裂缝油藏回注溶解气混相驱替特征及影响因素

裂缝油藏回注溶解气混相驱油机理较为复杂。以实际裂缝型挥发油藏为例基于双孔双渗组分模型研究了回注溶解气的驱替特征和原油驱动方式;分析了扩散作用、窜流能力、压敏效应、采油速度和回注气比例的影响规律。结果表明:回注溶解气混相驱替时,原始弹性能量、原油溶解膨胀和注气波及同时存在;地层压力逐渐下降,溶解气油比逐渐增高;储层原油轻质组分和饱和压力逐渐增加,黏度和密度逐渐减小。扩散作用和裂缝者质窜流有利于减小注入气沿裂缝的突进同时降低基质原油黏度和密度,但减弱了注气波及作用;压敏效应可以增加岩石的弹性能量,有利于提高原油采出程度;适当地提高采油速度和回注气比例有助于增强波及作用其中1.2的回注比可以实现注采平衡。     

挥发性油藏酸气回注的最小混相压力与组分优化

高含H_2S和CO_2酸性气体的低渗透挥发性油藏在开发过程中,H_2S和CO_2会以溶解气的形式被采出,并占有较高的摩尔分数。分离器条件下的气态轻烃通过回注地层,在油藏压力高于最小混相压力(MMP)时达到混相驱动,一方面可以显著提高驱油效率,另一方面可以起到减缓压力衰竭的目的。H_2S和CO_2作为污染气体,分离和回收成本较高;而与烃气一同回注地层势必会对MMP产生影响。因此,需要研究酸性气体对溶解气回注MMP的影响规律并且合理地优化回注气组分。在对目标区块原油组分拟合重组的基础上,通过混合单元格法预测MMP,研究了溶解气主要组分的混相能力以及H_2S和CO_2对烃气驱MMP的影响规律,通过正交试验方法优化了注入气比例。结果表明:作为酸性杂质气体H_2S和CO_2具有较强的混相能力,可以降低注气MMP;最优注气形式为溶解气直接回注地层。     

玛湖致密砾岩油藏注烃类气混相驱油藏数值模拟

玛湖凹陷地区衰竭式开发直井初产高、递减快,常规注水开发不适应,通过注烃类气转换开发方式,可以大幅提高采收率。利用细管法测定注气试验区最小混相压力为41.71 MPa,玛湖地区目前地层压力条件下普遍可以实现混相驱;根据玛湖地区储层特征及地质力学参数,同时将天然裂缝及人工描述参与模拟,优化裂缝展布形态,建立了三维压裂缝网模型;基于压后缝网模型开展布井方式、注气速度及气驱油藏动用规律研究。结果表明,水力压裂平均缝网长轴173.90 m,最长846.90 m,短轴6.44 m;采油井部署井轨迹距顶2/3厚位置,气体波及范围更大;以维持混相为目标优化注气量,设计前10 a水平井单井日注气5.5×10⁴ m³,后10 a日注气4.0×10⁴ m³,试验区采收率可达22.5%;注入烃类会优先沿着采油井压后长压裂缝驱替,优先动用该区域原油,造成注气波及范围不均匀;随着烃类气体的注入,沿驱替前沿原油黏度大幅降低,同时,由于注入烃类气体与原油发生混相,通过蒸发气驱作用,注气5 a后采油井SRV范围内剩余原油黏度明显增大。此研究可以有效指导玛湖注烃类气体提高采收率试验现场开发技术政策制定。     

含酸气挥发油藏回注溶解气对原油相态与物性的影响

含酸性气体(H_2S和CO_2)的挥发油藏选择回注溶解气开发,既能减缓压力衰竭,又可以节省酸气处理费用。但回注含酸气组分的溶解气对原油相态与物性影响规律尚不明确,进而制约了注气开发效果的预测和注气组分的优化。以国外某挥发油藏为例,在组分划分和PVT实验拟合的基础上通过模拟注气膨胀实验研究了溶解气及H_2S和CO_2等主要气体组分对原油相态与物性的影响规律。结果表明:溶解气中的H_2S和CH_4对原油p-T相图影响显著,而CO_2和溶解气对原油p-T相图影响很小;酸性气体除降黏能力低于CH_4以外,在降低原油饱和压力、降低原油挥发性和膨胀原油体积方面均强于CH_4;含酸气挥发油藏回注溶解气有利于提高增油效果。     

低渗透油藏气驱注采压力系统诊断模型

注采压力系统对注气驱油效果影响很大。根据流场速度分布,提出气驱注采压力系统分析应首先关注主流线上的压力分布情况,实现"三维化一维";根据井间压力分布,明确游离态注入气尚未到达的油水两相共渗区为注采压力系统研究目标区,实现"三相化两相"。基于微分方程叠加原理提出并推导"拟单相"渗流压力扩散方程,进而建立气驱注采压力系统诊断数学模型,即"带移动定压外边界拟单相渗流"定解问题。首次区分"注入气-地层原油"体系和"注入气-油墙油"体系最小混相压力差异,即"两级混相"现象。应用新方法研究了井底流压对二氧化碳驱地层压力的影响,论证了增压见效阶段降低采油速度对实现混相驱的必要性,以及油墙集中采出阶段油井井底流压略高于"油墙油"泡点压力有利于维持混相的观点。研究成果对于矿场注气混相驱注采井工作制度的制定有指导作用。     

延长油田特低渗透浅层油藏注CO_2提高采收率技术研究

针对延长油田特低渗透浅层油藏储层物性差、破裂压力低、注水开发效果差等开发难点,为探讨注二氧化碳提高采收率的可行性,利用复配原油通过室内实验研究了地层条件下溶解不同含量CO2对原油高压物性的影响,并通过数值模拟技术对注气量、注入速度、注入方式、段塞大小及气液比等注气参数进行了优化.结果表明:CO2能很好地改善原油性质,CO2溶解能力强,能有效增加地层弹性能量,降低原油黏度;但是注气参数对最终采收率影响较大,气水交替注入方式优于连续注气开发,最优注气量为0.3PV,最佳注气速度为8 103m3/d.采用变气液比的方式开采,可以缩短投资回收期.该研究结果对延长油田特低渗油藏及类似油田的注气高效开发具有一定的指导作用.     

基于状态方程的溶解气回注油藏物质平衡计算方法

传统物质平衡方法计算溶解气回注的过程中,油气体积系数和溶解气油比等物性参数难以准确测定,当分离器温度、压力等计算条件变化时又需重新进行高压物性实验,过程繁琐且成本较高。针对以上问题,从物质平衡原理出发,分别在油藏压力高于和低于饱和压力条件下推导出物质的量形式的溶解气回注物质平衡方程,同时给出油藏采出程度和含油饱和度表达式;结合PR状态方程和闪蒸计算方法编制了相应的程序,预测了实际油藏地层压力和平均流体饱和度等开发动态特征,并运用组分模型对计算结果进行验证。结果表明：该物质平衡方法能够准确预测溶解气回注开发特征;对于异常高压油藏,原油主要的可采储量来自弹性气驱开发阶段,应保持地层压力高于原油泡点压力。     

顶部注气稳定重力驱技术有效应用探讨

顶部注气稳定重力驱是所有注气非混相驱中提高采收率幅度最高的最新开发方式,对影响顶部注气稳定重力驱关键因素及应用到国内油田现场需考虑的因素进行了重点研究。研究认为,气油界面稳定性是顶部注气稳定重力驱实施成功与否的关键,地质因素的地层倾角、储层非均质性（韵律性、隔夹层、高角度裂缝等）和开发因素的临界注气速度、区域注采比是影响气油界面稳定性的关键因素;通过量化由于特殊的生产工作方式造成的初期产量阶段损失,为油田现场选择最佳实施顶部注气稳定重力驱时机提供可靠依据,并以中国西部某油藏为例,提出“注采兼顾、分区控压限产”的注气采油新开发技术政策,为国内其他类似油藏实施顶部注气稳定重力驱技术提供抛砖引玉的作用。     

CO_2驱注采耦合提高采收率技术

应用物理模拟与数值模拟相结合的研究方法,明确了注采耦合在气驱中的作用机理和开发规律。通过微观可视化实验,明晰了CO_2驱注采耦合扩大波及的主要机理是溶解扩散与弹性膨胀,其避免了注采井间流线直接沟通,消除了注采井间的高压差条带,使得注采井控制区域压力均匀上升,CO_2均匀扩散,从而边角区的油更容易得到动用。利用数值模拟方法建立了CO_2驱注采耦合的技术界限,初期耦合、高压力保持水平、短注长采是最优开发模式,可提高目标区块采收率约6.3%。研究结果可为注采耦合技术应用于气驱矿场实践提供理论依据。     

低渗油藏中高含水期CO2驱替封注参数优化

针对S-95块低渗油藏存在的长期“注水难、采油难”,水驱效果差的现象,评价水驱后转注二氧化碳续驱效果。为寻找适合工区的最佳注气方式,结合室内实验及数值模拟技术,探讨了不同含水及不同续驱手段下的驱替效果,进而结合正交试验设计原理,将采出程度、二氧化碳滞留率、换油率及地层压力作为综合指标,对水气交替驱续驱过程中的注气时间、注气周期、注气速度、气水比及井底流压等5个因素进行了主控评价及优化研究。结果表明,水气交替驱续驱更加适应区块的低渗开发条件,注气速度、注气周期及井底流压是影响续驱进程的主要因素。优化得到的最佳封注参数为注气年限25 a,注气周期4 mon,注气速度1×10⁴ m³/d,气水比1:1,井底流压13 MPa。     

溶解气回注提高致密油藏采收率效果及敏感性

针对致密油藏水平井产量递减快，衰竭开发采收率低等问题，提出了衰竭开发后期回注溶解气提高采收率的方法。基于新疆玛湖凹陷百口泉组地质油藏特征，建立了致密油藏多级压裂双水平井机理模型，系统研究了上述方法在致密油藏中的生产特征及敏感性。结果表明，溶解气回注可以有效提高致密油藏采收率，缓解水平井产量递减的速度。采出程度随注入量、注入速度及吞吐轮次逐渐增加；气体分子的扩散作用可增加基质的受效范围，扩大气体的作用半径；弱非均质性储层（变异系数0.2）采用溶解气吞吐提高采收率效果最佳。敏感性分析结果表明，吞吐轮次对注溶解气提高采收率的影响最大，其次是注入时间、注入速度、扩散系数、焖井时间。另外，建立的代理模型可准确预测和优化致密油藏注溶解气提高采收率效果。     

渤海稠油油藏多元热流体开发全过程参数优化

多元热流体技术是海上稠油高效开发的关键技术,在渤海油田开发中得到了广泛应用,但目前该技术还存在注入参数不合理、转驱时机及井网不确定等问题。为了提高多元热流体技术在油藏开发全过程中的效果,以渤海A稠油油田区块的油藏参数建立数值模型,通过数值模拟方法对多元热流体吞吐阶段主要注入参数、转驱时机及井网、多元热流体驱阶段主要注采参数进行优化研究。结果表明,多元热流体技术在稠油油藏开发过程中,先以吞吐形式进行,当地层压力降至5 MPa左右时再转驱;多元热流体吞吐阶段,随地层压力减小,最佳注水强度先增大后减小,气水比先保持较低水平后大幅增大,气体中CO2比例逐渐减小;多元热流体驱阶段,随含水率上升,最佳注水速度先减小后保持较低水平,最佳气水比的变化规律与注水速度基本相反。     

考虑启动压力梯度的断块油藏CO2/N2复合气体吞吐注采参数优化

冀东油田高12断块油藏砂体规模小、渗透率较低、难以建立有效驱替关系,注入压力高,注水困难,水驱开发效果较差,但油藏温度和压力较高,适宜通过注气来提高油藏采收率。低渗油藏普遍存在启动压力梯度,对实际油藏开发造成影响,针对高12断块油藏,建立高12断块注气开发的三维地质模型,在室内启动压力梯度实验的基础上,得到启动压力梯度与渗透率的公式,在数值模拟软件考虑启动压力梯度与渗透率的变化关系。但长期注入CO2导致的管线腐蚀问题日益突出,N2作为良好的增能气体,将二者结合形成复合气体进行吞吐,可缓解对管线的损害。利用数值模拟方法,进行了衰竭阶段单井产量、段塞比、转注时机、注入量、焖井时间、注气阶段采油速度优化。最终得到该区块最优吞吐注采参数：衰竭阶段单井产量为15m3/d;段塞比为7：3;转注时机为衰竭阶段的日产油速度降为4m3/d时;注入量为60 000 m3;焖井时间为15天;注气阶段采油速度为25m3/d,为高12断块油藏提高采收率提供了方法技术借鉴。     

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。     

顶部注气重力驱技术在底水油藏应用探讨

顶部注气重力驱技术在国内油田现场应用仍处于“摸石头过河”探索阶段。通过综合考虑油藏地质参数、开发参数等方面因素,初步定性、定量建立了适合注气重力驱油藏筛选条件,并以国内首个开展实施顶部注气重力驱技术的西部某底水砂岩油藏为例,结合油藏工程法、数值模拟法、现场动态及监测结果等开展注气重力驱油藏方案要点、估算注气规模、开井时机优选及气液界面稳定性研究,论述了注气重力驱关键技术注入优化控制技术、生产井开关井控制技术、注采优化射孔技术、动态跟踪及调整技术,最后,针对控制气液界面稳定性提出“注采兼顾、分区控压限产、追踪界面调整”开发技术政策。     

致密砂岩产水气井气举排液模型研究

苏里格气田是典型的致密砂岩气藏,其有效储层含水饱和度高,气、水层混杂分布,开发中后期一般因井筒积液阻碍天然气有效开发,往往需要排液才能保持一定的产量,目前气举是排液较为有效的方法,然而如何提高排液效率及优化气井排液制度已成为制约气举排液效果的难题。以高产水生产气井为研究对象,根据油套管质量、动量和能量方程,建立了气举井筒排液模型,运用显示欧拉差分方法对其进行求解。基于所建立的气井井筒排液模型,研究了不同注气量、井口油压等参数对气井排液效率的影响程度,并分析了S井气举排液过程中产液量、产气量以及排液时间等工作指标变化特征。研究成果为致密砂岩产水气井提高排液效率,以及气举排液生产制度优化提供了一定的指导。     

基于有限元建模技术确定注水井安全注入压力

针对气田水回注过程中,注入压力过高容易诱发套管损坏、水泥环破裂、注入水窜漏等安全、环保问题,开展了气田水回注安全注入压力计算方法研究。通过对注水过程中套管、井壁水泥环和地层受力分析,结合岩石力学实验获得的弹性模量、泊松比、抗压强度等力学参数,利用有限元法,建立考虑流固耦合的注水井有限元模型,模拟注水条件下套管、水泥环与地层的应力分布,综合确定注水井理论安全注入压力;该方法在四川盆地川中地区气田水回注井生产管理中得到了应用,可以为回注井规划部署提供重要依据。