稠油油藏高温凝胶改善蒸汽驱开发效果可视化实验

针对稠油油藏蒸汽驱汽窜现象严重的问题,为了研究高温凝胶改善稠油注蒸汽开发的效果,利用二维可视化物理模拟设备,通过图像采集系统对比了注入高温凝胶前、后的图像,并全程跟踪了蒸汽驱开发稠油时汽窜产生的过程以及注高温凝胶后蒸汽驱油层的波及情况,据此研究了利用高温凝胶改善蒸汽驱开发效果的微观机理。实验结果表明:稠油蒸汽驱过程中,由于压力梯度的差异,注采井间容易形成窜流通道;蒸汽在油层中产生明显的指进现象,从而降低蒸汽的波及范围,窜流通道两侧存有大量的剩余油;凝胶溶液首先进入窜流通道,并占据颗粒间的大孔隙,成胶之后对高渗通道有良好的封堵作用;后续注入的蒸汽绕过主流通道,能够进一步驱出剩余油。驱油结果表明:注入凝胶之后的最终波及效率能够达到70.44%,最终驱油效率达到60.45%,分别比单纯蒸汽驱提高了22.35%和15.17%。     

直井-水平井组合蒸汽氮气泡沫驱物模实验

稠油开采在蒸汽吞吐（CSS）阶段出现的高渗层蒸汽窜流影响了开采效果,利用稠油油藏水平井开采可以增加泄油面积,增强导流能力,提高最终采收率,但用水平井开采稠油更易受窜流通道的影响,造成水平井段动用不均、高含水等问题。笔者采用三维物理模拟手段研究了直井-水平井组合蒸汽氮气泡沫驱提高采收率机理,用不同驱替阶段平面和剖面三维温度场数据评价了蒸汽驱转蒸汽氮气泡沫驱温度场发育效果。在高含水下采用氮气泡沫辅助蒸汽驱后,含水率先降、后升,最终采收率为63.3%,相比蒸汽驱提高了6.2%。蒸汽氮气泡沫驱降低了蒸汽单井突进和蒸汽超覆现象,增加井间波及区域,扩大了整体的波及体积,改善了蒸汽驱效果。     

高温复合泡沫体系提高胜利油田稠油热采开发效果

地层非均质性使得稠油油藏注蒸汽多轮次吞吐开采后期开发效果变差.伴蒸汽注入氮气和泡沫剂可有效提高蒸汽的波及效率和驱替效率,改善稠油热采的开发效果.针对胜利油田稠油油藏特点,研制了一种新型高温复合泡沫剂FCY（该泡沫剂在310℃、气液比1：1条件下阻力因子达到20以上）,并研究了温度、矿化度、剩余油饱和度对其封堵效率的影响.FCY体系提高稠油油藏采收率实验表明：FCY泡沫剂可有效降低油水界面张力,提高注入蒸汽的驱替效率;伴蒸汽注入FCY体系可以提高稠油油藏采收率,降低含水率;氮气和泡沫剂合注为最佳注入方式.胜利油田现场应用证明,高温复合泡沫体系FCY可有效改善热采稠油油藏吞吐开发效果,封堵大孔道,防止汽窜.图8表1参10     

氮气泡沫辅助蒸汽驱提高稠油采收率技术研究

泡沫辅助蒸汽驱能够有效抑制蒸汽"超覆"和气窜现象,提高热能的利用率,从而进一步提高稠油油藏的采收率。利用物理模拟和数值模拟技术,研究了泡沫辅助蒸汽驱的开采特征和开发效果。研究结果表明:泡沫能够有效封堵高渗岩心,使得后续蒸汽更多的进入低渗岩心,改善蒸汽的驱油效率;泡沫有效抑制了蒸汽的气窜,使得蒸汽更多的进入油层中部和下部,改善了吸汽剖面,提高了热能的利用率,提高了油藏的最终采收率。     

稠油热采氮气泡沫调驱技术实验研究

蒸汽窜流是蒸汽驱开采中影响开发效果的主要因素,为了有效解决蒸汽驱过程中蒸汽超覆和汽窜现象造成的驱替波及系数小、采收率低、油藏动用程度差等问题,开展了稠油热采氮气泡沫调驱技术研究,通过进行高温发泡剂的静态性能评价实验研究和蒸汽氮气热力泡沫调驱物理模拟研究,为下步泡沫调驱工作的开展奠定基础。     

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。     

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%。     

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%。     

北京恩佛伦特油田蒸汽中加助剂驱油

近30年来，注蒸汽采没已成为技术经济可行的采油技术，然而，注入油藏内的蒸汽存在着重力分异，横向、纵向波及系数小等问题，使得许多稠油油藏的采收率过低。现场经常遇到的问题是注入蒸汽过早地突破油层进入生产井，引起蒸汽窜槽。如果能设法控制窜槽，我们想信一定能提高蒸汽驱的总采收率。本文是能源部完成的费用分享合同－常规蒸汽驱过程中加入助剂以降低蒸汽窜槽。     

孤东油田九区稠油油藏化学蒸汽驱提高采收率技术

稠油油藏在经历了蒸汽吞吐和蒸汽驱开发后,随着注蒸汽井吞吐次数和开采时间的增加,产量递减快、汽窜严重等现象成为开发中后期面临的共性问题,同时也严重制约了该类油藏采收率的大幅提高。化学蒸汽驱在注入蒸汽或热水的同时,加入泡沫体系,利用泡沫体系"堵水不堵油"和"堵低更堵高"的特点,改变注入介质的流动方向,抑制蒸汽超覆和汽窜,补充地层能量,可达到提高稠油油藏采收率和经济效益的目的。根据数值模拟研究和开发实际,设计了孤东油田九区化学蒸汽驱注采参数:泡沫驱后平均注汽速度为3.9 t/h,采注比为1.3,泡沫剂质量分数为0.5%,段塞长度为氮气与泡沫剂段塞注30 d停60 d,在整个过程中蒸汽连续注入。研究结果表明,与未调整的老井相比,调整后泡沫辅助蒸汽驱可生产11 a,新增产能为1.15×10~4t,提高采收率为14.63%。     

浅层特稠油油藏氮气泡沫驱主控因素分析

特稠油油藏在蒸汽驱后期往往存在吸汽剖面不均、蒸汽波及体积减小、热效率降低等问题,严重制约了蒸汽驱采收率的提高,而蒸汽驱后转氮气泡沫辅助蒸汽驱能有效提高波及系数,增加蒸汽波及体积。以河南油田某井区油藏参数为基础建立机理模型,在此基础上对特稠油油藏蒸汽驱后转氮气泡沫辅助蒸汽驱各影响因素进行分析,最终通过正交数值实验分析方法确定其主控因素。结果表明,采注比为氮气泡沫辅助蒸汽驱的主控因素,各因素对采出程度的影响程度大小的排序为采注比、注入段塞体积、注汽强度、发泡剂浓度、气液比。研究结果为特稠油油藏蒸汽驱后期最优方案的制订提供了依据。     

稠油油藏尿素泡沫辅助蒸汽驱三维物理模拟实验

稠油油藏蒸汽驱过程中,经常出现蒸汽超覆和窜流等现象,导致蒸汽波及系数小,原油采收率低。为此,利用三维驱替实验系统,分别进行纯蒸汽驱、蒸汽驱转尿素辅助蒸汽驱和蒸汽驱转尿素泡沫辅助蒸汽驱3组实验。结果表明:纯蒸汽驱驱替效果不理想,而蒸汽驱转尿素辅助蒸汽驱和蒸汽驱转尿素泡沫辅助蒸汽驱的驱替效果要好于纯蒸汽驱。蒸汽驱转尿素辅助蒸汽驱和蒸汽驱转尿素泡沫辅助蒸汽驱实验在转驱点后,瞬时油汽比分别提高0.24和0.27,采出程度分别提高9.56%和16.29%,进出口压差最大提高0.18和0.33 MPa,瞬时含水率分别降低15.77%和36.80%;从三维温度场变化可知,尿素辅助蒸汽驱可扩大蒸汽波及区域,但效果不明显,而尿素泡沫辅助蒸汽驱可以有效抑制蒸汽超覆和窜流,提高蒸汽波及系数和原油动用程度。综合对比指标可知,尿素泡沫辅助蒸汽驱的驱替效果最好。     

泡沫改善间歇蒸汽驱开发效果

间歇蒸汽驱是提高稠油热采区块采收率的有效方式,伴随着汽驱轮次的增加,注汽井同生产井之间出现严重汽窜,导致生产效果急剧变差,为此,进行了高温泡沫封堵蒸汽汽窜提高蒸汽驱采出程度研究。利用蒸汽驱物理模拟装置、高温界面张力仪对适用于不同温度的泡沫剂驱替性能、界面张力进行评价,确定不同泡沫剂最佳作用温度;对现场注入气液比、注入方式进行优化研究,确定现场施工方式。研究表明,FCYL和FCYH组合注入效果优于单注一种泡沫剂,伴蒸汽注入氮气泡沫剂后驱替效率提高30个百分点。2004年在胜利油田单56-10-X8间歇蒸汽驱井组实施高温泡沫改善开发效果现场试验,现场应用表明,高温复合泡沫体系可大幅度改善间歇蒸汽驱热采稠油油藏开发效果,是进一步提高稠油热采油藏采收率的有效手段。     

泡沫封堵调剖技术在热采中的应用

泡沫封堵调剖技术通过在大庆油田北东块喇9-P191井聚驱后蒸汽吞吐、葡浅12稠油区块蒸汽驱、杏北油田南部杏7-1-33井水驱挖潜剩余油3个现场试验的应用取得了较好的效果.对蒸汽驱而言,注泡沫剂的目的是控制与阻止蒸汽沿高渗透层段窜流及蒸汽超覆作用,以提高低渗透层段蒸汽波及程度;对蒸汽吞吐开采而言,其目的也是选择性地封堵或限制吸汽量过大的油层,扩大纵向吸汽厚度,改善吞吐开发效果,并为以后的蒸汽驱开采创造有利条件.另外,对于水驱开采油藏,注氮气泡沫的目的是对高含水层和高渗透带的选择性封堵及提高驱油效率的作用.3个试验区应用效果表明,氮气泡沫封堵调剖技术是调解油层层间和层内矛盾的有效手段,具有很好的应用前景.     

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.     

不同韵律稠油油藏注蒸汽后期转热水驱试验研究

针对稠油油藏注蒸汽开发后期进一步提高原油采收率的问题,以物理模拟技术为手段,研究了不同韵律(正韵律、反韵律、复合韵律)储层蒸汽驱转热水驱的开发特征.研究发现,对于正韵律储层,注入蒸汽在高渗带窜流和蒸汽超覆作用的共同影响下波及体积较大,蒸汽驱的开发效果较好;对于反韵律储层,转热水驱时注入热水首先沿上部的高渗带突进,同时由...     

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%。     

近临界蒸汽驱技术在低渗透油藏中的应用

针对大庆朝阳沟低渗透油田在注水开发过程中注采能力差等问题,应用室内实验、油藏工程分析及数值模拟手段,研究了低渗透油藏蒸汽驱提高采收率机理、不同注入介质的注采能力、裂缝系统对蒸汽驱波及效果的影响,以及适合该低渗透裂缝性油藏蒸汽驱的最优井网、井距及蒸汽驱注采参数.研究表明,与稠油蒸汽驱不同,低渗透油藏蒸汽驱过程中,注入蒸汽是一种近临界状态的高温、高压、高热焓、低比容、低干度的蒸汽,注入蒸汽显著降低了原油黏度、改变了岩石的润湿性、提高了原油蒸馏率、降低了启动压力梯度,大幅度提高了开发效果.目前该油田已开展了3个井组的注蒸汽矿场试验,开发效果显著.     

稠油油藏热化学驱油体系扩散规律

针对稠油油藏在蒸汽驱过程中易发生汽窜,导致波及系数减小、采收率降低等问题,使用化学剂辅助蒸汽驱的热化学驱油技术得到发展。针对热化学驱油体系内化学剂扩散规律不明确、矿场应用效果存在差异的问题,在物理模拟实验基础上,建立机理模型,通过定性、定量研究降黏剂和泡沫在不同体系下的扩散规律,并考虑压力影响,得以明确化学剂扩散规律。研究表明：降黏剂段塞主要沿优势通道扩散,加剧汽窜,泡沫段塞在扩散中起到封堵调剖作用,促进蒸汽腔均匀扩展;两者间存在相互影响,降黏剂段塞应置于泡沫段塞后,可使主流线方向汽窜速度降低8%,泡沫物质的量浓度提高30.0%;同时应保证一定驱替压差,压力可使化学剂波及范围、平均物质的量浓度分别提高2.3、1.0倍。研究结果对稠油油藏热化学驱方案设计具有参考价值。     

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。