缓膨颗粒对塔河油田缝洞型油藏的调堵机理分析*

塔河油田缝洞型油藏具有高温高盐、出水规律复杂等特点,普遍采收率较低。针对这一问题,通过填砂管模型和二维可视化缝洞模型研究了超支化缓膨颗粒在塔河油田缝洞型油藏条件下的选择性堵水机理和流道调整机理。研究结果表明,该缓膨颗粒具有优良的抗温抗盐性能、油水选择性和液流转向性能。缓膨颗粒在模拟水中的最大膨胀倍数为14倍,堵水率66.7%,堵油率7.0%;可有效封堵高渗管,调剖后高渗管与低渗管的分流比从98∶2降至23∶77。微观可视化物模实验结果表明,水化膨胀的弹性颗粒在大尺寸裂缝中通过挤压变形和堆积压实作用形成卡封,从而调整流道促使深部液流转向,并通过逐级封堵和运移来实现后续水驱沿程扩大波及效率,有利于提高缝洞型油藏采收率。图11参14     

塔河油田一井多靶可酸溶堵漏技术北大核心

塔河油田碳酸盐岩油藏欠发育区储层缝洞规模小,单井难以实现经济开发,通过采用“一井多靶”钻井穿过多个缝洞储集体,可有效提高单井产能,而钻遇的复杂缝洞漏失问题制约了钻井工程提速提效。针对碳酸盐岩储层堵漏技术难点,分析储层漏失特征及堵漏需求,研制了一种可酸溶凝胶颗粒,酸溶率大于86%,膨胀倍数为3~5倍,膨胀后具有良好的韧性和变形性。基于凝胶颗粒堵漏机理,采用正交实验方法,形成了与可酸溶凝胶颗粒协同复配可酸溶的矿物柔性纤维、片状等材料的可酸溶凝胶复合堵漏剂,抗温150℃,酸溶率大于85%,适应0.1~3.0 mm裂缝和4~10目的孔隙,正向承压强度大于9 MPa,反向承压强度大于5 MPa,现场应用效果表明,该堵漏技术可解决碳酸盐岩储层复杂的缝洞漏失问题,应用前景广。     

塔河缝洞型碳酸盐岩油藏漏失井堵水工艺研究

堵剂优选困难、堵剂漏失严重、堵漏措施难以配套,是塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏堵水亟待解决的难题。为解决这些难题,针对碳酸盐岩缝洞型油藏的堵水现状,开展了堵剂漏失的预判和原因分析,分析研究了适合塔河油田特色的暂堵和堵漏工艺,主要包括中密度固化颗粒、颗粒型体膨堵剂、可溶性硅酸盐凝胶3项暂堵工艺;复合密度选择性堵水、瓜胶液前置多级复合段塞堵水2项堵漏工艺。经现场应用表明,针对不同漏失程度的井,3项暂堵和2项堵漏工艺应用效果较好。     

压裂用纳米体膨颗粒裂缝封堵性能实验研究

近年来,纳米颗粒用于提高采收率对小孔隙进行封堵的研究较多,但很少有人将其用于压裂工艺,对低渗透储层出水微裂缝进行封堵。因此通过调研优选出纳米体膨颗粒作为堵剂,将其用于裂缝封堵性能实验。利用自制岩心封堵实验装置,分析了纳米体膨颗粒对水流和油流裂缝通道的封堵能力,以及其自身的膨胀性、注入性和在水流裂缝通道中的耐冲刷性。实验结果表明,纳米体膨颗粒在水相环境中具有较强的吸水膨胀性能,在油相环境中具有弱膨胀性能;纳米体膨颗粒对水流裂缝的封堵效果良好,在围压为40和50 MPa下水相封堵率高达90%;对油流裂缝不会形成很强的封堵,油相封堵率小于30%。此外,纳米体膨颗粒的注入性能良好。在围压为40 MPa、注入3 PV浓度为2%的纳米体膨颗粒在水流裂缝中,膨胀4 d后的耐冲刷性良好;因此纳米体膨颗粒达到了封堵水流裂缝而不封堵油流裂缝的目的,能较好地应用于压裂堵水。      

改性栲胶在缝洞型碳酸盐岩油藏中的堵水实验研究

根据塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏条件,对耐高温改性栲胶堵剂在矿物组分相近的人造缝洞型岩心中的堵水机理进行了实验研究。在油井水层出水压力高于油层压力或者产油层裂缝大于出水层裂缝情况下,采用笼统注入方式堵水须进行暂堵处理,以封住产油层,使堵剂主剂选择性进入水层。改性栲胶堵剂可在水层中形成均匀的较强凝胶封堵带,而在油层中形成的是残余油与凝胶混合物,易被突破和形成流动通道;另外,改性栲胶凝胶具有极性,与碳酸盐岩表面结合比较稳固。因此,改性栲胶堵剂对水层的封堵能力更强。由于塔河油田地层水矿化度非常高,预冲洗既能隔离注入堵剂与地层水,又能降低溶胶聚沉,有利于提高改性栲胶凝胶对碳酸盐岩油藏出水层的封堵能力。     

适用于缝洞型油藏的自修复预交联凝胶的制备与性能评价

为了解决高温高矿化度塔河油田缝洞型碳酸盐油藏的高含水率问题,研发出一种耐高温（140 ℃）和耐超高 矿化度（240 g/L）的自修复预交联凝胶（SPG）,可直接使用高矿化度水将改性HPAM、六亚甲基四胺、邻苯二酚和 硫脲等溶解,加入无机物CCH提高稳定性。考察了SPG的流变性能、微观结构及对裂缝岩心封堵效果。研究结 果表明,该凝胶体系的三维网状结构更饱满紧密,脱水周期延长;凝胶初始黏度为77.1 mPa·s,成胶后强度可达 H—I 级,30 d 内脱水率仅为5%,对裂缝岩心的封堵率在90%以上。SPG体系具有良好的注入性、抗剪切性和抗 冲蚀性,在裂缝发育充分的缝洞型碳酸盐岩储层中具有应用潜力。     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏漏失井堵水技术

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏经过多年开发,高含水油井增多,堵水成为有效治理手段,但大多油井因为严重漏失导致堵水无效。针对缝洞型油藏漏失井堵水技术难题,运用室内实验和现场评价的方法,研发了适合塔河油田高温高盐地层的高温凝胶预堵漏体系和具有油水选择性的可固化颗粒主体堵剂体系,并提出了多级分段堵水工艺和配套的堵后控压酸化工艺。该堵水工艺在T801(K)井应用后,取得了较好的堵水增油效果,对今后塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏堵水有一定的借鉴意义。     

缝洞型油藏漏失井堵水技术研究与应用

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏经过多年开发,高含水油井增多,堵水成为有效治理手段,但大多油井因为严重漏失导致堵水无效。针对缝洞型油藏漏失井堵水技术难题,运用室内实验和现场评价的方法,研发了适合塔河油田高温高盐地层的高温凝胶预堵漏体系和具有油水选择性的可固化颗粒主体堵剂体系,并提出了多级分段堵水工艺和配套的堵后控压酸化工艺。该堵水工艺在 T801(K)井应用后,取得了较好的堵水增油效果,对今后塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏堵水有一定的借鉴意义。     

GCY-X体膨型堵漏剂的研制与性能评价新方法

用水溶液聚合法合成了一种具有膨胀可变形性的堵漏剂GCY-X,并对其性能进行了评价.评价结果表明,该堵漏剂在室温下的吸蒸馏水倍数为303倍(m/m),在须五段现场钻井液中的吸液倍数为20倍,抗温可达100℃.通过对现有仪器改造,形成了体膨型堵漏剂产品的封堵性能评价实验方法.封堵评价结果表明,GCY-X与钻井液的配伍性好,配伍钻井液针对宽度为1.2～2.5 mm的岩心模拟裂缝的封堵能力可达100％,承压能力为6MPa.形成的GCY-X产品封堵性能评价实验方法可行有效,弥补了目前针对体膨型堵漏剂封堵性能评价方法存在的不足.     

单体复合凝胶在裂缝型油藏侧钻井中的应用

塔河油田缝洞型油藏地层温度大于１２０℃,地层水矿化度为２１×１０４ｍｇ／ Ｌ,储层特征复杂,可固化颗粒堵剂对裂缝型无接替产层、油水同出的侧钻井适应性较差。因此,研制了单体复合凝胶体系。通过室内耐温抗盐实验、突破压力梯度和封堵率实验、堵剂选择性实验对单体复合凝胶进行了评价。结果表明：单体复合凝胶在１３０℃、３０×１０４ｍｇ／ Ｌ 矿化度条件下,突破压力梯度大于９ ＭＰａ／ ｍ,封堵率大于９９％,并具有良好的选择性,能优先进入高渗透水层,迫使水流改向,提高低渗裂缝相对产液量和面积波及系数。现场试验证实,单体复合凝胶封堵强度较高,耐温、抗盐性能强,增油效果明显,具有良好的经济效益和推广应用价值。     

塔河油田缝洞型油藏“一井多控”高效开发关键技术

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏主要储油空间是溶洞,多轮次开发过程中溶洞的储量品质与规模不断下降,单井动用单洞的开发方式效益风险逐年增大。为此,基于地质工程一体化,研发了同时动用多套缝洞体的“一井多控”高效开发关键技术。该技术主要基于缝洞分级刻画描述技术,分级标定复杂缝洞体内部基岩与有效缝洞体的边界;针对缝洞型油藏缝洞空间展布存在的差异性,推进地质工程一体化,设计多种“串联”井眼轨道,尽可能贴近有效缝洞边界;研发适合缝洞型储层的分段改造一次动用完井技术,实现一个井眼沟通动用多个缝洞体的目标,进一步提高单井产能和单井开发效益。“一井多控”高效开发关键技术在塔河油田进行了现场试验,试验过程中对缝洞刻画、井眼轨道设计及完井技术不断迭代优化提升,支撑了“一井多控”评价井储量动用规模与产能的不断提升,储量动用规模达到直井动用储量规模的1.5倍以上,油井日产油能力提高10%以上。“一井多控”高效开发关键技术为塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏提供了一种新的开发方式。      

塔河油田碳酸盐岩油藏水平井暂堵分段酸压技术

针对塔河油田裸眼水平井“封隔器+滑套”分段酸压费用高、作业周期长、分段工艺复杂、分段工具可靠性低、工具留井后处理难度大等问题,通过“纤维+颗粒”复合暂堵代替“封隔器+滑套”分段,完成单段酸压后注入“纤维+颗粒”复合段塞,在裂缝端口架桥形成具有一定封堵强度的暂堵层,迫使裂缝从下一段起裂,实现无工具分段酸压。通过室内试验优选出耐温120℃的暂堵纤维,120℃下其在清水及盐酸中2 h的溶解率小于40%,可保证持续暂堵效果,最终溶解率100%,不伤害储层;优化了纤维和颗粒的尺寸及质量分数,质量分数为1.0%～2.0%、长度为6～8 mm的纤维+质量分数为0.5%、直径为1.0 mm的颗粒其暂堵压力大于9 MPa。该技术在塔河油田应用8井次,施工暂堵压力6.6～9.0 MPa,单井改造后产能大幅度提高,施工费用降低,累计增油5.6×104 t。研究结果表明,水平井暂堵分段酸压技术无需分段工具,解决了塔河油田碳酸盐岩水平井酸压工具下入和后期处理困难等问题。      

红河油田直通型裂缝高强度封堵剂调剖技术

为了解决天然裂缝发育类油藏注水开发过程中水线推进速度快、易出现水窜、水驱效果差等问题,红河油田先后开展了冻胶封堵、“冻胶+颗粒”封堵调剖技术研究及现场试验,但由于冻胶体系自身材料力学性能的影响,整体效果不理想。优选了一套单体聚合类高强度封堵剂体系,该体系具有黏度大、成胶时间短、强度高、触变性能好的特点,65 ℃条件下成胶时间为15 h,在长度为0.5 m、直径为3 mm的管线中突破压力梯度达7.0 MPa/m。红河油田进行先导试验4井5轮次,有效封堵率100%,能够在裂缝中形成高强度封堵,有效提高了直通型裂缝缝内堵剂的封堵强度; 调剖后平均油压提升6.7 MPa,累计注水5 643 m3,累计增油2 723.1 t,有效解决了该地区天然裂缝发育类油藏注水开发过程中水窜过快的问题。     

单井缝洞系统注水对含水率的影响分析

对塔河油田和塔里木油田缝洞型油藏单井缝洞系统部分油井注水引起含水率大幅升高的现象进行研究,分析了注水对油井含水率的影响机理.通过分析储层特征,简化单井缝洞系统,并结合理论计算分析来认识缝洞系统内油水界面的变化规律,结果表明:油井见水后对单井缝洞系统进行注水替油会对油井含水率和产油量有较大的影响,即油水界面距离井底较近的...     

Gas injection for enhanced oil recovery in two-dimensional geology-based physical model of Tahe fractured-vuggy carbonate reservoirs:karst fault system

Gas injection serves as a main enhanced oil recovery(EOR) method in fractured-vuggy carbonate reservoir,but its effect differs among single wells and multi-well groups because of the diverse fractured-vuggy configuration.Many researchers conducted experiments for the observation of fluid flow and the evaluation of production performance,while most of their physical models were fabricated based on the probability distribution of fractures and caves in the reservoir.In this study,a two-dimensional physical model of the karst fault system was designed and fabricated based on the geological model of TK748 well group in the seventh block of the Tahe Oilfield.The fluid flow and production performance of primary gas flooding were discussed.Gas-assisted gravity flooding was firstly introduced to take full use of gas-oil gravity difference,and its feasibility in the karst fault system was examined.Experimental results showed that primary gas flooding created more flow paths and achieved a remarkable increment of oil recovery compared to water flooding.Gas injection at a lower location was recommended to delay gas breakthrough.Gas-assisted gravity flooding achieved more stable gas-displacing-oil because oil production was at a lower location,and thus,the oil recovery was further enhanced.     

裂缝-孔洞型碳酸盐岩储层暂堵性堵漏机理研究

针对裂缝-孔洞型储层从数十微米级至毫米级别漏失通道并存的储层漏失控制问题,提出漏失控制及储层保护的关键是又好又快地封堵裂缝。进行了塔河油田12区钻井液、完井液动态损害评价试验,结果表明,该钻井液、完井液难以满足裂缝-孔洞型储层的漏失控制及储层保护的需要。根据暂堵性堵漏思路改进了该钻井液、完井液,改进后约在3 min内形成暂堵率在99.999%以上的致密封堵层,且60 min累积滤失量不超过0.5 mL,较改进前裂缝封堵能力提高2.3倍,酸溶返排恢复率提高60%,证明暂堵性堵漏思路是可行的。暂堵性堵漏具有堵漏材料粒度范围大、架桥快速、封堵层致密、侵入适度、双向承压和酸溶解除等特点,暂堵性堵漏与屏蔽暂堵技术的差异主要体现在封堵对象、封堵层形成时间、封堵层承压能力、封堵层厚度、封堵层解除方法等方面。      

聚合物微球在高温高盐碎屑岩水平井堵水中的应用

塔河油田碎屑岩油藏属高温高盐大底水油藏,非均质性严重,高含水油井上升速度快,严重影响了油田的开发水平。颗粒类堵剂孔喉适配能力差,不具备油水流动选择,堵水效果不佳。通过粒径实验和岩心驱替实验,对聚合物微球性能进行了评价,结果表明：聚合物微球在130℃条件下,用塔河地层水溶胀15d后,粒径增大了18倍,在煤油中粒径没有变化。浓度为2000mg／L的微球封堵率达到93．4％,注微球后双管驱油效率提高11．94％。通过现场试验分析,认为聚合物微球封堵强度较高,受矿化度影响小,增油效果明显,可用于非均质油藏高含水油井堵水。     

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.     

塔河油田缝洞型底水油藏临界产量计算研究

碳酸盐岩缝洞型底水油藏的储集空间主要由缝、洞组成。在开采过程中,底水锥进机理与常规底水油藏有所区别,有必要对其进行研究。根据塔河油田缝洞型底水油藏缝、洞分布不均匀及非均质性较强的特点,将储层抽象成为渗透率突变的地质模型,定义渗透率突变系数和区域半径比,并基于达西定律,利用常规底水油藏Dupuit临界产量公式推导出了缝洞型底水油藏油井的临界产量计算方法,继而分析了渗透率突变系数和区域半径比在油井钻遇不同部位情况下对油井临界产量的影响。     

顺北油田缝内转向压裂暂堵剂评价实验

缝内暂堵压裂是开发断溶体油藏的关键技术之一,该工艺可以使新裂缝在已压出裂缝的其他位置起裂,从而大幅度提高井周弱势通道的动用程度,增加裂缝复杂度,达到增产的目的。顺北油田奥陶系油藏埋深大,缝洞特征明显,温度可达到160℃,导致普通可降解型堵剂快速失效,为此优选了一种油溶性树脂粉,开发了一种自降解颗粒。基于桥堵机理明确了粒径配比和有效暂堵厚度要求,对堵剂稳定性及高温下的降解、吸水后的膨胀情况进行了评价;通过改进的驱替装置对堵剂在裂缝中形成的暂堵隔板强度进行了评价;最后反向注入,记录解堵情况。实验结果表明：油溶性树脂粉不溶于水和酸、碱,但任何温度下都可溶于油,厚度为14 cm的油溶性树脂粉暂堵隔板在不同粒径颗粒质量比为1.0：2.0：2.3时,可耐受10 MPa的压力;A型自降解颗粒不溶于酸、碱、盐,且不溶于油,在高温油相或水相中均可自我降解,厚度为16 cm的A型自降解颗粒暂堵隔板在不同粒径自降解颗粒质量比为1.0：1.3时,可耐受10 MPa的压力。该研究成果为顺北油田提供了2种暂堵压裂时使用的暂堵剂。