砂西油田E3^1区块开发压裂的油藏数值模拟研究

针对青海砂西模拟区的低渗透储层特性，利用油藏数值模拟技术和开发压裂的思路，分析不同的压裂因素对该模拟区块开发效果的影响，优选出适合本区块现场实施的最佳压裂方案。

气井压后稳态产能公式和压裂数值模拟研究

低渗气藏在已探明的天然气地质储量中占有相当大的比重。但低渗气藏的低产特征 ,使得这类气藏往往难以直接获得商业性开发利用 ,只有通过储层压裂改造才能达到经济开发要求。文章根据气井压后流体渗流流动规律的变化 ,利用气藏的渗流理论 ,推导出气井压后稳态产能公式 ;并利用油藏数值模拟的方法 ,系统地分析了压裂缝长、导流能力、有效渗透率、有效厚度等对塔巴庙区块压裂初期产量大小和压后产量变化的影响 ,得到塔巴庙区块低渗气藏压裂井筛选原则和压裂设计参数。在做压裂选井时 ,应选择有效渗透率和有效厚度都较大的井进行压裂 ;在压裂设计时 ,应优选出合理的裂缝导流能力和裂缝缝长 ,从而为低渗气藏的高效开发提供科学决策。

低渗/致密油藏分段压裂水平井渗流特征的物理模拟及数值模拟

为了研究低渗/致密油藏分段压裂水平井的开采机理和渗流规律,通过建造高压仓、密封和改进多通道电阻率测量方法,研发了大型露头岩样高压物理模拟实验系统。通过分段压裂水平井物理模型的岩样筛选、模型的制作和封装、模型抽真空饱和以及有效驱动的物理模拟评价等方法的研究,建立了分段压裂水平井物理模拟实验方法。进一步结合低渗/致密油藏非线性渗流油藏数值模拟软件研究了低渗/致密油藏分段压裂水平井渗流规律。研究结果表明:在相同驱替压差下,分段压裂水平井的压力梯度值要比普通水平井的压力梯度值高,且随着压裂裂缝半缝长的增加,压力梯度值也增加;当水平井水平段长度一定时,储层渗透率越低,分段压裂水平井的最佳分段数越多;当储层渗透率一定时,水平井水平段长度越长,水平井压裂的最佳段数也越多,最佳裂缝半缝长反而呈现减小的趋势;对于低渗/致密油藏分段压裂水平井开采来说,对产量最为敏感的是压裂段数,其次是裂缝半缝长,而裂缝导流能力最为不敏感。

低渗透油藏微生物运移能力研究

微生物在油藏中的运移能力直接影响到微生物在整个油层中的生长,以及微生物自身及代谢产物与原油间的相互作用。将筛选的微生物注入到低渗透率的岩心中,从微生物驱油效率、注入压力和微生物通过岩心的菌液浓度变化等方面研究了微生物的运移能力,并对通过恒速压汞技术测出的岩心孔喉半径与微生物个体大小的匹配关系进行了分析。实验结果表明,应用微生物驱替渗透率低于18.8×10-3μm2的岩心,提高的采收率低于4.22%。其主要原因是微生物个体的大小与岩心的平均喉道半径不匹配,平均喉道半径越小,渗流阻力越大,导致微生物的运移能力下降。提出了用喉道半径与微生物个体大小的匹配关系取代渗透率,并将其作为低渗透油藏微生物采油筛选条件的一个标准。

新疆火山岩双重介质气藏供排气机理数值模拟研究

根据火山岩气藏特点建立了反映气藏渗流特征的双重介质数学模型,应用数值模拟的方法研究基质孔隙-裂缝-井筒之间的供排气机制,定量分析了不同产量的气井定产条件下,窜流系数λ对火山岩气藏稳产的影响程度。数值模拟结果表明,双重介质气藏气体窜流过程包括过渡段和稳定段,过渡段基质窜流量小于井底产出量,井底压降快,稳定段窜流量与井底产量相当,井底压降变缓,气体窜流进入稳定段所需时间决定于窜流系数。当窜流系数大于10-7时,窜流对气井生产影响较小;但当窜流系数小于10-8时,气井稳产受窜流影响严重,此时根据气井窜流系数的大小合理配产显得十分重要。结合新疆某口井的实例进行计算,验证了数值模拟结果的可靠性,证明供排气机理数值模拟对气藏高效稳产开采有一定的指导意义。

致密油藏气驱微观驱油机理研究

针对致密油藏产能低,注水开发困难的现状,为提升致密油藏开发效果,选取鄂尔多斯盆地某区块致密油储层不同渗透率等级岩心平行样,进行注CO_2和N_2物理模拟实验,结合核磁共振技术,研究了岩心不同孔隙区间的占比和含油饱和度,以及2种气驱下不同渗透率等级岩心的采出程度和残余油分布。研究结果表明:对于致密油油藏,CO_2驱整体上好于N_2驱;对于渗透率在0.2×10^(-3)~1.4×10^(-3)μm^2的致密油岩心,渗透率越高,CO_2驱效果越好,渗透率越低,N_2驱效果越好;岩心的大、中孔隙贡献了大部分的采出原油,CO_2和N_2在大、中孔隙上的驱油效果较好。

蒙古林砾岩油藏内源菌厌氧激活实验研究

为了评价厌氧激活内源微生物采油技术在蒙古林砾岩油藏中的应用情况,结合该油藏温度及物性特征对其开展了内源微生物厌氧激活实验研究。利用绝迹稀释法对内源菌进行了菌浓检测,通过自行设计的厌氧激活装置对内源菌激活过程中的压力、pH值、产气量及气体组分进行了跟踪监测,最后通过物理模拟实验对激活效果进行了验证。结果表明,内源菌厌氧激活效果非常显著,产生了大量的气体,产气率达到了2.4,厌氧激活物理模拟驱油实验提高原油采收率9.55%。

本源微生物激活体系筛选与优化方法研究

为了有效激活某油田地层中的本源微生物,用细菌瓶MPN(最大可能数)三管法分析了该油田注入水中的微生物群落组成。在确定具有本源微生物驱油潜力的基础上,提出"比毛管数"(μ/σ)概念,把产生生物表面活性剂、生物聚合物两大主要MEOR机理综合起来评价,通过单因素试验筛选出了激活体系的配方组成及浓度范围,最后通过正交试验确立了最佳的激活体系。试验中发现加入碳水化合物后本源菌的激活速度明显比以原油为唯一碳源快,碳水化合物中乳糖和蔗糖的含量决定了其作为碳源的利用价值。本源微生物被激活后培养液的表面张力降低了37.15%,粘度增加了2.31%,菌浓度达到108个/ml以上,其中烃氧化菌数量增加了2个数量级,腐生菌增加了1个数量级,厌氧发酵菌和硝酸盐还原菌数量略有增加,硫酸盐还原菌降低2～3个数量级,处于被抑制状态。

滑脱效应对页岩气井产能影响的分析

页岩气具有极低的渗透率且气井产能小,搞清滑脱效应存在条件及滑脱效应对气井产能的影响大小尤为重要。在物理模拟研究滑脱效应的基础上,根据页岩气开发特征,建立了考虑人工压裂和气体滑脱效应的气井产能公式,研究了不同储层压力条件下滑脱系数对于气井产能和生产压差的影响程度。结果表明:页岩储层在孔隙压力较低(小于10 MPa)的情况下,气体渗流存在较强的滑脱效应,而在孔隙压力较高的情况下气体滑脱效应不明显;浅层页岩气储层滑脱效应对气井产能和生产压差影响很大;中深层页岩气储层滑脱效应对于气井产能和生产压差存在一定程度的影响;深层页岩气储层滑脱效应对于气井产能和生产压差的影响可以忽略不计;压裂井无阻流量约是直井无阻流量的5.5倍。该研究成果对于页岩气储层的合理、有效开发具有一定的指导意义。

基于核磁共振二维谱技术识别储层流体类型

在梯度磁场的作用下,测量流体的CPMG脉冲回波时间间隔的平方与表观弛豫时间的倒数之间存在线性关系。通过一维反演方法得到了流体的表观弛豫时间T2,利用线性拟合的方法得到了流体的扩散系数和弛豫时间;通过二维反演方法得到核磁共振二维谱(D-T2),建立了多孔介质中饱和流体类型的识别方法。研究表明:在一定温度下,油的弛豫时间和扩散系数存在线性关系,气和水的扩散系数在一定条件下是常数。由于油、气、水弛豫时间和扩散系数的不同,在核磁共振二维谱上得到很好的表征,因此可以快速、直观地识别它们,为识别流体类型提供了一种新方法。

2D NMR技术在石油测井中的应用

近几年,2D NMR技术得到迅速发展,特别是在核磁共振测井领域.该文将主要介绍2D NMR技术的脉冲序列、弛豫原理以及2D NMR技术在石油测井中应用.2D NMR技术是在梯度场的作用下,利用一系列回波时间间隔不同的CPMG脉冲进行测量,利用二维的数学反演得到2D NMR.2D NMR技术可以直接测量自扩散系数、弛豫时间、原油粘度、含油饱和度、可动水饱和度、孔隙度、渗透率等地层流体性质和岩石物性参数.从2D NMR谱上,可以直观的区分油、气、水,判断储层润湿性,确定内部磁场梯度等.2D NMR技术为识别流体类型提供了新方法.

致密油藏分段压裂水平井注二氧化碳吞吐物理模拟

通过建立大模型多点升温和测量方法与CO2吞吐回压控制及测量实验方法,研发了大型露头致密岩样分段压裂水平井注CO2吞吐物理模拟实验系统;通过建立饱和含气模拟油的物理模拟实验方法和大模型抽真空饱和水的物理模拟实验方法,创建了分段压裂水平井注CO2吞吐物理模拟实验方法。在此基础上,针对中国致密油藏储层特性,进行了致密油藏分段压裂水平井注CO2吞吐方式的探索研究。研究结果表明:分段压裂水平井注CO2吞吐物理模拟实验方法能够较好地描述注入CO2在致密油藏分段压裂水平井吞吐的渗流动态,CO2吞吐开发方式能够有效地提高致密油藏的动用程度。在模拟的区块中,CO2吞吐后的最终采出程度要比弹性驱的采出程度高12.5%,该研究成果将对致密油藏的有效开发提供一定技术支持。

应力敏感性油藏油水两相渗流数值模拟

本文给出了应力敏感性介质油水两相渗流的数学模型,并采用有限差分方法进行求解。计算过程中,每个时间步的渗透率根据实验测得的无因次渗透率与有效应力关系曲线求得,根据新的渗透率分布求解下一时间步的压力分布。通过数值模拟方法分别研究了不存在应力敏感性、以及三种不同敏感程度的算例,并给出无因次渗透率的空间分布图、日产油量以及平均地层压力的对比曲线图。结果表明:应力敏感性越强,平均地层压力的变化范围越小,无水采油期内的日产油量越低;应力敏感性越弱,平均地层压力的变化范围越大,无水采油期内的日产油量越高。在生产井和注水井附近,渗透率分布变化较为急剧,远离井的区域变化较为平缓。

特低渗透油田相对渗透率曲线测试新方法

以华北油田特低渗透岩样为例,利用低磁场核磁共振仪,并依据低渗透物理模拟实验,建立了特低渗透油田相对渗透率曲线测试新方法。并对不同渗透率条件下T2几何均值与驱油效率的关系研究表明,与常规相对渗透率曲线测试方法相比,特低渗透油田相对渗透率曲线新测试方法能比较准确地测试了束缚水饱和度和残余油饱和度。渗透率与T2几何均值、渗吸效率、驱替效率和总的驱油效率的相关关系较差,T2几何均值与可动流体百分数、渗吸效率、驱替效率和总的驱油效率有很好的相关性。

致密油藏混合润湿性测试新方法及其应用

致密油储层矿物成分的复杂性和分布的随机性决定了岩石孔隙表面的润湿性是不均匀的。将致密油藏物理模拟实验方法和核磁共振技术相结合,提出了致密油藏混合润湿性测试新方法。在此基础上,确定出混合润湿指数的分类界限,探讨了致密油藏岩心原始润湿性测量方法。研究表明:致密油岩心经过洗油后,所测试的混合润湿指数大多数位于0~0.4,处于弱亲水;而未洗油的新鲜岩样,同一块致密油岩心所测试初始状态下的混合润湿指数要大于原始状态下的混合润湿指数;所测试的致密油岩心在原始地层条件下大部分呈弱亲油,少部分呈弱亲水。这种测试新方法可以对致密油藏有效开发提供可靠的技术参数。

低渗透油藏水驱波及系数计算方法及应用

在水驱开发效果评价中,大多数的水驱波及系数模型没有考虑采用压裂井等低渗透油藏的开采特点。通过单岩心水驱油和岩心组合水驱油实验研究储层的非均质程度对厚度水驱波及系数的影响,应用多元非线性回归法,借鉴Dykstra和俞启泰的模型,最终得到了适合低渗油藏的水驱波及系数计算模型。在数值模拟方案中综合考虑了影响平面水驱规律的非均质程度、井网类型、人工裂缝长度等因素,用24个数值模拟方案的结果对模型进行了修正,并用可视化平板模型水驱实验结果对模型进行了验证。模型计算出某低渗透油藏A、B两个区块的水驱波及系数,然后结合平均驱油效率,计算出油藏的水驱采出程度,结果与现场实际数据非常接近。

STP强凝胶调剖剂的深度调剖性能

STP强凝胶调剖剂由聚丙烯酰胺、交联剂和延缓剂组成。用人造岩心进行凝胶性能实验,55℃时成胶时间为72h,岩心封堵率大于99.9%,注水50PV冲刷后封堵率仍不低于99.8%,突破压力梯度在高渗透率(5.62D)岩心中不低于4.45MPa/m,在低渗透率(0.57D)岩心中为3.46MPa/m,有一定的选择性。分别串联3支高渗透率岩心和3支低渗透率岩心,将二者并联构成非均质模型,饱和原油进行调剖驱油实验,未注调剖剂时的水驱合层采收率为24.3%,用调剖剂依次封堵第一、第二、第三高渗透率岩心后,水驱合层采收率分别达到46.8%、62.2%和69.1%,表明逐步增大封堵深度可以进一步提高油层采收率。STP强凝胶调剖剂在大庆油田萨中开发区的实际应用取得了明显成效。

页岩基质中甲烷传质输运产能计算模型

页岩气藏基质中存在吸附气和游离气,通过扩散和渗流两种传输机制进行流动。为了研究页岩气藏基质产气规律,推导了一维页岩基质产气量计算公式,扩散体积流量与入口压力成线性正比关系,渗流体积流量与入口压力成二次函数关系,渗透率越高、扩散系数越大,则体积流量越大。在此基础上,设计了全直径页岩岩心甲烷解吸、扩散、渗流耦合实验,研究了产气量与压力的变化关系;并通过拟稳态阶段的实验数据验证了一维页岩基质产气量计算公式的正确性。利用模型计算结果预测了页岩气传质输运实验未来体积流量的变化趋势:当入口压力达到15 MPa时,渗流体积流量在耦合流量中所占比例接近50%;当入口压力低于15 MPa时,扩散体积流量在耦合流量中所占比例较高。

低渗油藏压裂水平井生产动态物理模拟

针对长庆油田某区块采用的纺锤形和哑铃形2种裂缝分布形式的压裂水平井,制作三维比例物理模型,进行了压裂水平井弹性开采及水驱物理模拟研究。结果表明,2种模型在弹性开采条件下,产油量与时间呈指数函数关系变化,哑铃形压裂水平井的产量较高,产量递减速度较快;利用压裂水平井产能公式和封闭油藏弹性驱动物质平衡方程,推导出产量的指数表达形式,分析了弹性开采条件下产量及其递减速度的影响因素。在水驱条件下,纺锤形压裂水平井见水时间较晚,含水率上升速度较慢。在水驱实验初期,弹性驱动占据主导地位,哑铃形压裂水平井的产量较高,当累积注水量大于0.2PV后,纺锤形裂缝分布模型的采出程度开始逐渐大于哑铃形裂缝分布模型。当含水率达到98%时,纺锤形和哑铃形裂缝分布模型的采出程度分别为33.67%和27.48%。

砾岩油藏内源微生物驱油动态跟踪与评价

为了提高微生物驱油过程调控的目的性,利用生化指标监测技术对新疆克拉玛依油田七中区现场油井采出样品中微生物浓度、营养物、产物生成量等参数进行了连续的动态监测,并对油田现场反馈的生产动态数据进行了分析评价.七中区现场试验结果表明：内源菌激活期间,总菌密度增加了10^2-10^3个/mL,烃氧化菌（HOB）密度最高提高10^4个/mL,阶段增油量1.6万t,阶段提高采收率2.3%.增油效果随着烃氧化菌密度的增加而增加,为微生物驱油动态跟踪和效果评价提供了良好的借鉴.