和连通体积等参数表征的井间连通单元,并以连通单元为模拟对象进行物质平衡方程计算,通过考虑定液、定压两种生产模式实现压力求解和井间流量计算,结合前缘推进理论建立了井间饱和度追踪计算方法,最终得出井点处各层的油水产出动态;以此为基础利用随机扰动近似法和投影梯度法等通过动态拟合建立了模型参数反演方法。实例应用显示,所建模型取得了较好的动态拟合和预测效果,反演后的连通模型参数与实际油藏地质特征相吻合,验证了方法的正确性;相比当前连通性方法,模型能实时获得分层井间流量分配系数、单井产液和产油劈分系数等信息,可以更准确地反映油藏平面及纵向的油水流动关系和生产措施变化,指导油田实际生产。

海上稠油两种热采方式开发效果评价

为了给海上稠油油田选择热采技术提供依据，对多元热流体吞吐和蒸汽吞吐2种热采方式的开发效果进行了评价。根据实际地质油藏参数建立了热采单井地质模型，运用数值模拟方法，设置了注入热焓相同和注入量相同2种方案，并结合现场先导试验对比分析了多元热流体吞吐和蒸汽吞吐的开发特征和效果。通过数值模拟得出：在注入热焓相同（4.3＆#215;1013 J）的条件下，多元热流体吞吐和蒸汽吞吐的采收率分别为18.3％和12.4％；在注入量相同（227 m3/d ）的条件下，多元热流体吞吐和蒸汽吞吐的采收率分别为17.5％和13.3％，多元热流体吞吐的采收率是蒸汽吞吐的1.3～1.5倍。在现场先导试验中，多元热流体井的产能是蒸汽吞吐井的1.5倍。研究结果表明，多元热流体吞吐比蒸汽吞吐提高采收率的幅度大，更适于开发海上稠油油田。

海上稠油油田开发多枝导流适度出砂技术研究

在海上稠油油田开发中,通过增加油井数量来提高产量会受到平台空间及经济性的制约,依靠增加生产压差来提高油井产能将导致疏松砂岩油井出砂和水锥等问题。多枝导流适度出砂技术可通过多枝导流扩大单井泄流面积,通过适度出砂改善近井地带储层物性,从而大幅提升单井产能,减少海上油田所需开发井数和平台数量。在研究多枝导流适度出砂油藏增产机理和产能评价方法的基础上,研发了多枝导流钻井技术、适度出砂完井技术及携砂采油技术,形成了一套海上稠油油田开发多枝导流适度出砂技术体系。该技术已在渤海17个稠油油田的225口井取得成功应用,单井平均增产约20%,应用前景广阔。

厚油层层内夹层分布对水驱效果影响的物理实验研究

夹层是影响油藏开发动态特征和剩余油分布规律的重要因素。油田开发实践证实,由于沉积、成岩等地质作用不同,会形成不同的夹层,因其成因、特点和分布又有较大差异,因此它们对油田的水驱规律的影响亦不同。基于厚油层设计的层内夹层分布理想模型,首先研究了夹层对韵律性储层注水井层内射孔位置的影响,然后以反韵律储层为对象,分别研究了夹层分布位置及范围对注采井网水驱效果的影响。结果表明,当厚油层层内夹层发育且存在渗透率级差时,注水井射孔时应尽量射开层内高渗透区域;对于反韵律储层,当夹层处于采油井附近区域时,夹层对水驱影响程度最小,其次是夹层位于注采井间,而夹层位于注水井附近影响程度最大,其水驱效果最差,同时随着夹层范围的扩大,水驱效果逐渐变差。

稠油出砂规律及出砂模拟实验研究

提出依据径向流动进行室内大型出砂评价的思路,研制了油井出砂的模拟实验装置。针对渤海区域常用的金属纤维防砂管、金属网防砂管和割缝管,进行了围岩应力作用下的出砂流动实验,对地层在围岩应力状态下出砂和流量之间的变化规律进行了分析,测定了流出砂的粒径变化情况,观察和模拟了环境控制条件下的出砂行为。研究结果表明:金属网布筛管对泥质的防堵塞效果最好,割缝管次之,金属纤维防砂管对泥质较敏感,泥质含量高的情况下不宜使用金属棉防砂管;对不同防砂管产出砂进行粒度分析,产出砂粒径开始时较大,可远远超过防砂精度,最大的可超过防砂精度的2～3倍,后迅速降低,说明在防砂管周围有砂桥形成。环空周围堆满砂后,产量迅速下降,随着微小砂粒的流出,孔渗结构得到改善。金属纤维防砂管产量低,产量稳定,割缝管和金属网防砂管产量高,割缝管产量有略微下降趋势,金属网防砂管产量有波动。

多孔介质中两亲聚合物驱稠油渗流规律实验研究

以渤海油田稠油为样本,对两亲聚合物驱稠油作用机理和渗流规律进行了实验研究。室内微观实验表明,新型两亲聚合物溶液能够降低胶质和沥青质在石英表面的吸附层厚度和吸附质量,通过乳化分散作用减小油滴尺寸,从而改善稠油流动性;随着两亲聚合物溶液与原油混合体系中聚合物溶液比例增加,流动时间逐渐降低,体系的流动性明显改善。物理模型宏观实验表明:一方面两亲聚合物-原油混合体系在渗流过程中持续与油相接触,启动更多稠油,提高驱油效率;另一方面,混合体系因吸附滞留作用在多孔介质中能够建立渗流阻力,扩大波及体积,提高采收率。本文研究成果对于明确两亲聚合物提高采收率原理和指导矿场试验具有重要意义。

平面非均质性对稠油油藏蒸汽驱开发效果的影响

基于某一稠油油藏沉积微相分布特征,采用油藏数值模拟方法建立渗透率、砂体厚度和砂体几何形态3类多个不同非均质级差条件下的油藏概念模型,对比分析了不同蒸汽驱注采方式间的开发效果。结果表明:同一模型在相同的工作制度下,对于厚度平面非均质性,当注采方式为厚采薄注时开发效果优于厚注薄采;对于砂体渗透率平面非均质性,高采低注的开发效果优于高注低采;对于砂体几何形态,宽采窄注开发效果优于宽注窄采;3类非均质性对蒸汽驱不同注采方式的开发效果影响程度不同,渗透率影响程度最大,厚度次之,几何形态最小。

水驱砂岩油藏开发调整全过程井网密度与采收率关系

分析了我国石油天然气行业标准"石油可采储量计算方法(SY/T5367—2010)"中3个水驱砂岩油藏采收率经验公式的局限性,认为这3个经验公式具有各自的适用条件;基于大庆萨尔图油田中区西部密井网开发试验得到的经典的5类砂体水驱控制程度与井距关系,建立了不同规模砂体不同井距条件下水驱控制程度计算公式;基于中国石油勘探开发研究院水驱砂岩油藏采收率经验公式,考虑水驱控制程度建立了描述注水油田开发调整全过程的井网密度与采收率关系。渤海P油田应用表明,本文建立的新关系式可以更好地描述稀井网至密井网全过程的井网密度与采收率关系。

海上稠油聚合物驱开发指标定量表征

考虑到渤海稠油油藏的复杂性,需要定量评价不同类型油藏聚合物驱的开发指标。笔者建立了适合稠油聚合物驱开发指标定量表征模型,具有3个有明确物理意义的特征参数,包括累积注聚量下极限采收率、模型导数曲线拐点处的累积注入量等参数。利用该模型定量表征了渤海油田不同类型油藏聚合物驱开发指标。与数值模拟相比,绝对误差基本控制在0.5%以内,平均相对误差也能控制在4%以内,满足定量评价聚合物驱开发指标计算需求。该模型易于确定特征参数,且具有较好的外推性,可用于工程问题中类似增长曲线的拟合和预测。

海上油田不同开发方式组合模式探讨

海上油田开发投资大、成本高、风险大,为获得较高的经济效益,有必要对不同开发方式进行组合和优化。根据以往水驱、聚合物驱、热力采油等经济技术界限研究成果,以原油黏度为一级决策、渗透率为二级决策、油藏深度为三级决策,建立了海上油田高效开发方式组合多级决策树,确定出适合海上油田高效开发的4大类26套组合模式;通过数值模拟方法得到了各种组合模式的采收率,结合经济评价优化确定了8套不同油藏条件的最优组合模式,并提出了各模式的生产动态典型特征曲线。绥中36-1油田实际区块应用结果表明,优化得到的高效开发组合模式具有较好的实用性,可以为海上油田开发模式优选提供借鉴。

压裂返排液快速高效处理方法研究

针对目前压裂返排液处理技术步骤繁琐、处理周期长、设备占地大、无法即返排即处理等问题,基于对压裂返排液水质及主要组分的分析结果,确定以去除有机物(COD)为首要目标,建立了絮凝预处理+电化学/高级氧化/超声耦合高效处理的两步处理方法。通过实验优化出最佳操作条件,使返排液经处理后水质澄清透明,COD、固体悬浮物及含油量均达到规定要求。在此基础上初步设计了处理工艺流程及撬装设备,可实现压裂返排液的边返排边连续在线处理,具有工业化应用前景。

中国海上气田开发与提高采收率技术

中国海上目前在生产气田共计有30个、气井总数为288口,主要分布在莺歌海盆地、琼东南盆地、珠江口盆地、东海陆架盆地和渤海湾盆地。海上气田的勘探成本、工程建造成本、钻完井和生产操作费用均较高,加之开发调整及生产措施实施难度大,因而陆上气田开发采用的相关方法和技术在海上推广应用便受到诸多限制。为了提高中国海上气田开发的效益,有必要归纳和总结我国海上气田在开发技术与提高天然气采收率技术方面的研究成果与实施经验。按照气藏特点,将中国目前的海上气田分为凝析气藏、低渗透气藏、边底水气藏、高温高压含酸气气藏、深水气藏等5种类型;在此基础上,对其地质特征、开发特点及存在的问题分别进行了探讨;进而结合典型案例对各类气藏的配套开发技术与提高天然气采收率技术及实施经验进行了总结;最后对中国海上天然气开发技术的发展方向及潜力给予了展望。

海上油田深部调剖组合方式实验优选

针对渤海油藏深部调剖实际需求,实验研究了Cr^(3+)聚合物弱凝胶(聚合物浓度为3 000 mg/L,交联剂浓度为2 000 mg/L)、强凝胶(聚合物浓度为4 000 mg/L,交联剂浓度为3 000 mg/L)和聚合物微球传输运移能力、封堵能力以及聚合物凝胶段塞尺寸和调剖剂不同组合方式的调剖效果。结果表明:聚合物强弱凝胶成胶时间接近,均为放置1.5 h后;聚合物凝胶初始黏度低,成胶后强度高,可避免进入中低渗透层,因此聚合物凝胶可以作为一级调剖段塞。聚合物微球封堵性能几乎不受剪切作用影响,当水化时间达到2 d时,微球粒径由8.45 μm水化膨胀至27.14 μm,在注入岩心过程中压力较低,运移距离较远,并且可在储层深部孔隙内缓膨,因此可选择聚合物微球作为二级调剖段塞。采取弱凝胶+强凝胶+聚合物微球的组合方式,采收率增幅最大(较水驱阶段可提高22.5个百分点),液流转向效果明显,推荐此组合方式进行海上油田深部调剖。

海上油田早期注聚开发特征及注入方式研究

鉴于海上油田开发平台寿命的时效性和开发投资的风险性,决定了海上油田实施聚合物驱技术应突出一个"早"字。针对渤海典型油田油藏特点,通过油藏工程方法和数值模拟手段研究了海上早期注聚的注入时机、注入压力特征、注入方式和开发效果。研究表明,与陆地传统聚合物驱模式相反,海上油田早期注聚的注入方式适宜先注低浓度聚合物溶液后注高浓度聚合物溶液的组合驱替方式,以达到将聚合物驱注入时机提前和使油田开发全过程保持较高的注采速度的目的。早期注聚开发模式在L油田现场实施后,采油速度一直维持在近3%,使油田保持了较旺盛的生产能力,证明海上油田实施早期注聚及其开发模式是可行和高效的。