高注入倍数油水两相渗流特征研究

为了研究特高含水期油藏油水两相渗流特征,开展了高注入倍数(200 PV)水驱油实验,对比分析了不同渗透率、不同注入倍数、不同注入速度对驱油效率的影响。实验结果表明,高注入倍数下,油相渗透率缓慢下降,水相渗透率大幅增加,水驱特征曲线出现上翘的"拐点","拐点"之后,耗水量急剧增加;渗透率越大驱油效率越高;提高注入速度可以提高驱油效率。该研究成果为特高含水期油藏高效开发提供了实验依据。     

底水油藏特高含水期剩余潜力认识

底水油藏特高含水期时,波及体积趋于定值,提高采收率主要方式为提高驱油效率,而孔隙体积注入倍数是影响波及区域内最终驱油效率的决定性因素。文中采用相渗指数表达式的渗流方程,推导出驱油效率与孔隙体积注入倍数的半定量关系,并根据Logistic增长规律推导了两者的定量关系;同时依据水脊半径和形态的指数关系,实现了特高含水期底水油藏水平井水脊形态的定量描述和水脊体积的定量计算。依据此方法,通过拟合实际生产数据,可以确定特高含水期底水油藏理论采收率条件下的最大孔隙体积注入倍数。随着油田的深入开发,该方法可定量计算高含水阶段老井的剩余潜力,可有效指导生产井后续的措施挖潜方向。     

用核磁共振技术研究高倍数水驱特征

利用天然岩心和贝雷岩心分别进行高倍数水驱实验,采用核磁共振仪对贝雷岩心实验各阶段进行T2谱测试和切片成像检测,其中切片成像检测包括矢状面和横断面检测,矢状面共切片5段,横断面共切片7段。实验结果表明,对于天然岩心实验,在驱替至30 PV时,残余油饱和度为29.11%,驱油效率为58.82%;当继续驱替至2 000 PV时,残余油饱和度为18.71%,驱油效率为73.53%;对比可知,驱替至2 000 PV时较30 PV残余油饱和度下降了10.4%,驱油效率提高了14.71%,在含水90%以上时,仍有一大部分油被采出。对于贝雷岩心核磁共振高倍数水驱实验,当注入量达到300 PV时,无论是矢状面还是横断面,岩心各部位都已进入高含水阶段,对比来说,靠近生产井的部位含油饱和度稍高,这是因为在一维均质岩心条件下,距离注入井越近,随着强水洗的进行,含水饱和度提升较大,而距离稍远的部位,含油饱和度相对高一些,此时岩心整体含油饱和度为32.53%,驱油效率为53.42%。当注入量达到2 000 PV时,采出程度由53.42%上升到61.00%,提升了7.58%。这说明高倍数水驱条件下,驱油效率随着注入倍数的增加而增加,长期的水驱可以提高采收率。     

南海珠江口盆地海相砂岩油藏高倍数水驱驱替特征

中国南海珠江口盆地海相砂岩油藏边底水能量强,采油速度高,驱替强度大,现有的常规实验规范无法准确描述此类油藏的驱替特征。为此,基于西江24-3油田密闭取心资料,完善高倍数水驱油实验流程,将水驱倍数由常规的30 PV增至2 000 PV,模拟此类油藏高倍数水驱的实际生产情况,从矿物成分、孔喉结构、润湿性、相对渗透率曲线、残余油饱和度和驱油效率6个方面,系统剖析高倍数水驱后油藏物性和剩余油的变化特征,形成了此类油藏极限驱油效率的表征方法和数值模拟方法。结果表明,高倍数水驱后岩心微观孔喉结构和矿物成分均发生变化,进而影响岩心的润湿性和相对渗透率曲线特征,并最终对残余油饱和度和驱油效率造成影响,其具体过程是:高倍数水驱使油藏物性朝着有利于驱油的方向转变,油藏的残余油饱和度显著下降,驱油效率显著提高。     

海上底水油藏水平井水驱波及系数定量表征

海上底水油藏开发中后期面临着水驱油规律认识不清及水平井井间水驱波及系数定量描述难的问题。以渤海Q油田为例，利用室内一维长岩心水驱油实验、油藏数值模拟方法，建立了底水油藏精细数值模型，研究了底水油藏长期水驱后驱油效率和水平井井间水驱波及系数变化规律。结果表明：水驱油实验中驱替倍数提高至2 000 PV，驱替速度由1 mL/min提高至5 mL/min，驱油效率较常规水驱驱替倍数为100 PV时提高了15%～20%；基于数值模拟的水平井水驱波及体积研究，通过引入高倍水驱后相渗曲线，并将模型网格精度提高至长×宽×高为10.0 m×10.0 m×0.3 m时，实现了对水驱波及体积的精细刻画，计算出的波及系数由原始模型的66.7%降低为54.6%，提高了模型计算精度；水平井布井油柱高度和井距均是影响井间水驱波及系数的主控因素，水平段油柱高度越低，井距越大，井间水驱波及系数越低。基于以上研究结果，建立了海上底水油藏井间水驱波及系数图版，明确了底水油藏水平井布井界限参数：布井井距100～150 m，油柱高度6～8 m，井控储量（15～25）万m³，水平井最大提液幅度2 000 m³/d，极限经济产油量10 m³/d，水平井累计产油量大于5万m³。该研究成果成功指导了海上Q油田底水油藏21口加密水平井的实施，可为底水油藏中后期高效挖潜提供借鉴。     

海上疏松砂岩油藏水驱油效率影响因素研究及应用——以NNX油田为例

高驱替倍数水驱研究已成为高含水期剩余油挖潜的热点方向,以渤海油田典型疏松砂岩主力油藏为例,利用典型疏松砂岩主力油藏天然岩心设计并完成500~2000 PV高倍数水驱油效率室内实验,研究主力油藏储层水驱油效率的主控因素。结果表明,空气渗透率越低,原油黏度越大,驱油效率越小;驱油效率与流度近似呈现幂指数关系;在储层流度近似情况下,黏土矿物的存在对驱油效率影响较大,黏土矿物含量越低,驱油效率越高。通过深化对水驱油效率的认识,指导现场先后实施大幅度提液措施,增强水体对储层冲刷倍数,使该油田在高含水期长期持续稳产,且在童宪章曲线图版上采收率预测持续向好,为渤海油田陆相疏松砂岩油藏高含水期挖潜研究提供实验和理论支持。     

陆相砂岩油藏高含水阶段驱油效率再认识

涠洲11-4N油田涠洲组油藏已进入高、特高含水开发阶段，部分油组采出程度已经接近或超过已有探井实测驱油效率，在现有驱油效率认识下，油藏可挖潜潜力较小，需进一步开展涠洲组油藏高倍水驱下驱油效率研究。针对上述开发中存在的问题，开展了注入量为200 PV下的岩心水驱油实验；设计制作了微观可视化水驱油模型，直观描述高倍水驱油过程及残余油的分布规律；结合核磁共振技术开展岩心在线驱替实验，量化大、中、小等不同尺度孔隙中的驱油效率。实验结果表明，长岩心驱油效率可达73.2%，远超原有认识下的驱油效率；当并联长岩心渗透率级差较大时，首次提出在高、低渗透岩心进口端存在伯努利效应；微观水驱油过程中，注入水沿着中、高渗透通道快速突破，模型无水采出程度仅为18.6%，200 PV水驱后，低渗透区原油得到有效启动；核磁共振在线驱替实验结果表明，中孔隙对驱油效率的贡献最大，达45.63%。     

渤海某区域边底水油藏高倍水驱机理及应用

渤海某砂岩油藏边底水能量强,采液强度大,密闭取心资料显示油田存在部分强水淹、洗油程度高等现象;基于此发现,开展了2000 PV高倍水驱油实验,明确了目标区块极限水驱特征;同时借助CT扫描成像驱替技术,开展了高倍水驱提高采收率机理研究;在明确高倍水驱机理基础上,借助数模对目标油田开发策略进行了研究。研究表明:含水率为98%时,岩心驱出程度平均值为32.4%,2000 PV极限驱替时,驱出程度平均值为63.9%,岩心中含油饱和度随注水倍数增加呈下降趋势;注入倍数越高,水相渗透率增加,两相共流区变宽,残余油饱和度减小;水驱倍数的增加,渗流场发生改变,波及体积扩大使得连片状残余油变少,总体剩余油饱和度不断降低;含水98.2%时进行提液,能够增油83×10⁴m³,采出程度可达到18.9%。     

强底水稠油油藏水平井三维水驱物理模拟实验

珠江口盆地海相砂岩稠油油藏底水活跃,夹层分布复杂,开发难度较大,现有的常规实验规范无法准确地描述此类油藏的波及规律。基于南海东部X稠油油藏特征,设计了水平井三维水驱物理模拟实验,抽提出原油黏度和夹层分布范围作为影响水驱开发效果的主控因素,分析了强底水稠油油藏水驱开发中的水脊形态与波及规律。结果表明：稠油油藏水脊变化过程为局部锥进—局部见水—局部上托—围绕见水点拓展;稠油油藏水驱存在明显的油水过渡带,在开发后期波及范围增大有限,可采用大排量提液措施,重点挖潜在波及区油水过渡带中的剩余油;稠油油藏水驱应关注水平井沿程非均质性;对于含夹层稠油油藏,小范围夹层底部剩余油较少,大范围夹层易发生底水绕流形成次生边水,沿井筒方向波及范围增大幅度较大,在夹层下部残存大量剩余油,表现为“屋檐油”。该成果可为强底水稠油油藏治水防水及剩余油挖潜提供方案。     

应用水平井提高老油田采收率

自2004年以来,针对辽河油田厚层特稠油油藏汽驱井组蒸汽超覆严重,厚层底水普通稠油油藏底水快速突进,薄层边水特稠油油藏油水关系复杂,薄层特稠油油藏边部储量难以有效动用,火山岩裂缝性底水稀油油藏底水突进严重5类不同类型油藏中存在的开发矛盾,以精细地质研究为基础,以水平井技术为依托开展对老油田的挖潜。共部署了71口水平井,实施55口,取得了良好的开发效果和可观的经济效益,增加地质储量326.66×104t,预计提高采收率7%以上,为老油田"二次开发、深度开发、多元开发"开辟了一条新路。     

基于非均质大模型的特高含水油藏提高采收率方法研究

针对特高含水开发阶段水油比急剧上升、注水量大幅增加和现有技术适应性差等问题,采用非均质物理大模型探索了进一步提高水驱后和聚合物驱后特高含水油藏采收率的方法。研究了聚合物驱-井网调整、自聚集微球-活性剂驱等不同驱替阶段含油饱和度的分布特征,分析了试验过程中注入压力、采收率的变化情况。研究发现,采用井网调整改变流线方向结合聚合物驱扩大波及系数的方法,可使水驱后处于特高含水期油藏的采收率提高26.0%;自主研发的自聚集微球能够运移至油层深部封堵优势渗流通道,迫使后续驱油剂发生液流转向,进入剩余油潜力区,从而提高聚合物驱后特高含水期油藏的驱油效率,自聚集微球-活性剂体系的残余阻力系数是聚合物的1.5~1.6倍,可使聚合物驱后特高含水油藏的采收率提高5%以上。研究结果表明,水驱后特高含水期油藏可采取井网调整结合聚合物驱的方法提高其采收率,而对于高波及系数和高采出程度的聚合物驱后油藏,可采用微球活性剂相结合的深部调堵驱油方法提高其采收率。      

古城油田B125区块稠油油藏超高分子量聚合物驱技术

古城油田B125区块普通稠油油藏储层非均质性严重,原油平均黏度达1 000 mPa·s以上,进一步提高采收率难度大。为此,通过增黏性、流变性和驱油试验,评价了超高分子量聚合物提高普通稠油采收率的技术优势,考察了含硫污水对聚合物溶液性能的影响。试验表明,超高分子量聚合物增黏性优越,相同质量浓度下较常规聚合物溶液黏度高40%以上;黏弹性强,相同黏度下较常规聚合物采收率提高3.4百分点以上;含硫污水会造成聚合物溶液黏度降低10%以上、弹性明显减弱和采收率提高幅度降低3.0百分点。B125区块部署注聚井22口,截至2018年底,累计注入0.22倍孔隙体积的聚合物溶液,注入压力上升3.5 MPa,日产油量增加45.0 t,含水率降低9.0百分点,累计增产油量1.84×104 t,阶段采收率提高1.19百分点。研究与应用表明,超高分子量聚合物驱技术可以大幅提高较高黏度普通稠油油藏的采收率。      

江桥杜66区块浅薄层稠油油藏热水驱注采参数优化

为提高浅薄层普通稠油油藏冷采后的开发效果,对影响热水驱开发效果的注采参数进行了研究。根据相似性原理模拟与储层特征和热采环境相似的岩心驱替试验,应用petrel软件建立区块地质模型,并采用CMG软件热采模块的数值模型,对比分析不同温度、不同注入方式和注采比下杜66区块的开发效果,确定了中含水期转注热水、冷热水交替注入的开发方式。研究表明,优化后的开发方式为综合含水60%时转注热水,采取冷热交替七段塞、注采比0.95的方式注入温度80 ℃热水,其驱油效率比冷水驱提高17.27%。研究结果表明,热水驱可以改善浅薄层普通稠油油藏的开发效果,为浅薄层稠油油藏经济有效开发提供了技术支持。      

胡状集油田特高含水油藏剩余油水驱技术

为对特高含水油藏深度挖潜,解决特高含水油藏层间矛盾和平面矛盾,提出了斜交夹层的识别方法,总结了斜交夹层下不同韵律层的水淹模式,研究了剩余油分布状况,并制定了相应的挖潜对策。同时,基于流线分布得出了微观过水倍数计算方法,根据计算结果可以通过改变水驱方向解决平面矛盾,增大水驱波及体积,挖潜平面剩余油。该方法在胡状集油田取得较好应用效果,证实了扇三角洲沉积存在斜交夹层,对剩余油形成和分布具有明显控制作用,过水倍数计算结果可从微观上表示水驱波及范围和强度。研究结果表明,斜交韵律层剩余油主要分布在2个夹层的上部,且逆向注水的波及系数和采收率略大于顺向注水,过水倍数是影响驱油效率和采收率的重要因素,过水倍数越大,水驱效果越好。胡状集油田斜交夹层剩余油研究和过水倍数计算方法的推导,为特高含水油藏挖潜提供了一种新的技术方法。      

特高含水后期提高采收率物理模拟实验

为了探索特高含水后期剩余油的潜力区和不同驱油方法提高采收率的机理,采用三维大模型物理模拟实验,研究了高倍数水驱、活性剂驱、聚合物驱、二元复合驱、微球-乳化剂驱过程中注入压力、波及系数的变化情况和剩余油饱和度的分布特征。研究结果表明,特高含水后期提高采收率的潜力区为未波及区的剩余油和已波及的弱水洗区和中水洗区,而不是强水洗区;继续高倍数水驱和超低界面张力活性剂驱不能进一步扩大波及系数,提高采收率潜力小,需采用深部调堵+微调驱油相结合的技术。自聚集微球-乳化剂驱具有封堵-驱替-再封堵-再驱替的特点,可扩大波及系数38.6%,提高采收率19.1%,其封堵能力、波及范围和驱油效率均明显高于聚合物驱和二元复合驱,具有良好的应用前景。     

克拉玛依油田Ⅲ类砾岩油藏氮气泡沫驱可行性

克拉玛依油田Ⅲ类砾岩油藏原油黏度较高、层内非均质严重,水驱开发效果较差,目前已有部分区块转注蒸汽开发。对该类区块中较有代表性的二中西区、六中区进行了常温泡沫驱油配方研究和室内一维物理模拟评价实验。结果表明,泡沫驱油体系注入量达到0.3 PV,可以提高采收率20%以上;注入段塞达到0.5 PV时,提高采收率有明显的拐点,推荐矿场试验注入段塞0.6 PV.泡沫驱油技术用在非均质严重的普通稠油油藏,可显著提高采收率。     

河南稠油水驱油藏氮气泡沫调驱体系的研究及应用

河南油田稠油水驱油藏具有"浅、薄、稠"的特点,油层连通性较好,非均质性强,经过20多年的注水开发,含水上升快,为提高采收率开展了氮气泡沫调驱技术研究。通过配方实验和物模实验,研制了适合河南油田稠油水驱油藏地层条件的强化泡沫驱油体系,通过合注分采情况下对10倍和20倍级差岩心驱油实验,采出程度提高了30.2%和24.7%,证实复合泡沫调驱体系具有较好的调剖、驱油效果。研制的氮气泡沫调驱体系在古城和王集油田进行了3口井的矿场试验,见到了明显的增油降水效果。     

渤海稠油油田高含水期提高水驱采收率技术研究及应用

为探索稠油油田进入高采出程度、高含水率阶段提高水驱采收率的新技术,改善油田开发效果,以渤海S稠油油田为例,开展了高倍数水驱技术研究和联合井网注水方法研究。其中,高倍数水驱实验结果表明,当驱替倍数达到300~400倍时,与驱替倍数30~50倍时相比,驱油效率提高约10%,为S油田提高水驱采收率提供了方向;利用灰色关联分析方法所建立的多因素调控注水方法,综合考虑了有效厚度、渗透率、注采井距、注采井数、方向地层系数等因素,能够满足S油田具有海上特色的水平井与直井联合井网的注水需求。将研究成果在S油田G区应用后,G区2016―2019年自然递减率由6.0%降低至4.4%,含水上升率由2.2%降低至1.8%,改善了G区的开发效果,表明该方法对海上注水开发油田进入高含水期后的调整具有一定的指导意义。