热力泡沫改善稠油油藏蒸汽驱开发效果

稠油油藏蒸汽驱开发过程中存在蒸汽窜流及蒸汽超覆等现象,大幅降低了蒸汽的利用率,影响了蒸汽驱开发效果。利用二维可视化物理模拟装置,分析稠油油藏注蒸汽开发过程中的汽窜现象、泡沫封堵性能与改善微观波及体积的效果。研究表明：稠油油藏注蒸汽过程中,注采井间容易形成窜流通道;蒸汽在油层中产生明显的黏性指进现象,降低有效波及系数,窜流通道两侧滞留大量的剩余油;注入的泡沫流体进入并存在于窜流通道内,由于叠加的贾敏效应对窜流通道具有较好的封堵作用,使注入蒸汽及冷凝水进入含油饱和度较高的未波及区域,进一步驱替油藏内的剩余油。蒸汽驱开发的最终采收率为48.48%,热力泡沫辅助蒸汽驱的最终采收率可达到59.95%,最终采收率明显提高。该研究为稠油油藏蒸汽驱开发提供了借鉴。     

调剖封窜技术在稠油注汽井的应用

随着单井蒸汽吞吐周期的增加，加剧了油层纵向、平面上的非均质性。汽驱井组油层存在高渗透带或孔道，注入蒸汽上升从稠油顶部跨越，会出现越顶现象，造成提早汽窜，注蒸汽驱的波及效率进一步降低。针对上述问题，研制了稠油注汽井调剖封窜剂，应用于稠油油藏注汽开发后期的调剖封窜，见效显著。     

稠油注汽井用高温调剖封窜剂的研制与应用

随着单井蒸汽吞吐周期的增加，加剧了油层纵向和平面上的非均质性。汽驱井组油层存在高渗透带或孔道，注入蒸汽上升，从稠油顶部跨越，会出现越顶现象，造成提早汽窜，注蒸汽驱的波及效率进一步降低。针对此问题，开发了稠油注汽井用高温调剖封窜剂。室内研究结果表明，研制的高温调副封窜剂HD、HT具有较好的高温成胶性能和强度。现场应用孤东油田的9口井，有效8口，有效率88．9％，累计增油726．8t。     

稠油氮气泡沫辅助蒸汽驱可视化实验研究

针对稠油蒸汽驱采收率偏低的问题,利用二维物理模拟设备开展N₂泡沫辅助蒸汽驱可视化实验研究,得到了泡沫注入前后油层波及情况以及泡沫驱的微观图像,并对泡沫驱微观机理进行了分析。实验结果表明：由于油水黏度的差异,注采井间容易出现黏性指进现象,从而产生明显的汽窜通道,油层波及范围有限;泡沫驱过程中,泡沫占据多孔介质中的大孔道,使后续流体发生转向进入小孔道,从而扩大油层波及范围;泡沫驱结束后,油层最终波及范围可达到77.93%,比单纯蒸汽驱提高了31.75个百分点;同时,泡沫的乳化作用能够有效地剥离多孔介质中的残余油,从而增大微观驱油效率。     

克拉玛依油田九_6区稠油油藏蒸汽-CO_2复合驱实验评价

克拉玛依油田九6区齐古组稠油油藏上油层蒸汽驱采出程度达60%,而下油层采出程度仅为32%,存在油藏原油动用程度差异大,部分储集层未被波及等开发问题,需要探索新的开发方式来进一步提高开发效果。通过室内物理模拟实验,研究了九6区蒸汽-CO_2复合驱油效率及其驱油机理,优化了复合驱最佳注入参数。实验结果表明,蒸汽-CO_2复合驱过程中CO_2可为蒸汽驱打开渗流通道,降低注蒸汽压力,还可以抑制蒸汽驱造成的高黏度油包水乳状液的形成,降低了原油黏度;蒸汽冷凝水形成水气交替段塞,减缓了CO_2气窜发生,增大了波及体积,形成了良好的协同作用,蒸汽-CO_2复合驱比蒸汽驱驱油效率提高35%左右,实验优选了最佳注入方式为交替注入,在蒸汽温度为220℃,蒸汽与CO_2注入比为10∶1～25∶1时,最终驱油效率可达80%以上。     

泡沫辅助蒸汽驱矿场试验及效果

蒸汽驱易发生汽窜,且蒸汽波及效率低,开发效果不理想,为探索稠油油藏提高采收率的新途径,在胜利油区孤岛中二北Ng5稠油单元开展泡沫辅助蒸汽驱矿场试验。针对蒸汽驱高温特点,研发适用于蒸汽驱的耐高温泡沫剂DHF-1,该泡沫剂具有良好的耐温和封堵性能,300℃以下阻力因子始终大于20;室内驱替实验结果表明,泡沫辅助蒸汽驱可有效改善蒸汽波及状况,提高驱油效率。2010年10月开始泡沫辅助蒸汽驱矿场试验,注汽井注汽压力平均上升1.6 MPa,油井全部见效,示踪剂监测平面驱替更均衡,密闭取心井岩心分析平均驱油效率达62.4%,说明泡沫辅助蒸汽驱可提高蒸汽前缘的稳定性,抑制蒸汽突进,明显改善开发效果;截至2016年6月,试验区已累积产油23.6×10~4t,采出程度为52.1%,较蒸汽吞吐已提高采收率16.8%。     

油田稠油区块化学蒸汽驱开发技术探讨

蒸汽驱是蒸汽吞吐后首选的接替方式,是稠油区块提高采收率一种有效手段。文中针对油田深层稠油开展蒸汽驱面临的油层压力高,蒸汽带窄、热水带宽,驱油效率低,非均质强,波及效率低等问题,在工艺上提高注汽质量扩大蒸汽腔、汽驱过程中加入耐高温驱油剂提高波及区的驱油效率、加入高温泡沫体系提高蒸汽波及体积等措施,通过采取高干度注汽、泡沫堵调、驱油剂复合增效的方式(即化学辅助蒸汽驱方式),以蒸汽、泡沫剂、氮气、驱油剂作为驱替介质的化学辅助蒸汽驱技术,实现稠油的有效驱替和大幅度提高采收率,介绍了化学蒸汽驱开发应用的6项关键技术和提升稠油化学蒸汽驱质量的4项措施,并分析了化学蒸汽驱技术应用效果。实践证明,按照"蒸汽驱为基,泡沫剂辅调,驱油剂助驱,热剂协同增效"的化学蒸汽驱工作机理,增加可采储量,降低稠油开采成本,具有良好的推广应用价值。     

稠油油藏注蒸汽开发后转热水驱实验与数值模拟

注蒸汽是目前稠油油藏开发的主要方式,随着开发进程的加快,注蒸汽开发油藏大多已进入后期阶段,注汽效果差、井间汽窜严重等逐渐成为稠油油藏开发亟待解决的问题。以热采剩余油为研究对象,运用室内物理实验和数值模拟方法,研究了稠油油藏注蒸汽开发后的转换方式。不仅建立了不同温度和不同时机下的蒸汽驱转热水驱模型、水汽交替注入模型和氮气泡沫热水驱模型,而且建立了不同厚度、不同韵律以及不同变异系数下的稠油油藏注蒸汽开发转热水驱数值模型。研究结果表明,采用120℃的热水,注蒸汽采收率为22%时转热水驱效果最好;厚度大于5m,变异系数小于0.4的反韵律油层转热水驱效果较好。     

蒸汽CO2复合驱驱油效率和CO2的注入时机

新疆油田稠油储量丰富,现阶段开发方式仍以蒸汽吞吐和蒸汽驱为主,但已进入开发中后期,油汽比、产油量均较低。为了进一步提高稠油采收率,以M区特稠油为研究对象,通过室内实验系统研究了高渗低压油藏下非混相蒸汽-CO_2驱相对于纯蒸汽驱的驱油效率以及不同残余油饱和度下蒸汽-CO_2的驱油效率。研究结果表明:注蒸汽吞吐一段时间后转蒸汽-CO_2驱,相较于纯蒸汽驱,驱油效率可提高34.1%;蒸汽-CO_2驱具有气水交替驱的特征;过早注入CO_2,渗流通道会提前被打开,蒸汽过早地与孔道中大部分原油接触,导致原油乳化,使得部分乳化原油很难被驱扫出来;残余油饱和度为45%时,最终驱油效率可达到87%,是实验中CO_2的最佳注入时机。在实际开发过程中,要通过产水率判断蒸汽通道是否打开来决定CO_2的注入时机。     

红浅稠油蒸汽驱开发技术研究

本文从汽驱开发特征、蒸汽驱驱油机理、矿场跟踪研究和数值模拟研究出发 ,系统阐述了这类油藏蒸汽驱开发技术策略。间歇注汽法可提高蒸汽比容 ,提高蒸汽波及体积和热利用率 ,改善油层渗流特征 ,达到改善驱油效果的目的。红一区八道湾组油藏采用间歇注汽方式 ,汽窜现象得到有效抑制 ,油汽比和采油速度大幅度提高 ,含水上升趋势得到控制 ,取得较好的经济效益。     

稠油油藏高温多基团交联冻胶封窜体系研究与应用

为解决蒸汽驱开发过程中汽窜严重问题,研制了一种高温多基团交联冻胶封窜体系,并针对其耐温性能、蒸汽封堵性能和耐冲刷性能进行了评价。研究表明:高温多基团交联冻胶封窜体系在130 ℃的高温环境下可以稳定成胶,且在250 ℃条件下放置120 d后凝胶具有很好的稳定性;封堵性能优良,在高温条件下,注入速度为1 mL/min、堵剂注入量为0.8倍孔隙体积时,冻胶封窜体系封堵率高达99.63%,突破压力梯度为7.35 MPa/m;250 ℃条件下,该封窜体系在填砂管内完全成胶后,经高温蒸汽冲刷(30倍孔隙体积)后封堵率一直维持在98.00%以上,耐冲刷性能良好。该封窜体系在现场应用中取得了良好的蒸汽封堵效果,有效解决了稠油油藏蒸汽驱开发过程中的汽窜问题,可为稠油油藏的高效开发提供技术支持。     

稠油油藏氮气泡沫辅助蒸汽驱驱油效率实验及参数优化

蒸汽驱能大幅度提高稠油油藏采收率,但对于单一蒸汽驱而言,由于受边底水及储层非均质性等因素的影响,易发生汽窜,降低了蒸汽的波及体积,开发效果不理想.为此,设计了氮气泡沫辅助蒸汽驱驱油实验,对单一蒸汽驱和氮气泡沫辅助蒸汽驱的驱油效率进行了对比,并对氮气泡沫辅助蒸汽驱注入参数进行了优化研究.实验结果表明,单一蒸汽驱综合驱油效率为63.52％,氮气泡沫辅助蒸汽驱综合驱油效率为69.95％,比单一蒸汽驱提高了6.43％.当气液比为1∶1,发泡剂质量分数为0.5％,含水率较低时,进行氮气泡沫辅助蒸汽驱开发效果较好.通过室内实验证实,氮气泡沫辅助蒸汽驱能够有效封堵高渗透条带,提高驱油效率,改善稠油油藏的开发效果.     

热力泡沫复合驱物理模拟和精细数字化模拟

根据稠油热采三维物理模拟相似准则,得到胜利孤岛油田特稠油油藏蒸汽驱及后续转热力泡沫复合驱三维物理模拟的实验参数并进行相关实验,基于实验结果,对蒸汽驱及后续热力泡沫复合驱进行三维精细数值模拟研究。结果表明,蒸汽驱后转热力泡沫复合驱可有效抑制蒸汽窜流、改善蒸汽波及状况进而提高稠油采收率。利用三维精细数值模拟技术优化设计的热力泡沫复合驱工艺参数为:最佳方式为泡沫段塞注入,最优蒸汽注入速度为25 mL/min,氮气注入速度为1000mL/min(标准状况),泡沫段塞注入时间为1.0min,段塞间隔时间10～20min;利用相似准则对优化结果进行反演计算,可得到现场最优注采参数,该条件下特稠油油藏采收率可达到42.15%,较单纯蒸汽驱最终采收率(29.64%)提高12.50%。     

稠油油藏气体- 泡沫辅助注蒸汽实验与数值模拟

针对蒸汽吞吐过程中由于能量不足以及严重汽窜等导致热效率低、吞吐效果变差的问题,从室内物理模拟以及数值模拟两方面,开展了在蒸汽中添加气体及高温泡沫以改善蒸汽吞吐开发效果的研究。首先,通过引入泡沫综合指数,筛选了合适的发泡剂;其次,进行了4 组室内平行双管实验,分别为单纯蒸汽驱、蒸汽- 烟道气泡沫驱、蒸汽- 氮气泡沫驱以及蒸汽- 氮气驱。实验结果表明:在注入条件相同的情况下,蒸汽- 烟道气泡沫驱和蒸汽- 氮气泡沫驱均能够有效地封堵高渗管,启动低渗管,与单纯蒸汽驱相比,采出程度最高分别提高了28.98% 和26.04%;蒸汽- 氮气驱调剖效果有限,不能有效地启动低渗管, 采出程度比单纯蒸汽驱提高了10.56%。结合物理模拟的结果,采用数值模拟方法,分析了地层参数对烟道气- 泡沫辅助吞吐和单纯蒸汽吞吐开发效果的影响,结果显示,对于层薄、油稠的非均质油藏,烟道气- 泡沫辅助吞吐与单纯蒸汽吞吐相比具有显著的优势,能够有效地提高蒸汽吞吐开发效果。对河南油田井楼零区烟道气- 泡沫辅助蒸汽吞吐方案进行了参数优化,得到最佳日注汽量为100 m3,最佳气汽比为12,最佳焖井时间为7 d。     

春风油田排601块水平井蒸汽驱井网类型优化物理模拟实验

蒸汽驱是稠油油藏水平井蒸汽吞吐进入开发后期主要的接替技术，而水平井的井网形式影响着蒸汽驱的开发效果。以春风油田排601块浅薄层稠油油藏为研究对象，依据相似准则，建立了高温高压三维比例物理模型，并开展了排状井网、五点井网、反九点井网条件下蒸汽驱物理模拟实验。研究结果表明:蒸汽驱过程中温度场的发育主要受注入井与生产井间的驱替压差的控制，注入蒸汽主要流向流动阻力小的区域（临近井、高渗条带、高温低黏油带）；蒸汽突破初期，依然有大量的原油从模型产出；实验结束后，蒸汽未波及区域存在大量剩余油。在排601块油藏条件下，排状井网、五点井网和反九点井网蒸汽驱的最终采收率分别为45.10%、41.90%和38.30%；排状井网、五点井网和反九点井网最大累积油汽比分别为0.69、0.63和0.53，综合对比排状井网效果最优。蒸汽驱过程的主要作用机理和现象包括:高温降黏作用、高温体积膨胀、高温蒸汽蒸馏和原油裂解作用、高波及效率和蒸汽超覆。研究结果可以有效支撑春风油田排601块水平井蒸汽驱设计。     

轻质溶剂辅助蒸汽驱蒸汽腔扩展特征

在矿场即将实施轻质溶剂辅助水平井蒸汽驱开采薄层稠油油藏之际,选择用正己烷溶剂作为轻质溶剂,先采用二维物理模拟技术,研究了添加溶剂后蒸汽腔的展布规律和对生产动态的影响规律;之后,为进一步研究溶剂在蒸汽腔中的运移规律和对温度场、黏度场和含油饱和度场的影响规律,采用CMG公司的CMG-STARS模块,基于二维物理模型参数,对溶剂辅助蒸汽驱进行了数值模拟。研究表明:薄层稠油油藏在采用水平井蒸汽驱过程中添加单组分轻质溶剂能够有效降低蒸汽腔内部及蒸汽腔前缘的原油黏度,从而提高沿生产井方向的吸汽能力和驱油效率,与普通蒸汽驱对比,其具体表现为蒸汽腔体积大,沿注汽井方向扩展快,沿生产井方向扩展均匀,蒸汽前缘突破快,最终的波及范围大;生产过程中几乎无稳产阶段,且蒸汽前缘抵达生产井时产油速度达到峰值,之后高含水阶段发生汽窜且产油量小,最终驱替效率高。因此,添加溶剂辅助蒸汽驱相对于常规蒸汽驱可以有效降低地下稠油黏度,并且提高蒸汽在地层中的波及范围,从而高效地开发薄层稠油油藏。     

渤海旅大油田新近系稠油油藏水平井蒸汽驱油物理模拟实验

对渤海海域旅大油田新近系典型稠油油藏开展水平井蒸汽驱油物理模拟实验,利用长填砂管模型分析了蒸汽温度、注入速度和原油黏度对蒸汽驱油效果的影响,探讨了蒸汽驱油不同生产阶段的动态特征、温度场的变化规律以及蒸汽驱油机理。研究结果表明：①蒸汽驱油物理模拟实验采用长岩心单管模型,设置模型内径为2.5 cm,长度为50.0 cm,填砂后模型孔隙度为35.0%,渗透率为4 500 mD,设置蒸汽干度为0.7,注汽温度为250℃,注汽速度为6 mL/min,驱油效率可达82.52%。②研究区蒸汽驱油过程分为启动、稳定驱替、蒸汽突破和蒸汽剥蚀4个阶段;注、采水平井间蒸汽腔温度场扩展不均衡,水平井底部温度扩展速度快,顶部温度扩展速度慢,在启动和稳定驱替阶段温度场呈“三角形”推进模式,蒸汽突破和剥蚀阶段蒸汽腔温度场沿对角线扩展,速度减小;蒸汽驱替阶段采出程度为51.86%,稳定驱替阶段为主要的产油阶段,采出程度为39.06%。③热力降黏是旅大油田蒸汽驱油最主要的机理,高温蒸汽的剥蚀作用、蒸馏效应、微观波及效率的提高等也影响驱油效率。     

Evaluation of the effectiveness of chemical flooding using heterogeneous sandpack flood test

Alkaline flooding appears to be a promising process for enhancing heavy oil recovery after primary or secondary production from those reservoirs where thermal processes are not applicable. However, due to the heterogeneity of the reservoirs, the injected chemical solutions may flow to the producing wells through the high permeable channels and bypass the residual oil, resulting in poor volumetric sweep efficiency. Thus, evaluating the chemical blends and the injection strategies through laboratory tests with proper heterogeneous physical models can substantially reduce the risks of field application of this process.In this study, a new experimental method, channelled-sandpack flooding test, is designed to simulate the channeling phenomenon of actual heavy oil reservoirs during the chemical flooding process. The channelled-sandpacks are used to re-evaluate the effectiveness of chemical blends screened through the homogeneous sandpack flood tests. It is found that the effectiveness of the best blend obtained through homogeneous sandpack flood tests is significantly reduced in the channelled-sandpack flood tests. This demonstrates that using heterogeneous physical model, rather than the conventional homogeneous sandpack flood tests, to screen the chemical blends is necessary for designing the chemical flooding process in heterogeneous heavy oil reservoirs. With further experiments carried out for the modified blends with the channelled-sandpack flood tests, an optimal chemical blend can be determined for certain heterogeneous reservoirs. The optimal chemical blend can selectively block the high permeability zones and improve the sweep efficiency for a particular heterogeneous sandpack, thereby significantly enhancing the tertiary oil recovery. The new developed channelled-sandpack flood test should facilitate the optimization, design and implementation of chemical flooding and other enhanced heavy oil recovery processes.     

浅层油藏稠油热水/CO2驱油效率实验模拟研究

新疆油田九_6区齐古组浅层稠油油藏已进入蒸汽开采中后期,油藏开采经历了蒸汽吞吐、加密调整、蒸汽驱过程,采出程度为37%。现阶段单一蒸汽驱效果明显下降,地层亏空严重,蒸汽热利用效率低,吸汽不均,波及程度差异大,油水流度比大,采收率低。热水复合CO_2驱油充分利用热水热效应和发挥CO_2溶解降黏等作用,是提高原油采收率的有效方法。因此,针对九_6区稠油开展不同混合方式热水/CO_2驱油模拟实验,分别研究了纯热水驱、热水与CO_2混注、热水与CO_2段塞的驱油效率。结果表明,纯热水驱累积驱油效率为49.19%,热水/CO_2混注累积驱油效率最大为71.25%,段塞驱累积驱油效率高达85.96%。同时,分析了驱出原油及岩心残余油组分变化。     

热力泡沫复合驱增效机理及油藏适应性研究——以渤海M油田为例

蒸汽驱开发存在窜流现象,严重影响开发效果,而热力泡沫复合驱可有效改善蒸汽驱开发效果,渤海部分稠油油藏经过多轮吞吐后已具备转驱条件。以M油田为例,通过二维可视化实验,从宏观和微观两方面分析热力泡沫改善蒸汽驱开发效果的机理,并进行泡沫封堵性能影响因素分析,确定热力泡沫复合驱的适应性。研究结果表明,在现有地质油藏条件下,热力泡沫具有一定的封堵能力,而在高温注入条件下,增加泡沫的耐温性能对热力泡沫复合驱提高采收率意义重大。与单一蒸汽驱相比,热力泡沫复合驱可提高驱油效率约30.0%。