塔河油田缝洞型油藏注气替油机理研究

塔河油田碳酸盐岩油藏２０１１年底标定采收率为１５．６％,低于国内外的平均水平２０％,具有很大的提升空间潜力。通过注水替油和单元注水,从一定程度上改善了开发效果,但随着注水替油效果变差,剩余油主要分布在缝洞体的高部位,有必要探索通过注气动用高部位的剩余油。通过实验并结合数值模拟技术,开展了典型的单井缝洞单元注氮气吞吐提高采收率机理研究,ＴＫ４０４井现场注氮气取得了良好的增油效果,证实了单井定容体残丘高部位富集有大量剩余油,通过注氮气能有效提高这部分剩余油的采出程度,为塔河油田缝洞型油藏今后实施注气提高采收率现场试验提供了积极的参考和指导。     

塔河油田井组注氮气提高采收率技术

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏经过多年开发后底水锥进,水驱效果逐渐变差,剩余油主要以阁楼油的形式富集。为了提高油藏开发效果,2014 年塔河油田在A 单元探索多井缝洞单元井组注氮气先导试验,开展井组注气后一年间邻井受效逐渐显现,截至2015 年8 月已增油3×104 t,说明井组注氮气可以有效驱替井间阁楼油。试验结果表明,高注低采井组注气量高、见效慢、波及体积大,而低注高采井组见效快但是易发生气窜,井组注氮气采油技术是一种提高采收率的有效技术手段。     

塔河油田单井注氮气采油技术现场应用

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏经过多年开发后,底水锥进、油水界面抬升,剩余油主要以阁楼油形式富集。现场实践证实注氮气采油开发碳酸盐岩缝洞型油藏是可行的,能有效动用阁楼型剩余油,并且在实践中总结了注氮气采油的选井经验,建立了高效注气井分类模型,为同类碳酸盐岩缝洞型油藏开发提供了参考依据。注氮气采油技术是一种高效提高采收率的技术手段。     

塔河油田多井缝洞单元注水开发试验研究

塔河油田奥陶系油藏为碳酸盐岩缝洞型油藏，为了控制由于油藏能量不足造成的较大的自然递减，改善油藏开发效果，从2005年开始在多井缝洞单元进行注水开发试验。根据油藏储集体发育特点、油藏能量状况和水体特征，选择不同开发特征的缝洞单元、不同部位、不同的注水方式以及不同注入速度进行注水，对比分析影响注水效果的主要因素。试验结果表明，注水井与生产井之间剩余油丰富、储集体相对均质、注水部位位于缝洞单元低部位时，注水效果好；为了防止注入水快速突进，宜进行温和注水，注水初期注采比应控制在0.8～1.0之间。注水开发的成功试验为后期合理高效开发此类油藏提供了技术支撑～和理论依据。     

塔河缝洞型油藏氮气+二氧化碳吞吐先导试验

针对原油超稠影响缝洞型油藏注氮气提高采收率效果的问题,拟通过复合注入CO_2方式提高注氮气效果。利用室内机理研究和现场先导试验相结合的方法开展氮气+CO_2注气吞吐提高采收率研究。结果表明:该技术可充分发挥氮气和CO_2的双重作用,既能补充地层能量、驱替顶部剩余油,又能降低稠油黏度、改善地层流动性,从而提高缝洞型稠油油藏油井产能。应用该研究成果在塔河TH12263井开展先导试验,初期日产油量由10 t上升到18.6 t,掺稀比从3.4:1下降到1.9:1,取得了较好降黏增油效果。     

缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气致稠机理研究

为了明确缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气原油变稠的机理并制定相应的开发对策,提高注氮气的采收率,开展了缝洞型油藏注氮气致稠机理研究。该研究通过注氮气模拟试验,分析了氮气抽提作用、氮气含氧量和伴注水对原油黏度的影响。结果表明,氮气含氧是引起原油黏度增大的主导因素,含氧量为1%时,仅需2 d多即可将氧气耗尽,黏度达到18 000 mPa·s,为初始黏度的6倍;含氧量为5%时,在7 d多时间内黏度持续升高达到1 122 000 mPa·s,为初始黏度的366倍。乳化含水和抽提对原油黏度的影响相当,黏度升高1～3倍。研究表明,提高注入氮气的纯度是防止塔河油田缝洞型油藏注氮气致稠的最有效方法,研究结果为解决缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气原油致稠问题提供了理论依据。      

缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气泡沫可行性及影响因素

为了研究缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气泡沫可行性及影响因素,研制了缝洞型碳酸盐岩油藏细观物理模型和宏观剖面可视化物理模型,可由细观到宏观对缝洞型油藏注泡沫可行性及其影响因素进行室内物理模拟。细观物理模型实验结果表明:水驱后,剩余油主要以封闭孔洞内剩余油、阁楼油、绕流油和油膜的形式存在;氮气泡沫能通过重力分异及阻力效应启动阁楼油与绕流油并剥离油膜。在宏观剖面可视化物理模型上进行了注泡沫影响因素研究。实验结果表明:在含油饱和度较低时,以低部位井注、高部位井采(低注高采)的方式注泡沫效果更好,注泡沫时机不宜过早,宜在充分水驱的基础上转注泡沫;底水能量过强则不利于注泡沫,同时存在一个最优的泡沫注入量。对于碳酸盐岩缝洞型油藏开采中后期,注泡沫开采能够有效维持高效开发,提高原油采收率。     

塔河油田缝洞型油藏水驱后气驱提高采收率可视化实验

塔河油田缝洞型油藏注水开发后,开展单井注气提高采收率实验,注气效果显著,但油藏开发中后期逐渐出现注水、单井注气效果变差,大量水驱后剩余油未能动用。为了提高此类油藏的注气开发效果,需要针对性地开展多井单元注气提高采收率机理研究。通过设计、制作物理可视化模型进行气驱模拟实验,探讨缝洞型油藏气驱后剩余油的分布情况及其影响因素。实验结果表明,水驱后氮气驱,能有效提高驱油效率,注气方式、注入位置和模型充填等因素对气驱效果有影响,采用连续稳定注气方式,在构造高部位注气,低部位采油,可有效提高气驱效果,为类似油藏单元水驱后剩余油的开采提供借鉴。     

缝洞型碳酸盐岩油藏注水替油技术研究与应用

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏随着开发的进行,地层能量日趋衰竭。对定容积油藏注水替油技术进行研究.对单井进行注水补充地层能量,恢复地层压力,利用油水重力分异增加采出量,通过注水降低油水界面实现压锥.通过深入理论研究和现场试验,在116口井进行了472个注采周期的注水替油开采,累计增油47.88×10~4t.提高油藏采收率2%以上。     

缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气采油实践及认识

塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏储集体非均质性强,根据储集体特征可初步分为定容型油井和非定容型水驱油井,前期主要依靠注水替油吞吐和水驱开发,采收率较低。随着塔河油田缝洞型油藏注水开发工作的推进,油藏开发矛盾逐步从能量下降向含水率上升转变,油藏开发转为注氮气驱替储集体顶部阁楼油。对69口高含水油井实施评价,有效率达到87%。列举2个实例分析,定容型井在注气后氮气膨胀,排水采油,持续排水评价是生产中的有效技术对策,非定容底水锥进井加大注气量和小工作制度有利于压制水锥作用。     

Three-dimensional physical simulation and optimization of water injection of a multi-well fractured-vuggy unit

With complex fractured-vuggy heterogeneous structures, water has to be injected to facilitate oil production. However, the effect of different water injection modes on oil recovery varies. The limitation of existing numerical simulation methods in representing fractured-vuggy carbonate reservoirs makes numerical simulation difficult to characterize the fluid flow in these reservoirs. In this paper, based on a geological example unit in the Tahe Oilfield, a three-dimensional physical model was designed and constructed to simulate fluid flow in a fractured-vuggy reservoir according to similarity criteria. The model was validated by simulating a bottom water drive reservoir, and then subsequent water injection modes were optimized. These were continuous (constant rate), intermittent, and pulsed injection of water. Experimental results reveal that due to the unbalanced formation pressure caused by pulsed water injection, the swept volume was expanded and consequently the highest oil recovery increment was achieved. Similar to continuous water injection, intermittent injection was influenced by factors including the connectivity of the fractured-vuggy reservoir, well depth, and the injection–production relationship, which led to a relative low oil recovery. This study may provide a constructive guide to field production and for the development of the commercial numerical models specialized for fractured-vuggy carbonate reservoirs.     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层预测技术

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏埋深在5300 m以上,基质不具储集性,储集类型以裂缝、溶洞为主,油气受控于古岩溶缝洞,储层纵、横向非均质性强,地震信噪比、分辨率低,预测难度大。寻找和预测奥陶系缝洞发育带是塔河油田增储上产的关键。在储层成因机理研究的基础上,建立了碳酸盐岩缝洞型储层的成因预测模式,为储层预测奠定了地质基础。针对塔河油田奥陶系储层的特点,建立了以叠前时间偏移和目标精细处理技术为核心的碳酸盐岩缝洞型储层精细成像技术,为储层预测提供了扎实的基础资料。通过储层标定和正演模拟分析,建立了碳酸盐岩缝洞型储层的地球物理识别模式,包括测井识别模式和地震识别模式,为储层识别和预测提供了依据。应用振幅变化率、相干体分析、波阻抗反演等技术,有效地预测了碳酸盐岩缝洞发育带。     

塔河缝洞型碳酸盐岩油藏渗流特征

根据塔河缝洞型油藏储层及生产动态特征和流动机理不同,把塔河缝洞型油田划分成5种类型的油藏。1)溶洞为主的低饱和缝洞型油藏,初期产能高、稳产期长、见水慢、有较长的无水采油期。这类油藏要注意地层压力的变化并及时注水补充能量。2)缝洞为主的低饱和缝洞型油藏,初期产能较高、稳产期较短、易见水、无水采油期短、水淹速度快。这类油藏要注意早期完井不要进行大型的酸压作业并减小生产压差、延长无水采油期。3)缝孔为主的低饱和缝洞型油藏,初期产能相对较低、稳产期较短、见水速度快。这类油藏要注意减小生产压差、减缓底水的锥进。4)具气顶的过饱和缝洞型油藏,初期具有较高的产能、见水速度慢、含水上升的梯度小。这类油藏要注意尽可能减小气顶气的采出、保持地层中气的驱动能量。5)稠油缝洞型油藏,初期具有较高的产能、含水率呈脉冲式、整体含水率上升趋势缓慢。这类油藏要注意地层压力及采油方式的研究。     

缝洞型油藏超深井注氮气提高采收率技术

塔河碳酸盐岩油藏非均质性强，溶洞是最主要的储集空间，裂缝主要起连通通道作用，储集体中流体以管流模式为主，储集体类型复杂导致对剩余油分布认识不清，前期主要依靠弹性和水驱开发，采收率较低。目前塔河油田缝洞型油藏注水开发后期面临挖潜困难、剩余油储量难以动用的情况，注氮气驱油工艺的提出为解决这一难题提供了思路和方法。通过对注入气源的选择、地面注入工艺的优化、井口及管柱优化，成功实现了气水混注降压工艺及多轮次注气—机抽生产转换作业，节约了成本，提高了生产时效，减少了施工风险。该研究为碳酸盐岩油藏注气提高采收率工作提供了新的借鉴。     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层测井识别与评价

塔河油田奥陶系油藏属于多期构造和岩溶作用形成的岩溶缝洞型碳酸盐岩油藏,主要的储集空间是溶蚀的孔、洞、缝,具低孔、各向异性强、非均质性强三大特点,储层的测井识别与评价与砂岩油藏有很大的差别.以岩心标定为基础,总结了成像测井可识别的主要储层类型.在此基础上,研究了各种类型储层的常规测井响应特征及储层的测井识别方法,分析了影响储层判别的各种假储层现象及识别方法.在岩心、成像测井资料标定的基础上,建立了裂缝综合概率模型、双孔介质模型,实现了缝洞型碳酸盐岩储层的常规测井资料定量评价,在塔河油田奥陶系储层测井评价中取得了较好的效果.     

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏气水复合驱技术

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏经水驱在高部位形成了大量的“阁楼油”,而用氮气驱替“阁楼油”时,由于横向驱动作用弱,在井间富集了大量剩余油。为此,根据塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏储层特征及剩余油分布特征,进行了气水复合驱技术研究。在利用物理模拟试验分析气水复合驱油机理的基础上,根据剩余油分布特征,构建了气水复合驱开发模式;根据井间连通通道的特征,设计了开发井网;利用历史水驱数据和累计注气量,设计了气水复合驱参数。塔河油田4区7个注采井组应用了气水复合驱技术,井组产油量平均增加80.0 t。这表明,气水复合驱中的气驱首先将“阁楼油”驱替到水驱通道,水驱提供横向驱动力再将其驱出,从而提高了剩余油的动用程度。      

缝洞型碳酸盐岩油藏开发技术的认识与思考

塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油藏是油田开发面临的新的油藏类型,存在产量递减快、采收率低和储量动用率低等问题。剖析了中国石化塔河油田和顺北油气田缝洞型碳酸盐岩油藏地质特征及开发面临的挑战,系统总结了中国石化在缝洞型油藏描述、开发建产和提高采收率等方面的技术进展,针对塔河油田和顺北油气田的不同开发阶段,提出了下一步技术攻关建议。缝洞型碳酸盐岩油藏经过多期构造运动、岩溶作用和油气充注,储集体非均质性极强,油、气、水分布复杂,给油藏描述、地质建模、储量评价、效益建产、注水-注气、钻井工程、酸压改造、井筒举升等带来一系列挑战。经过20年的开发实践,中国石化西北油田形成了基于地球物理的体积雕刻、断裂精细解析和岩溶系统表征技术,以及基于岩溶相控的地质建模、靶向酸压和注水-注气提高采收率等技术。为实现顺北油气田高效开发,需进一步开展基于断裂解析的成藏特征研究以及基于地球物理雕刻的储集体相控地质建模、流体相态特征及高压物性、油藏组分数值模拟、油藏地质力学与数值模拟耦合、油气藏与举升一体化模拟、井位优选和钻井轨迹优化等工作。为实现塔河油田大幅提高采收率目标,需进一步开展缝洞结构描述、岩溶成因系统研究、储量动用评价、注水-注气机理及规律研究、缝洞井节点网络模拟和动态监测系统研究等工作。     

流势调控在缝洞型碳酸盐岩油藏控水稳油中的应用

为解决缝洞型油藏因见水和含水上升导致的产量递减,在现有常规砂岩油藏流势表征的基础上,根据缝洞型油藏的地质特征,提出了相应的流势表征新方法,并通过计算和模拟,明确了缝洞型碳酸盐岩油藏流势主要由位能和压能构成。基于流势是控制地下流体流动的决定性因素,提出了通过改变生产压差实现流势调控从而改变流体流动方向的控水技术策略,形成了与水侵方向和水体强弱相关的选井和调整设计等流势调控的关键技术。最后通过实例分析进一步论证了流势调控是缝洞型碳酸盐岩油藏控水稳油的一种有效手段,截至目前在塔河油田已经实施13单元,11单元有效,累计增油近10万t。     

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏堵水效果地质影响因素

塔河油田主力油藏是受多期岩溶作用叠加改造、多期油气充注形成的碳酸盐岩缝洞型油藏,储集体非均质性极强,油水关系复杂,堵水效果整体较差。通过对塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏堵水效果地质影响因素分析后认为,油井储集体类型和油水分布模式是影响堵水效果最关键的地质因素。由于大型溶洞特别是高角度裂缝的存在,碳酸盐岩缝洞型油藏剩余油分布复杂,且分别易造成工艺上封堵难度大和堵死的现象,堵水效果较差。而裂缝-孔洞型储集体类似砂岩油藏,储层呈"似均质"状,堵水效果相对较好。与储集体类型相对应的似均质型油水关系模式以及表现出来的缓升型、台阶式上升型的含水率上升类型的油井,堵水效果好;同时致密段的存在提高了堵水效果。