胜利油田采油工程技术新进展

采油工程系统是油田开发链条中的重要环节之一。介绍了胜利油田紧密结合油田不同开发阶段的需求,加强科研攻关与技术配套,在高效分层注水工艺、压裂防砂技术、海上调剖技术、光纤传输井下电视套管检测技术、火烧油层驱油技术、黏弹性表面活性剂压裂液技术、选择性完井技术、水平井完井防砂一体化技术以及水平井压裂技术等创新技术领域取得的新进展,这些成果发展并形成了适应不同类型油藏、具有胜利特色的采油工程技术系列。建议进一步拓宽在复杂结构井中的应用领域。

胜利油田水平井射孔参数优化技术

为满足固井射孔完井方式的需要,胜利油田在开发实践中形成了水平井全井段射孔技术、水平井分段射孔技术、水平井不均匀射孔技术,以及水平井射孔与限流压裂优化技术。介绍了水平井射孔参数优化技术的原理,建立了水平井变孔密分段射孔的井筒流动数学模型。根据油藏特性、测井资料、井身轨迹、固井质量等资料,优化设计水平井分段数量、段长、射孔方位角等射孔参数,可发挥各射孔段的开发潜能,提高最终采收率。水平井射孔参数优化可控制限流压裂的裂缝延伸,降低破裂压力,与裂缝设计相结合进行分段限流压裂,可提高低渗透油藏储量动用率及采收率。该射孔优化技术在胜利油田取得了良好的应用效果。

非常规天然气增产改造技术研究进展及其发展方向

非常规天然气是中国天然气的后备资源,提高非常规天然气的勘探开发效果具有重要的战略意义。增产改造技术是非常规天然气开采的关键技术,由于地质条件的复杂性和特殊性,增产改造技术相对落后,严重制约了中国非常规天然气开发的步伐。通过分析中外非常规天然气的勘探开发现状和增产改造技术研究进展,重点探讨了中国非常规天然气增产改造技术的发展历程:在页岩气增产改造技术方面,目前尚处于现场试验阶段,技术还不完善;煤层气增产改造已进行了一系列的研究与现场试验;致密砂岩气增产改造已经形成了较为完善的技术体系。通过分析中外非常规天然气增产改造技术研究现状与存在问题,提出了非常规天然气室内实验、低伤害压裂液技术、水平井分段压裂技术、深层致密气藏改造技术、煤层区块整体压裂改造排采技术和裂缝监测技术是今后攻关的主要方向。

油井含砂在线监测技术研究

井口含砂在线监测是国外近年来发展起来的一种高精度实时监测油井出砂研究手段。在引进SandQTM含砂监测系统基础上对其配套技术进行了优化,首先,利用FEPG系统开发了三维声波传导有限元程序,对井口声波测试弯管壁厚进行了优化,建议壁厚为5～10 mm;其次,建立了近井渗流稳定时间分析有限元模型,优化井口测试程序,结果表明,对于高渗疏松砂岩油藏,生产制度调整后24 h以内近井渗流即可达到稳定,结合现场实际,将油井工作制度调整频率设计为1次/d;最后,进行了现场试验,研究表明,该技术对于抽油机及电潜泵井采油树均具有较好适应性,对于产出液黏度较小的油井适应性强、测试精度高,对于产出液黏度较大(动力黏度>1 824 mPa.s)油井,适应性较差。

时频分析方法对比及S变换在地震数据处理中的应用

时频分析是完整刻画地震资料在时间和频率轴上能量强度分布的主要手段。该方法因能同时展示平稳信号和非平稳信号在时间域和频率域的演变过程,提供信号的局部特征,所以在地震资料处理中得到了广泛应用。针对目前地震常用的一些时频分析方法,分析对比了常用的短时傅里叶变换、小波变换和S变换的特点。通过对比分析和试验,明确了利用S变换相对于其他2种方法在时频分析领域的优点,论述了S变换时频谱在地震资料处理中的应用优势。实际应用效果表明,基于广义S变换的吸收衰减补偿技术可通过分析结果在地震资料处理中进行能量补偿,可以有效地补偿衰减的振幅和高频成分,为提高地震资料的分辨率奠定了基础。

平衡剖面技术在前陆冲断带构造恢复中的应用——以准噶尔盆地西北缘为例

平衡剖面技术是一种遵循几何守恒原则而反演地质构造演化过程的剖面、亦是恢复重建地质演化历史活动及过程的一种方法,同时也是构造演化定量分析的有效手段。准噶尔盆地西北缘是典型的前陆冲断带,由于其地质条件复杂、地震波速横向变化大等原因,故对该区构造演化及动力学机制研究与油气地质条件的分析一直不能深入进行,因而严重制约了油气勘探进程。针对以上症结所在,从技术层面提出了更好的利用平衡剖面技术进行构造演化恢复的方法,进而为深刻认识该区构造发育史、分析油气运移及聚集规律等提供了依据。通过平衡剖面恢复的结果表明,研究区经历了挤压—伸展—挤压三期构造运动,并由此构成了一个完整的构造旋回。其中,晚二叠世存在一个小幅度的快速挤压期,而三叠纪为整个构造演化中最强烈的构造挤压时期,其对该区构造演化及构造格架形成与油气运聚成藏等均具重要影响和控制作用。

临盘油田复杂断块油藏注采井网优化

通过对胜利油区临盘油田复杂断块油藏动静态参数综合分析表明,几何形态、面积大小是影响复杂断块油藏水驱开发效果的敏感因素,在此基础上提出了复杂断块油藏按照形态精细分类方案;依托典型单元,建立了复杂断块油藏特征模型,运用油藏数值模拟方法,系统研究了不同面积规模下的分类复杂断块油藏合理注采井网,解决了以油藏单元分类方法指导复杂断块开发适应性、可操作性差的问题。

低渗透油藏长缝压裂直井稳态产能预测模型

低渗透油藏长缝压裂直井已在现场获得广泛应用,但目前仍缺乏适用于其工程应用的快速、准确的产能预测模型。为此,根据低渗透油藏长缝压裂直井周围地层渗流情况,运用保角变换原理与双线性渗流理论,建立了低渗透油藏压裂裂缝无限与有限2种导流能力下、考虑启动压力梯度长缝压裂直井稳态产能预测模型,通过与现场实例对比验证了模型的准确性,并利用该产能预测模型计算绘制了油井IPR曲线,分析了裂缝参数对长缝压裂油井产能的影响。结果表明:新建产能预测模型与现场实例基本相符,误差均小于9%,说明模型的准确性较高;长缝压裂直井压裂缝长对产能的影响程度大于裂缝导流能力对产能的影响;当压裂缝长一定时,长缝压裂直井裂缝存在最佳导流能力。

基于模糊评判的氮气泡沫调剖选井选层研究

针对稠油油藏氮气泡沫调剖技术选井选层困难的问题,结合已实施氮气泡沫调剖井的生产效果和油藏数值模拟计算结果,基于模糊综合评判理论,建立了氮气泡沫调剖效果预测模型,并在此基础上分析了油藏非均质性、原油黏度、油层厚度、可采储量的采出率、距油水边界距离等因素对氮气泡沫调剖效果的影响规律,总结出了适合氮气泡沫调剖的油藏条件:渗透率级差小于4,原油黏度小于40 000 mPa·s,油层厚度在4～12 m,措施时机为多轮次吞吐中后期,距离油水边界300～500 m.现场实施效果表明,该方法提高了氮气泡沫调剖技术的针对性和有效性,有效地改善了稠油油藏中高轮次蒸汽吞吐的效果.

弹性多波高斯束逆时偏移方法

近年来,我国部分老油区勘探开发难度日益增大,勘探目标逐渐转向裂缝油气藏和岩性油气藏等,研究弹性多波理论下的叠前深度偏移算法至关重要。根据高斯束偏移的高效性和逆时偏移的高精度,将弹性多波逆时偏移的实现思想应用于高斯束叠前深度偏移中,研究了一种弹性多波高斯束逆时偏移方法。在射线中心坐标系下,以二维弹性波KirchhoffHelmholtz积分为基础,根据多分量地震数据的矢量地震波场传播特征,利用弹性动力学高斯束表征的格林张量推导了弹性波波场正、反向延拓公式和相应的成像公式,并针对转换波的极性反转问题,提出了一种根据入射波入射角的正、负引入符号函数的校正方法。模型和实际资料试算结果验证了该方法的正确性和适用性。

火烧驱油高压注气井修井作业实践

郑408-试1井由于长期注气,井下管柱腐蚀严重,堵塞了注气通道,导致注气速度达不到注气提速的要求,须进行换管作业。由于该井最高注气压力为23MPa,井底压力系数达到2.0,作业风险极大。在没有中外先例的情况下,通过优化压井泥浆设计、运用井口控制压力压井技术成功实施压井,并运用屏蔽暂堵技术,解决了地层的压井液漏失问题,在最短的时间内完成换管、冲砂作业,使该井恢复了注气。

聚合物凝胶体系在孔隙介质中交联及运移封堵性能研究

聚合物凝胶体系是由部分水解聚丙烯酰胺和XL有机铬交联剂交联而成。采用ESEM2020型环境扫描电镜、聚合物凝胶动态交联和渗流规律实验装置及不同规格的填砂管模型对聚合物凝胶体系的微观交联机理、在孔隙介质中动态交联性能及在岩心中的封堵运移性能进行了研究。实验结果表明,聚合物分子在微观上呈星状结构排列,而聚合物凝胶在微观上呈链状分形结构,是Cr3+与聚丙烯酰胺分子中的羧基交联的结果。动态交联实验结果表明,聚合物凝胶体系在孔隙介质中流动状态下可发生交联,初始交联时间为7～8h,最终交联时间约为70h。聚合物凝胶体系在运移过程中,从填砂管前4个测压段的压力指数来看,各段压力系数均有不同程度的上升,说明聚合物凝胶体系具有良好的运移封堵能力;其在填砂管中的封堵系数随着注入孔隙体积倍数的增大而增大;但随着体系运移距离的增加,封堵能力降低。

基于时频分析叠前地层Q值提取方法研究

地震波衰减属性是含气储层预测的重要参数。研究提出了基于时频分析叠前地层Q值提取方法,该方法基于叠前地震资料中丰富的储层信息,利用S变换时频谱具有较高时频分辨率的特征,提高了地层Q值的估算精度。在模型计算和胜利油田垦71工区的实际应用表明,该方法能够较好地预测气层空间展布,在含气区Q值较低,异常现象明显,在非含气区Q值较高,异常现象不明显,尤其是强振幅位置。

水平井砾石充填可视化模拟及充填效果评价

水平井砾石充填过程是复杂条件下的固液两相变质量流动,存在携砂液向地层的滤失以及井筒环空、冲筛环空间的流体质量交换。根据井筒、冲筛环空两个独立流动系统的砂、液质量和动量守恒方程,以及各系统间的流动耦合方程,建立了描述α充填过程的时间相关数学模型。补充辅助方程后可数值求解,并提出了充填效果综合评价指标的计算方法。利用数值模型开发软件可对整个充填过程进行可视化模拟。结果表明,模型和软件对顺利充填和提前堵塞两种情况均可适用,并能预测是否堵塞、堵塞位置、充填率以及计算充填效果综合评价指标。分析了充填过程中的各动态参数的变化规律,在充填前沿位置,由于沉积砂床消失,系统间窜流最为明显,各动态参数在充填前沿前后均有剧烈变化。