水驱特征曲线在低渗透油藏开发中的应用

低渗透油藏开发储量占比较大,但现有含水率预测与采出程度的计算方法适用于中、高渗透油藏,一般不适合低渗透油藏。针对该问题,在中国石油建立的低渗透类比油藏序列中,筛选出具有代表性的30个油藏作为研究对象,运用丁型水驱特征曲线公式,采用数理统计和理论推导的方法,得到低渗透油藏含水率与采出程度关系图版。研究结果表明：新图版符合低渗透油藏水驱开发规律,经实践验证图版实用可靠,能够有效预测低渗透油藏含水率、采收率等开发指标。该研究对低渗透油藏的开发具有一定的指导意义。     

基于流管模型的低渗透油藏水驱平面波及系数计算方法

中国部分低渗透油藏通过注水开发实现了有效动用,但水驱波及程度较低,亟需开展水驱平面波及评价方法研究。传统流管模型是一种较好的水驱平面波及快速评价模型。通过对其进行改进,建立可考虑启动压力梯度、各向异性、人工压裂裂缝、非活塞驱替和不规则井网的流管模型。在修正的流管模型基础上,编制低渗透油藏的水驱平面波及系数快速计算模块,研究井网形式、井排距比和各向异性对水驱平面波及系数的影响。研究结果表明:低渗透油藏储层物性差且存在启动压力梯度是生产井注不进采不出的主要原因;不同各向异性下存在最优的井排距比,并给出了低渗透油藏井排距比优化图版;生产过程中应注意井网完善程度,及时补孔,改善注采对应关系。     

低渗透油藏CO2驱采收率评价理论模型

经过多年开发实践,针对低渗透油藏CO_2驱提高采收率作用机理等方面的研究已相对成熟,但油藏工程理论研究尚不完善,目前尚无针对低渗透油藏CO_2驱采收率评价的理论模型。基于低渗透油藏CO_2驱提高采收率作用机理,利用广义油藏工程方法,筛选用于CO_2驱采收率评价理论研究的基本相似准则及关键参数,建立能够表征低渗透油藏CO_2驱开发特点和提高采收率作用机理的主控因素表征函数,构建低渗透油藏CO_2驱采收率评价理论模型。依据代表性低渗透油藏CO_2驱开发实际参数,应用单因素虚拟开发模拟方法求解出该模型的各项系数。利用多因素虚拟开发模拟方法分析该模型的适用性,通过对比油藏实际采收率与理论模型公式计算采收率验证该模型的可靠性。研究表明,低渗透油藏CO_2驱采收率评价理论模型具有较好的适用性和较强的可靠性,对定量评价低渗透油藏CO_2驱开发效果、完善低渗透油藏CO_2驱评价方法和油藏工程理论研究提供了理论依据和技术支持。     

亚临界蒸汽驱技术在低渗透油藏中的应用

大庆朝阳沟低渗透油藏普遍存在启动压力高、高含蜡引起常规水驱开采冷伤害严重、注入能力差、产液水平低,天然裂缝及人工压裂裂缝广泛发育导致局部暴性水淹严重、水驱波及体积小等突出问题。为提高该油藏开发效果和采收率,采用室内机理实验与热采数值模拟相结合的方法,剖析水驱冷伤害、裂缝窜流机理及高压亚临界蒸汽驱降低启动压力梯度、熔蜡解堵、蒸馏等提高采收率机理;在精细地质建模及水驱生产动态历史拟合基础上,依据裂缝发育特征及剩余油分布特征,设计出适合该裂缝性低渗透油藏蒸汽驱的矢量井网,并优化出最佳汽驱参数。矿场3个井组试验结果表明,亚临界蒸汽驱可大幅提高水驱裂缝性低渗透油藏开发效果,转汽驱后平均产量是水驱的4倍,预期提高采收率10%以上。     

窄条带状稠油油藏均衡驱替产液量调整方法

针对窄条带状油藏平面水驱不均衡问题,运用油藏工程和数值模拟方法,建立基于平面均衡驱替的产液量调整方法,提出利用注采连通值表征注水井各注采方向驱替效果,利用不均衡系数表征水驱不均衡程度;综合考虑窄条带状油藏河道宽度、储层厚度、注采井距、注水量等多种因素,推导得到平面产液量调整公式。研究结果表明,该方法能够使各注采方向的采出程度趋于一致,实现平面均衡驱替;对于不均衡系数大于0.6,驱替较不均衡的井组,利用该方法对生产井产液量进行优化,井组采收率可以提高1.5%以上。研究成果可有效指导水驱开发油藏实现均衡驱替,改善开发效果。     

分流控制提高低渗平面非均质油藏的 CO2波及效率

针对低渗透油藏CO_2驱由平面非均质性导致的产液不均、气窜早和波及效率低等问题,采用室内物理模拟实验方法,研究分流控制方法改善CO_2驱效果的可行性。根据实际油藏非均质条件,建立了级差为5的平面非均质径向流物理模型及相应的实验流程,模拟五点井网CO_2驱过程,分析定生产压力、低渗优先和低渗高压差三种生产方式下CO_2驱油效果。其中,定生产压力模拟常规井网气驱方式,低渗优先则为调整生产井投产时间,低渗高压差则为平衡井组产液量的生产方式。研究结果表明,定生产压力方式下,注入气沿高渗透方向生产井突破并窜逸,生产井产液量不均衡,模型整体气驱采收率仅为23.11%。而采用低渗优先和低渗高压差的方式,生产井见气时间延长,各生产井产液量增加,采收率分别为42.50%和46.42%。可见,通过生产井的分流控制方法,能一定程度上延缓气窜通道的形成,提高波及效率。分流控制方法操作成本低,有望成为低渗平面非均质油藏CO_2驱油效果的改善措施之一。     

水动力改变液流方向技术在低渗透油藏中的应用——以新疆宝浪油田宝北区块为例

针对低渗透油田水驱采收率低、水驱效果差、液流方向单一等问题,以新疆宝浪油田宝北区块为例,对水动力改变液流方向技术在低渗油藏中的应用进行了相关研究。首先从水动力改变液流原理出发,总结出调整注水井、调整采油井和采油井转注3种水动力改变液流的工作原理。其次,结合油田实际地质及生产情况,从注水井增补及开发层位调整方面,对油田52口生产井制订了改变液流方向的具体措施。最后,利用油藏数值模拟技术对上述措施进行了评价,预测措施实施后15年综合含水率上升6.36%,产油量增加26.51×10⁴ t,日产油增加59.34 t/d。预测结果表明,水动力改变液流方向技术应用在宝北区块这样的高含水、低渗透油藏中能取得较好效果。该技术可有效抑制低渗透储层含水率上升,增加单井产量,提高储层水驱采收率。     

考虑启动压力梯度的聚合物驱数值模拟

针对目前常用的化学驱数值模拟软件并不适用于低渗透油藏的问题,通过室内实验开展低渗透油藏聚合物驱油机理研究,量化表征中国石化江苏油田低渗透油藏中聚合物驱的关键物性参数,分别采用拟启动压力梯度模型和非线性模型建立低渗透油藏聚合物驱数学模型,进行数值求解并应用。研究结果表明,中国石化江苏油田低渗透油藏聚合物驱适宜采用相对分子质量为600×10~4~900×10~4的聚合物;拟启动压力梯度模型忽略了渗流曲线的弯曲段,夸大了低渗透油藏的渗流阻力,而非线性模型更适于模拟低渗透油藏聚合物驱过程。在江苏油田沙7断块的应用结果表明,基于非线性模型建立的数值模拟方法能够考虑低渗透油藏聚合物驱过程中启动压力梯度的影响,模拟计算结果与矿场实际生产数据更加吻合,为低渗透油藏化学驱的方案优化与动态预测提供了有效的技术与方法。     

低渗透油田建立有效驱替压力系统研究

启动压力规律和渗流理论研究表明，只有当驱替压力梯度完全克服油层启动压力梯度时，注采关系才能建立，因此克服低渗透油层启动压力梯度的最小驱替压力梯度所对应的注采井距，即是注水井和生产井之间能够建立有效驱替的最大注采井距。根据低渗透油田油气渗流理论推导出不等产量的注水井和生产井之间驱替压力梯度的分布表达式，可以反映出注水井与生产井之间的压力分布情况。模拟计算表明，若将该成果应用于低渗透注水开发油田将会明显改善开发效果。     

低渗透稀油油藏水驱后氮气泡沫驱适应性

吐哈油田低渗透稀油油藏注水开发进入高含水期后,水淹程度高,水驱调整措施效果较差,亟需寻找后续提高采收率方法。针对低渗透油藏注入能力差、不适合注聚合物等高黏度流体的特点,利用水驱、氮气泡沫驱和水驱后氮气泡沫驱开展室内实验研究,探讨驱油效率及其影响因素。结果表明,水驱驱油效率随渗透率的增加而升高,与渗透率呈较好的对数关系;氮气泡沫驱驱油效率为67.66%,较水驱驱油效率提高10.62%;氮气泡沫驱可在水驱的基础上提高驱油效率约9.63%。实验用泡沫的残余阻力系数大于1,表明氮气泡沫驱通过堵水调剖,提高了水驱后油藏的采收率,从机理和实验提高驱油效率程度判断,氮气泡沫驱适用于吐哈油田低渗透稀油油藏。     

注水指示曲线在碳酸盐岩油藏的应用

塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏埋藏深,储集空间多样,油水关系复杂。缝洞型碳酸盐岩基质基本不具备储渗能力。裂缝和溶洞既是储集空间,也是主要的连通通道。注水指示曲线能很好地反映注水过程中油井压力随着累计注水量增加的变化情况,对初步分析储集体类型以及规模提供了可靠的依据。因此,注水指示曲线的应用,能基本反映储集体以及裂缝等油藏特征,显示储层吸水能力的变化,为初步分析储集体类型以及规模提供可靠依据,指导后期注水工作以及措施作业。     

胜利油田低渗透水驱油藏含水变化特征及影响因素

生产中含水率的变化特征在一定程度上可以反映水驱油效果的好坏。见水早、含水上升快、水驱油效率低等问题一直困扰着低渗透油藏开发。水驱油藏含水率的变化问题属于岩石中油水两相渗流的范畴,含水变化特征必然决定于岩石物性、油水特征和驱动力等因素。针对胜利油田低渗透水驱油藏,通过大量实验数据分析了储层孔隙结构特征、原始含水饱和度、应力敏感性和驱替压力等因素对含水率变化和水驱油效率的影响。研究发现孔隙的连通性是影响含水上升规律的重要因素,而初始含水率主要是由原始含水饱和度决定,适当的控制驱替压力有利于控制含水率,提高水驱油效率。考虑到低渗透储层渗透率的应力敏感性,建议实施超前注水,避免压力下降造成的渗透率伤害,从而利于提高水驱油效率。     

黄河南地区无能量补充井的单井注水吞吐开发

黄河南地区油田属复杂小断块油藏,由于在开发中得不到有效的能量补给,致使开发效果极差.而单井注水吞吐开发方法利用油层的亲水性,发挥毛管力吸水排油的作用实现水驱,能有效地补充地层能量,恢复地层压力,提高采收率.单井注水吞吐要分多期进行,每个周期又分注水、闷井和采油3个阶段.注水量与注水速度与地层压力的恢复关系密切;闷井的目的是使注入水与原油进行充分交换,有利于原油采出;采油阶段为初期含水高,随采油时间的增加逐渐下降,然后再慢慢上升.油层润湿性和渗透率是影响单井注水吞吐开发的主要因素,油层水的润湿指数越大,油层的润湿性越强,自吸排油性就越强,采收率也就越高.渗透率越高,油水渗流能力就越强,注水平衡时间就越短,因而就会获得较高的采油速度.该方法在马11-108井实施后,效果十分显著.     

低渗透油藏注水诱导裂缝特征及形成机理——以鄂尔多斯盆地安塞油田长6油藏为例

以鄂尔多斯盆地安塞油田长6油藏为例,在分析低渗透油藏注水开发动态特征的基础上,阐明了注水诱导裂缝的基本特征并研究其形成机理,最后利用数值模拟技术对该区注水诱导裂缝的主要形成机理进行了模拟。注水诱导裂缝指低渗透油藏在长期的注水开发过程中,当注水压力超过各类裂缝开启压力或地层破裂压力而形成的以水井为中心的高渗透性开启大裂缝或快速水流通道。它是低渗透油藏长期注水开发过程中所表现出的新的开发地质属性和最主要的非均质性,对于长期水驱的低渗透油藏来说具有普遍性和必然性。注水诱导裂缝有3种形成机理,当注水压力过高,超过天然裂缝的开启压力使天然裂缝张开、扩展和延伸,或超过地层破裂压力使地层中不断产生新的破裂,或使注水井周围因射孔、压裂等生产或增产措施所导致的不同类型的人工裂缝张开等均可形成注水诱导裂缝。安塞油田长6油藏普遍发育与现今最大水平主应力方向近一致的以雁列式排列的高角度构造剪切裂缝,当注水压力超过这类裂缝的开启压力并使裂缝张开、延伸扩展并相互连通,是该区注水诱导裂缝的主要形成机理。油藏数值模拟表明,随着注水诱导裂缝规模的不断扩大,注水井井底压力相应的表现出连续的不规则的周期性变化。     

水平井注水动态模拟研究

为了评价面积０．１６ｋｍ２（４０英亩）的五点井网水平井系统（水平注水井和水平生产井）和垂直井系统（垂直注水井和垂直生产井）注水开发的原油采收率，进行了二维和三维模拟研究。三维模拟结果表明，在水－油流度比一定的情况下，垂向渗透率与水平渗透率的比值、注采速度、油层厚度等参数对采收率几乎没有影响。无论垂直井还是水平井系统，采收率都随流度比的增加而减少。由此断定，流度比是影响采收率的主要参数。这与Ｃｒａｉｇ，Ｇｅｆｅｎ，Ｍｏｒｓｅ等人的常规注水试验结果一致。但是，用水平井系统所得到的采收率比垂直井系统的高。已经推导出，在一个假想的５点法井网中随流度比变化的体积驱油效率相关曲线，可用这种曲线估算设想参数范围内的采收率。     

Integrating Neural Network and Numerical Simulation for Production Performance Prediction of Low Permeability Reservoir

It is difficult to predict the production performance of low permeability fractured oil reservoirs. This is because complicated factors such as geological and engineering factors affect well production performance. This paper presents a methodology to predict well production performance in the Hanq oil field, which is a low permeability fractured reservoir. Integration of neural network with numerical simulation is employed. First we study the regularity of fluid flow and oil displacement mechanism by injection well group numerical simulation and analysis of production performance. Then we form the “expert knowledge” affecting production performance. The neural networks based on expert knowledge are trained using production data. This method will play an important role in future waterflood management and the design of recovery strategy for the Hanq oil field.     

微地震监测水驱前缘技术在哈得双台阶水平井的应用效果评价

哈得4油田薄砂层油藏首创采用双台阶水平井注水开发，然而双台阶水平井的动态监测是一个全新的课题，注入水朝哪个方向推进、主力驱替方位如何、水驱前缘波及何处都难以判断。示踪剂方法施工复杂、周期长、精度不够，只能粗略判断，而利用微地震监测水驱前缘技术，却可准确得到注水井的水驱前缘状况、注入水的波及范围、优势注水方向，为中后期合理调整、挖掘剩余油、提高最终采收率，提供了可靠的技术保障。     

大庆T30井区注水时移地震监测可行性研究

迅速发展的油田强化开采时移地震监测技术已被成功地应用于稠油热采监测中，但油田注水时移地震监测，特别是陆相薄互层油藏注水监测的研究却刚刚起步，时移地震能否用于监测注水动态，可行性分析是关键，利用Lumley等人（1997）给出的时移地震监测技术风险定量评价方法，对大庆T30井区葡一组油层注水时移地震监测的可行性进行了初步分析。结果表明，在现有条件下，在大庆油田开展注水时移地震监测工作是比较困难的，至少对T30井区葡一组油层而言，这一结论基本上是可信的。     

控水压裂技术在温米油田的研究与应用

吐哈温米油田属于低孔、 低压、 低渗油藏, 经过多年高速开采, 部分区块处于高含水开发阶段, 层内、层间和井间矛盾突出, 平面上油井距水驱前缘距离减少, 纵向上水淹层与油层交错存在, 裂缝前端容易沟通注水前缘, 导致压后高含水增液不增油, 另一方面缝高失控压窜上下水层或层内底水, 导致压后高含水, 严重影响了油田的开发效果。文章从控水压裂机理入手, 开展了控水压裂工艺技术对策研究, 形成了低排量、 多段塞、 相渗改变技术、 低伤害压裂液体系等配套技术, 在现场成功应用９井次, 有效率８ ８  ９ ％, 取得了较好的效果, 为油田的高效开发提供了技术思路。     

Integrating Neural Network and Numerical Simulation for Production Performance Prediction of Low Permeability Reservoir

Abstract

It is difficult to predict the production performance of low permeability fractured oil reservoirs. This is because complicated factors such as geological and engineering factors affect well production performance. This paper presents a methodology to predict well production performance in the Hanq oil field, which is a low permeability fractured reservoir. Integration of neural network with numerical simulation is employed. First we study the regularity of fluid flow and oil displacement mechanism by injection well group numerical simulation and analysis of production performance. Then we form the “expert knowledge” affecting production performance. The neural networks based on expert knowledge are trained using production data. This method will play an important role in future waterflood management and the design of recovery strategy for the Hanq oil field.