海上油田非均衡化学驱理念、模式及先期实践

海上油田储层非均质性较强,水驱后不论层间、层内,还是微观,都存在常规水驱技术手段难以高效动用大量剩余油的问题.为使油藏的驱替效果最大化,提出了一种适合海上油田特点的非均衡化学驱理念及模式,该模式针对储层4个层次的非均质性:层间非均质性、层内非均质性、平面非均质性以及微观非均质性,采取相应的非稳定、非连续、非均相与非对称的技术手段,最大限度地实现纵向和平面均衡驱替目的,并在海上J油田开展了非均衡化学驱模式的先期实践.结果表明,两口中心井明显见效,其中一口井含水由84.6％下降至70.2％,日产油提高70％;另一口井含水率由96.1％下降至88.0％,日产油提高173％,均取得了显著的技术经济效果.证明了该模式的可行性和有效性,适合海上的储层流体性质和开发特点,有望成为海上油田提高采收率的主要发展方向之一.     

断块油藏高含水期水驱规律研究

大港油田油藏类型大多为断块油藏,断层多、断块小、储层非均质性强,且绝大多数已进入高含水、高采出程度阶段,目前,水驱效果不理想。为了进一步改善油藏水驱效果、提高水驱采收率,应用室内高温高压物理模拟实验、油藏数值模拟等技术手段,对断块油藏高含水开发后期的水驱油规律和特点进行了研究。结果表明：断块油藏水驱油效率随长期注水开发储层润湿性向亲水方向变化而逐渐增大;在极限含水以后,通过提高注水倍数虽然仍能提高驱油效率,但需要较长的时间和较高的耗水量。研究成果对高含水油田开发调整思路的制定具有一定的指导、借鉴作用。     

BZ25-1油田沙二段储层氮气、水交替注入室内实验研究

BZ25-1油田沙二段储层经过长期注水开发,已进入高含水开发后期,水驱采收率偏低。通过分析气水交替注入提高采收率的作用机理,在物模实验研究的基础上提出采用N2水交替注入实现BZ25-1油田沙二段储层的挖潜控水。实验结果表明,N2水交替注入采收率较单纯水驱采收率提高3.63%。受渗透率非均质性的影响,注入水主要进入高渗透层驱油,并很快从高渗透层突破且含水上升快。注N2综合采收率较水驱略低,主要是N2从高渗透层突破后,降低了低渗透层的驱油效率。N2水交替驱在一定程度上能改善流度比,降低渗透率非均质性带来的影响,增加驱油效率。     

基于油藏流场强度的井网优化方法研究

受地质情况、井网条件、流体物性影响,在注水开发油藏中的某些部位会出现以注入水快速突破、注入水无效 循环等为特征的不均衡驱替。对于非均质油藏,为了实现相对较高的均衡驱替,获得更高的原油采收率,布井时必须 充分考虑储层的非均质性进行井网优化设计。通过分析,选取油藏流场强度变异系数最小作为优化目标,建立了井网 优化数学模型,使用遗传算法求解数学模型,获取与储层非均质匹配的最优井网。油藏实例进行的分析结果表明,用 优化后的井网进行生产,水驱状况得到改善,提高了采收率。     

多种驱替方式后储层物性及剩余油变化规律研究——以GD油田中一区Ng3单元11-检11井区为例

目前GD油田中一区Ng3单元11-检11井区经历了水驱、聚合物驱、后续水驱及非均相复合驱等多种驱替方式开发。探索多种驱替方式后的储层物性及剩余油分布变化规律对高含水期油藏进一步挖潜,特别是GD油田中一区Ng3单元的进一步稳产、增产具有重要意义。以中一区Ng3单元中11-检11井区为研究对象,综合利用密闭取芯井及开发动态资料,对注水、注聚及非均相复合驱等多种驱替方式后的油藏物性变化规律及剩余油分布进行了研究。结果表明,与聚合物驱前相比,聚合物驱后的储层非均质性得到了一定改善;对正韵律储层,聚合物驱后底部层位储层非均质性在聚合物驱后进一步增强,而其他部分层位的储层非均质性减弱;对于复合正韵律储层,分段水洗明显,各韵律段中下部水洗较强,各韵律段上部水洗弱、剩余油富集。非均相复合驱前后的储层孔隙度分布变化差异小,但非均相复合驱后储层的非均质性变强。该研究对GD油田中一区及类似油藏的开发具有重要意义。     

蟠龙油田F110井区延长组储层微观非均质性模拟

通过真实砂岩微观孔隙模型实验.对储层内油、水两相流体的微观渗流机理进行模拟,以求更深层次地了解研究区延长组砂岩储层的微观非均质性及其对剩余油分布的影响.分析认为,研究区延长组储层的微观非均质性很强,且存在储层物性越好,其微观非均质性越强的特点,成岩作用和孔隙结构是影响微观非均质性的主要因素.实验表明,微观非均质性是影响水驱油效果和剩余油形成的内因.在充分认识研究区延长组砂岩储层4种主要孔隙类型的基础上,根据实验结果,建议相应地制定3类注水开发方案,剩余原生粒间孔隙型和次生溶蚀孔隙型归为一类,微裂缝型一类,自生矿物晶间微孔隙型一类.     

海上稠油油田二氧化碳驱注入参数优化

渤海某稠油油田原油粘度高,储层物性好,油藏非均质性较强,在注水开发过程中,由于油水粘度差异大和非均质性较强,水驱开发效果并不理想。为了更好地开发稠油油藏,为油田提高采收率决策提供依据,针对油田的特点,利用室内实验方法,对影响二氧化碳驱油效果的主要因素进行了评价,优化了二氧化碳驱注入参数。结果表明,水—二氧化碳段塞交替驱能够显著改善驱油效果,段塞大小是影响驱油效果的敏感参数,注入速度对驱油效果的影响不明显。     

运用灰色聚类方法确定储层非均质分布

储层非均质的影响因素多,非均质对油藏的注水开发效果控制作用强,特别是在开发后期影响剩余油的分布.在对影响储层非均质的因素综合分析的基础上,提出了利用灰色系统中的灰色聚类理论来确定储层非均质分布.该方法能够对影响储层非均质的多种因素进行综合考虑、综合分析、综合分类,在梁家楼油田南区C47块S3中油层非均质研究中取得了较好的应用,划分出了特强非均质区、强非均质区、中等非均质区、弱非均质区、特弱非均质区,为储层非均质的研究和剩余油挖潜提供了新的方法.     

滩坝相低渗透油藏储层非均质性与剩余油分布

综合运用岩心分析、测井、生产测试等静态和动态资料，从多层次、多角度逐级揭示了平方王油田沙四中滩坝沉积特点。从层内非均质、层间非均质、平面非均质这三类储层的宏观非均质性入手，探讨了滩坝相低渗透油藏储层宏观非均质性的地质特征及其对水驱油开发和剩余油形成、分布的控制作用。研究表明，层间非均质和层内非均质主要控制了油层的水淹层厚度及垂向的剩余油分布；平面非均质和层内非均质主要控制了油层的水淹面积和平面剩余油分布。     

微观非均质储层注水开发室内模拟及监测方法

储层微观非均质性普遍存在且影响着渗流特征。为了直观有效地表征和模拟储层微观非均质特征及其对水驱开发效果的影响,室内条件下研制了具有微观非均质特征的可视化填砂模型和砂岩岩心模型。分别采用录像观察和饱和度测试的方法,实验模拟并监测水驱开发动态,分析渗流特征及残余油的形成与分布,明确储层微观非均质性对注水开发效果的影响。两种模型实验结果表明:局部低渗形成的微观非均质性易使油水前缘不稳定,指进明显,出口见水较快,驱油效率较低;注水开发后微观非均质储层残余油主要分散分布在局部低渗部位以及低渗部位之间的水动力滞留带;通过录像方法能直观定性地跟踪水驱开发动态,而采用饱和度测试分析可以定量表征油水变化情况,两者相结合可以较全面分析微观非均质对渗流特征及水驱开发效果的影响。     

适合海上B油田聚驱后非均相在线调驱性能评价

针对渤海B油田聚合物驱后储层非均质性增强,注水突进严重,产油量低等问题,通过室内实验评价研究,优选了两种非均相在线调驱体系FJX-1和FJX-2,开展了海上油田聚驱后,高含水期阶段非均相在线调剖、调驱性能评价及驱油效率分析。结果表明,聚合物与FJX-1、FJX-2在线调驱体系的封堵效率分别为61.42%、83.45%、93.17%,FJX-2调驱体系的复合黏度、弹性模量均好于聚合物和FJX-1调驱体系,表明其封堵性能与粘弹性能最好,对比液流转向能力,注入聚合物与FJX-1、FJX-2在线调驱体系后,高、低渗透率层的产液分数比分别从87:23、89:21、88:12下降到最低的61:39、48:52和35:65,在后续水驱中FJX-2在线调驱体系的岩心的高、低渗透率层的产液分数比依然可以达到66:34,FJX-2在线调驱体系对高渗透率层封堵效果明显。驱油实验可以看出,三种体系驱过程中最低含水率分别为：54.58、52.97、44.39。聚合物驱后继续FJX-1、FJX-2体系驱,可以提高采收率值分别为6.32%和11.84%,对比可知,最佳的调剖与调驱段塞组合为调剖(1500mg/L PL+1500mg/L JLJ)+调驱(1500mg/L RY+300mg/L PPG),非均相复合体系的调剖与调驱性能,通过对高渗透率层的有效封堵,不仅使中、低渗透率储层中的原油得到动用,同时对残留在储层内的部分原油也发挥了驱替效果。同时,矿场试验也表明,非均相复合驱在海上油田具有广阔的发展前景。     

低渗油藏CO2驱井网优化调整及开发效果影响因素

CO2驱、水平井开发技术对于低渗油藏有着较好提高采收率的作用,但是对于非均质性较强的低渗油藏,水驱开发后存在动用程度低的问题,因此有必要研究低渗油藏后期注采方式及注采井网的调整优化和开发效果的影响因素。首先依据目标油藏建立非均质概念地质模型,建立了一个上下分别为低渗和高渗储层油藏模型,采用油藏数值模拟方法对油藏进行了模拟计算。在油藏模型进行一段时间水驱后,加密调整井网采用水平井注CO2进行二次水气同驱的开发模式。对比不同加密井网模式的采出程度和地层压力,得到最优的加密井网模式进行二次优化开发。然后基于以上得到的最优井网优化调整模型,研究了井排距、储层渗透率和注CO2压力对该调整井网模式开发效果的影响。油藏数值模拟计算表明：加密水平井采油优于加密直井采油;加密水平井注气可以适当缩短排距,使CO2的驱替更充分,当井距/排距为0.4时,采出程度最大;在不同储层渗透率条件下,在其他生产条件一致的情况下,加密水平井井网时,可以将水平井沿水平渗透率较小方向安置;适当增大注气井注入压力可以有效地提高采收率恢复地层能量。本文研究成果对该类非均质低渗油藏的开发具有较好的借鉴意义。     

渤海特高含水期油田剩余油分布规律及挖潜策略

油田进入特高含水期后,受储层韵律性、平面非均质性、断层边界及纵向夹层等影响,油层水淹规律及剩余油分布十分复杂。为进一步提高油田采收率,结合新钻井水淹层测井解释成果、密闭取心、生产动态及油藏数值模拟等资料,对渤海Q油田水淹特征和剩余油分布规律进行深入研究,并提出相应的调整井挖潜策略。认为油层底部、井点附近及边水油藏注采主流线水淹严重,油层中上部、井间区域、遮挡带附近和底水油藏边部水淹较弱或未水淹,纵向上井间区域水淹层占比为8%～65%,平面上生产井有效动用半径为70～150 m。提出利用水平井进行井间加密、边部完善井网、垂向穿夹层动用屋檐油及井网调整等挖潜策略。结果表明:利用水平井挖潜特高含水期剩余油,可有效改善开发效果,提高油田采收率,并为海上类似油田的调整挖潜提供借鉴。     

次生底水油藏的三元复合驱替特征及影响因素

原生整装油藏经过长期注水开发后,逐渐演化为次生底水油藏。次生底水油藏的剩余油类型包括中上部的弱动用可动剩余油、中下部水驱绕流式可动剩余油和高水淹区的水驱后残余油。对该类型油藏开展三元复合驱以进行挖潜。利用油井生产数据,将三元复合驱替历史分为驱油剂的受效前期、持续受效期和受效后期3个阶段,确定驱油剂持续受效期时间跨度。利用驱替特征曲线定量化确定各井在驱油剂持续受效期的驱替能力,同时分析了影响驱替效果的工程和地质及化学因素。结果表明,次生底水油藏的三元复合驱开发特征与常规底水油藏开发明显不同,而工程和地质因素对该两种油藏类型生产特征的影响作用是相似的。驱油剂中的聚合物组分对整个开发历史的油水渗流具有重要的影响。     

缝洞型油藏泡沫驱效果及缝洞结构动用机理

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间主要以裂缝和溶洞为主,非均质性极强,注水和注气开发过程中储集空间内残余大量剩余油。本文根据塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏的地质特点设计制作了能够表征不同缝洞结构特征的二维可视化物理模型,并基于可视化模型开展了的泡沫驱物理模拟实验,揭示了泡沫驱对不同缝洞结构的驱油效果及不同缝洞结构的动用机理,并明确了泡沫对不同驱替阶段剩余油的动用效果。研究表明泡沫具有极好的流度控制能力和高渗通道封堵能力,对于水平方向、垂直方向和高角度的裂缝都具有很好的驱替效果,能够有效的提高缝洞型碳酸盐岩油藏不同开发阶段后的原油采收率。充填介质的存在有利于扩大泡沫波及体积提高微观驱油效率;增强泡沫的强度和稳定性,能够增强泡沫调流转向的能力;减小泡沫的密度,降低界面张力,提高泡沫在缝洞油藏中的采收率。室内研究结果可为缝洞型碳酸盐岩油藏泡沫驱矿场应用提供理论基础。     

平面非均质性对渤海B油田注聚效果的影响实验研究

根据渤海典型稠油注聚油藏的非均质特征,建立内置微电极平面非均质物理模型,开展了中高含水期注聚物理模拟实验,对比研究了不同非均质条件下水驱、聚合物驱对开采效果和剩余油分布的影响。研究结果表明,在平均渗透率相同的条件下,相对于均质模型,非均质模型水驱和聚驱含水率曲线均左移,含水率上升速度变快,含水率回升期提前,达到极限含水率时注入体积分别减少了0.18 PV和0.31 PV,最终采收率分别降低了5.89%和4.93%。对于平面非均质性严重的稠油油藏,由于聚合物吸附滞留作用,在高渗条带形成了一定渗流阻力,迫使驱替液转向相对渗流阻力较小的中、低渗透条带,从而扩大了平面波及面积;但高渗条带无效、低效循环依然严重,剩余油主要富集在中、低渗透条带。对于非均质性严重的稠油油藏,采用优化井网和化学调堵相结合,是大幅度提高稠油油藏注聚效果的重要途径。     

海上稠油油藏早期注聚产液指数变化规律研究

针对海上稠油油田早期注聚过程中部分井产液能力存在明显下降的问题,通过构建基于Buckley-Leverett公式的非均质油藏聚合物驱产液指数计算模型,较系统研究不同的原油黏度、渗透率级差、注聚时机、注聚黏度等影响因素条件下的产液指数变化规律。结果发现:聚驱阶段的产液指数整体呈现"四段式"变化特征,依次为上升段、快速下降段、平稳段以及回升段,海上典型稠油油田的产液指数相比转注聚时最大下降幅度可达53.1%,波谷时机为累积注入0.25倍孔隙体积聚合物时。波谷时机随着原油黏度或低渗层相对厚度的增大而提前,随着级差的增大而推迟;最大下降幅度随着注聚黏度或级差的增大、注聚时机的推迟而增大。当级差为2或高低渗层孔隙度比为1.6时,无因次产液指数曲线可出现2次波谷。上述成果对海上稠油聚合物驱方案设计与调整具有重要的指导意义。     

基于均衡驱替理念的水驱油藏注采设计方法

制定科学合理的注采方案是水驱油藏的一项核心任务,需要充分考虑油藏储层和开发的动静态非均质特征,影响因素多,量化决策难。为此,从油藏开发基本理论出发,以减小驱替不均衡为目的,推导建立了非均质油藏在定液量和定压差两种不同生产方式下的注采参数设计公式,分析了储层动、静态参数对注采参数设计的影响规律,形成了非均质油藏均衡注采设计新方法。利用算例对比分析了传统方法和新方法的差异,最后开展了矿场应用分析。研究明确了油水井注采设计受井距、孔隙度、渗透率、当前含水饱和度等因素的影响规律,指出高含水期油藏注采设计对于当前含水饱和度的敏感性显著提升;同等条件下,均衡注采设计新方法要优于传统方法。矿场应用实践表明,采用新方法设计的注采方案,目标井组日增油0.9 t,含水下降0.3%,日无效注水减少37.5m 3,井组吨油耗水量和运行成本也大大降低,有效支撑了油藏经济高效开发。