考虑孔隙波及特征的水驱理论采收率计算方法

特高含水期矿场开发实践证实,在水驱开发方式不变、平面和垂向波及系数极高的情况下,继续水驱仍可以较大幅度提高油藏采收率;而传统的理论采收率计算方法不能解释上述现象,也不能从理论上指导特高含水期进一步提高采收率的工作方向。从压汞、核磁共振检测和可视化微观驱油实验3个方面对岩石孔隙波及特征进行了分析,结果表明,驱替过程实际是孔隙波及程度不断增大的过程,在较小的驱替动力和注水倍数条件下无法波及的一些孔隙,随着驱替动力和注水倍数的增加,将进一步被波及进而参与渗流;随着驱替剂(水)的继续注入,已波及孔隙的波及范围不断增大。在此基础上提出孔隙波及系数的概念,即为波及区域内的被驱替剂(水)占据的体积与波及区域内的可动油体积之比,建立了引入孔隙波及系数的水驱理论采收率计算方法;其采收率为平面波及系数、垂向波及系数、孔隙波及系数和驱油效率的乘积,增大孔隙波及系数是特高含水期提高水驱采收率的主要方向。     

计算注水开发不同阶段体积波及系数的新方法

体积波及系数是油田评价开发效果、制定开发调整方案的重要依据。为了研究注水开发不同阶段体积波及系数的变化规律，从注入孔隙体积倍数角度出发，根据油水相对渗流理论与油藏工程原理，提出了驱油效率与注入孔隙体积倍数的计算模型，建立了体积波及系数计算方法，并以胜利油田3 个试验区为例进行了计算与分析。结果表明：驱油效率与注入孔隙体积倍数之间满足指数方程，二者关系曲线呈上凸型；随着注入孔隙体积倍数的增大，驱油效率由最小驱油效率逐渐增大，并趋近于最大驱油效率；对驱油效率计算模型进行验证，预测值与实测值的平均相对误差仅为1.90%；水驱开发过程中体积波及系数与注入孔隙体积倍数关系曲线整体呈快升-缓升-近平台状演变趋势，计算结果能够指导开发调整措施的效果评价；3 个试验区目前体积波及系数接近90%，波及区内存在大量剩余油，亟需开展波及区内主体剩余油的描述与启动方法研究。     

水驱油藏特高含水阶段提高采收率可行性研究及技术对策

常规砂岩油田注水开发最终采收率多为35%～50%。基于大量室内实验、应用实例和中外油田案例类比,分析了特高含水开发阶段进一步提高水驱油藏驱油效率的可行性。讨论了水驱油藏在周期注水、关停老井侧钻、多油层逐层上返或沿断层面钻加密井等扩大注水波及体积基础上,长期高孔隙体积倍数注水、低矿化度水驱等经济可行的提高驱油效率思路和方法。室内研究和矿场实践结果表明,长期注水开发砂岩油藏润湿性由偏亲油性向偏亲水性转化,残余油饱和度降低,有利于提高驱油效率。依据成熟开发油田大量类比实例,在油层和流体性质较为有利的条件下,强天然水驱油藏依靠天然能量开采,或弱天然能量油藏通过注水开发最终采收率可达70%。采用自流水注水、低矿化度水驱、同井注采工艺等技术已证实是经济可行的。特高含水开发阶段老油田已有的大量开发井和配套设施为进一步提高采收率提供了基础。应用经济可行的长期高孔隙体积倍数注水思路有望将水驱开发油田采收率进一步提高至50%～70%。     

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。      

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。      

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。     

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。     

水驱废弃油藏注二氧化碳驱室内试验研究

为探讨进一步提高高温、高盐水驱废弃油藏采收率潜力,以河南濮城沙一下亚段油藏为目标,开展了注入CO2流体性质变化、细管驱替、长岩心驱替室内试验。试验验证了注入CO2可改善原油流动性、有效增加地层能量和可动油等驱油机理;油藏原油性质好,混相压力低,目前油藏条件可达到混相;优选CO2/水交替驱为最佳注入方式;优化了注入段塞组合;组分检测分析认为CO2/水交替驱波及到了水波及不到的原油。研究结果为濮城沙一下亚段油藏CO2驱矿场试验提供了技术支持,并对其他特高含水期油藏注CO2进一步提高采收率同样具有借鉴意义。     

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。     

计算底水油藏单井水驱波及体积系数的新方法

目前针对水驱波及体积系数方法的研究大多适用于注水开发的油田,对天然底水油藏水驱波及体积系数的研究较少。基于底水油藏单井水锥流动模型,从物质平衡基本原理出发,建立底水油藏的单井水驱波及体积系数的新方法。以渤海油田A油藏为例,运用该方法计算单井不同生产时间下的水驱波及体积系数。结果表明,目前该井水驱波及体积系数具有一定提高空间,下步应进一步提高水驱波及体积系数,从而改善水驱开发效果,提高水驱开发采收率。     

QUANTITATIVE CHARACTERIZATION OF HORIZONTAL-WELL WATER CRESTING IN BOTTOM WATER OIL RESERVOIR WITH NO INTERBED

对于无夹层的底水油藏,建立典型底水油藏水平井开发数值概念模型,计算了多种情况下的水脊形态,拟合了水脊剖面公式.利用多元非线性回归方法确定了水脊影响因素与系数a1、a2、a3的关系,建立了水脊定量描述公式,推导了水脊高度和水脊体积计算公式.以Z油藏一口水平井为例,验证了定量描述公式,结果表明定量描述公式计算结果满足矿场需要.     

基于动态数据的底水油藏水平井水脊增长模型

大量室内实验和矿场实践表明,底水油藏含水上升以垂向水锥(定向井)或水脊(水平井)形式存在。为了准确描述底水油藏水平井水脊形态的演化过程,从物质平衡原理出发,推导了水脊体积与生产动态数据之间的关系,结合水平井水脊形态,建立了基于动态数据的水平井水脊增长模型。已知相渗及矿场资料的条件下,应用该理论模型可以简便快捷地计算底水驱水平井水脊形态随时间的演化规律。通过渤海典型底水油藏的应用表明,该理论方法计算过程简便,预测结果可靠,对底水油藏水平井水脊预测具有重要的指导意义。     

砂岩油藏特高含水期的水驱特征

注水开发砂岩油藏进入特高含水期后,其生产特征和水驱规律都与高含水阶段有所不同,高含水阶段的水驱规律不能用于指导特高含水期的生产实践。为了做好特高含水期的油藏开发管理工作,基于DT油藏的生产数据,从生产特征和驱油机理出发,研究了特高含水期的水驱规律,取得了以下主要认识。特高含水期油藏呈现出了"一高两低"的生产特征,即高含水、低产量、低采出程度。产量递减率和含水上升速度也都较低。地下存在大量的剩余油可以挖潜。油藏存在水驱采油和水洗采油两个基本的开采机理,水驱采油的对象为连续型剩余油,开采效果较好;水洗采油的对象为离散型剩余油,开采效果较差。油藏开发初期以水驱采油为主,然后转变为开发后期以水洗采油为主的开发过程。高含水阶段的水驱曲线和水油比曲线近似为一直线,特高含水期的水驱曲线和水油比曲线出现上翘,表明水驱采油向水洗采油过程的转变,开采效果变差。用高含水阶段水驱规律预测的油藏采收率比用特高含水期水驱规律预测的采收率高,DT油藏平均高了5.24%。提高采收率的方法都是通过提高采出程度来实现的,具体包括3个方面:扩大波及、加深水洗、提高驱油效率。长期水洗也可以提高油藏采出程度。特高含水期的油藏开发仍应以扩大波及为主,并带动驱油效率一起提高。     

非均质水驱油藏无因次采液指数曲线的预测及应用

保持合理采液规模是水驱油藏特高含水期延缓产量递减的主要措施之一,通常可利用岩心测试得到的油水相对渗透率曲线计算无因次采液指数随含水率的变化,以此预测特高含水期油藏合理产液量。然而,由于岩心与非均质油藏内的水驱油过程存在较大差异,使得基于岩心测试的理论无因次采液指数曲线并不适用于矿场实际情况。为此,在并联岩心水驱油实验的基础上,首先基于回归得到包含渗透率及渗透率级差的无因次采液指数曲线方程,建立考虑油藏物性及物性非均质程度影响的无因次采液指数增量图版;然后,将水驱油藏的流场划分为水驱波及区和未波及区,将岩心水驱油实验规律仅应用于水驱波及区,并绘制不同波及系数时的油藏无因次采液指数图版。实例分析结果表明,该方法所需参数较少,计算快捷,能够考虑储层非均质性的影响,并可根据矿场实测采液指数推算水驱波及系数。     

渤海河流相底水稠油油藏特高含水期极限驱油效率认识

围绕渤海底水稠油油藏在特高含水阶段剩余油挖潜机理认识不清、渗流特征认识不深的难点问题,以典型河流相Q油田主力砂体为例,开展不同类型储层样品在2 000 PV高倍数水驱下的极限水驱油效率实验研究。实验结果显示,在经过2 000 PV高倍数水驱后,稀油、普1类稠油和普2类稠油的极限驱油效率分别为76.5%、75.5%和72.5%。在相同的高倍数水驱条件下,稀油样品驱油效率在100 PV处出现拐点,普1类稠油样品在300 PV处出现拐点,普2类稠油样品驱油效率在1 000 PV处出现拐点。地层原油黏度越大,拐点出现的时机越晚,揭示水驱至残余油状态的废弃时机越晚。普2类稠油样品在100～1 000 PV的高倍数驱替过程中,单位PV数下驱油效率要高于稀油样品和普1类稠油样品,在2 000 PV的高倍数水驱条件下驱油效率最终可高达72.5%。实验结论可为底水稠油特高含水期大液量提液挖潜提供机理支撑。     

扩大复合驱波及系数技术对策和方法

在非均质油藏水驱和化学驱油过程中,驱油剂扩大波及体积和提高洗油效率能力在化学驱增油效果中的作用已愈来愈受到石油工作者的重视.针对水驱和化学驱生产中存在的制约驱油效果的主要因素,利用物理模拟和理论分析方法,探讨了复合驱扩大波及体积和提高洗油效率在提高采收率中的作用、液流转向剂与驱油剂联合使用效果、液流转向时机及其与驱油剂段塞组合方式,研究了复合驱扩大波及效率的技术对策和方法.结果表明,对于非均质性(渗透率变异系数在0.6～0.8)比较严重的油藏,当驱油剂黏度相同但界面张力不同时,驱油剂扩大波及体积能力对采收率的贡献率达到70%以上.在药剂费用相同条件下,驱油剂与液流转向剂联合使用可以比单纯化学驱提高采收率3%以上.液流转向剂注入时机愈早,注入体积越大,化学驱增油效果愈好.     

预测水驱砂岩油田驱油效率的方法

驱油效率是预测油田最终采收率、评价油田开发效果的主要参数。以双河油田资料为基础，建立了驱油效率与渗透率、油水粘度比和注入倍数的关系式。该多元回归式不仅可确定最终驱油效率，而且还可计算注水倍数，确定不同开发阶段的驱油效率、波及系数。驱油效率实际值与预测值平均相对误差8．7％，精度满足生产要求。     

长庆油田特低渗透油藏二氧化碳驱提高采收率室内评价

为了有效开发低渗透、超低渗透油藏以及降低周边企业温室气体的减排压力,合理有效利用二氧化碳(CO2)气体,在长庆油田开展了注CO2提高采收率的室内岩心驱替实验,对CO2的注入方式、注入量及与渗透率的关系进行了研究.实验结果表明,低渗透油藏采用CO2水气交替驱能提高驱油效率,平均可提高13.3%;对于渗透率大于1.0×10-3μm2的相对高渗透岩心,驱油效率提高幅度最大,平均提高了17.6%;为了获得较高的驱油效率并且降低生产费用,水气交替驱注入孔隙体积倍数应为0.5～1.0.     

基于高含水期油田水驱特征的相渗曲线计算方法

强底水油藏因为水体能量充足随着生产的持续,含水持续上升,出现“厂”字形的含水上升特征,很快进入特高含水期,特高含水期主要通过提液来稳产,在大液量生产条件下,通过油田的岩心实验发现随着油田持续的产出及冲刷,冲刷倍数达到成千上万倍的情况下,油田的物性及渗流规律会发生变化,依据行业标准在冲刷倍数三十倍的情况下测得的油和水两相相对渗透率曲线已经不适用于该类油藏。为了认识水驱油田高含水期的水驱规律特征,从强底水油藏高含水期水驱特征曲线出发,结合常用的油藏工程公式,如Buckley-Leverett前沿推进方程,Welge平均含水饱和度方程等,得到计算油和水两相相对渗透率曲线的计算模型。通过油田的实际生产数据来进行数模拟合验证,通过对比行业标准在冲刷倍数三十倍的情况下测得的油和水两相相对渗透率曲线与含水期油田水驱特征计算的油和水两相相对渗透率曲线实际模型的拟合效果可以看出,本文求取的新油和水两相相对渗透率曲线更符合实际,充分体现了油藏特高含水中后期物性分布及流体渗流规律。该方法为强底水油藏高含水期渗流规律及剩余油的认识提供指导。     

利用 CT技术研究裂缝性油藏改性淀粉凝胶调堵液流转向

针对常规方法研究裂缝性油藏封堵后液流转向过程不能观察油藏内部孔隙结构和流体运移特征的问题,运用改性淀粉凝胶封堵人工裂缝, 利用 CT扫描技术和岩心驱替实验, 研究了裂缝性油藏调堵液流转向机理, 通过 CT图像呈现岩心孔隙特征、 油水分布及裂缝封堵后注入水扩大波及体积过程。结果表明, 人工裂缝贯穿整条岩心, 孔隙分布均匀, 平均孔隙度 22.7%, 注入水沿着裂缝窜流, 不能建立起有效的驱替压差, 基质波及程度低, 一次水驱原油采收率仅为 10.6%。改性淀粉凝胶可有效封堵裂缝孔道, 迫使注入水液流转向, 启动岩心基质, 二次水驱波及体积大约扩大到岩心基质体积的 2/3, 最终采收率为 46.1%, 提高了 35.5%。CT扫描技术为研究封堵裂缝性油藏机理提供了可视手段。图 7参 18