致密油提高采收率技术研究进展

近年来,完井工艺技术的发展使得致密油资源实现了商业开发,但致密油藏的原油采收率仍处于较低水平,有必要对致密油提高原油采收率（EOR）技术进行研究。本文在概述国内外致密油资源研究开发现状的基础上,总结了三种研究、应用较为广泛的提高原油采收率技术：注气开发、注水开发、渗吸驱油,并对比了各技术的优缺点,以期为提高致密油资源采收率提供借鉴。     

提高致密油藏原油采收率技术分析——以巴肯组致密油为例

致密油(页岩油)是世界未来油气开发的重要目标,现已成为北美地区重要的石油资源。以水平井分段压裂技术为主的非常规致密油气储层改造配套技术的研发和应用,推动了致密油产量快速增长,但采收率仅为5%~10%。为了有效开发致密油,美国和加拿大巴肯组致密油生产区研究和尝试了注水、注气、二氧化碳驱、化学驱等多种EOR方法。汇总了近几十年来致密油EOR室内研究和现场实例,总结驱油机理、成功经验与失败教训,推荐EOR方法在巴肯组应用的筛选标准,为世界其他地区致密油的开发提供了参考和借鉴。     

致密油藏注天然气提高采收率研究现状

随着我国石油需求量不断增加,致密油藏的开发也愈发重要。如何高效开发致密油藏是一项重点难点,其中致密油藏注天然气提高采收率是一个极具潜力的研究方向。因此,本文着重介绍以天然气作为能量补充介质在国内外的研究现状和应用现状,并且从两相特征等方面总结了理论研究中的一些机理,对致密油藏注天然气提高采收率的发展前景进行了一定的展望。     

二氧化碳强化致密油藏开发与地质封存研究

致密油在世界范围分布广,储量丰富,但开发难度大,开发过程产量递减非常快。即使水平井压裂技术取得了良好的效果,但采收率依旧不高,故需对地层能量进行补充^[1]。国内外大量研究表明,注气开发致密油是一种有效提高采收率的方法。随着社会的快速发展,在了解到能源消耗逐年增加,二氧化碳气体日益增多的背景,且通过实验表明二氧化碳具有较低的最小混相压力(MMP)的情况下。人们提出了注二氧化碳来提高原油采收率,并通过实现地质封存来减小环境压力,实现经济效益的方案。本文综述了二氧化碳强化致密油藏开发与地质封存的国内外研究现状,总结了注二氧化碳提高采收率以及地质封存机理,并进行了二氧化碳吞吐的数值模拟,解析了影响吞吐效果的因素;为进一步研究二氧化碳提高致密油采收率与地质封存一体化,缓解环境压力,实现可持续发展,提供了理论依据与基础。     

乾安扶余油层致密油有效动用技术

吉林油田乾安地区扶余油层为典型致密油资源,通过开展水平井参数优化设计、精细地质导向和投产方案优化设计等研究,形成了乾安致密油有效动用技术。该技术在吉林油田已得到广泛应用,适用性较好。“十三五”期间投产水平井达到效益开发标准,内部收益率大于6%,同时对吉林油田大情字井、大安、莫里青等非常规油气资源区块的开发具有一定的推广价值和借鉴意义。     

乐安油田南区火烧驱油提高采收率试验

通过热采筛选、物理模拟和数值模拟研究，综合论证了乐安油田南区吞吐后转火烧驱油开发的可行性，开展了火烧驱油油藏工程设计。南区火烧驱油试验已见到初步效果，为胜利油区同类油藏的开发提供借鉴的指导。     

致密油藏提高采收率现场试验进展和启示

通过详细梳理近年来国内外致密油藏提高采收率现场实施案例,分析了各类开发方式的效果,总结了现场试验中发现的问题及得到的启示.从国内外现场试验的结果来看:注气(CO2和天然气)是目前主流的开发方式;多数先导性试验取得了成功,原油采收率可提高3％～30％;实验室模型过于理想化,与现场试验效果差异较大甚至相悖;裂缝干扰和窜流导...     

低渗致密砂岩气藏提高采收率实验研究

针对我国典型的低渗致密砂岩气藏,通过大量岩心实验和露头剖面精细取心测试分析,研究了应力作用对储层渗透率的影响、储层非均质性以及储层含水饱和度等特征,选用有代表性的岩心,开展了系统的单相气体渗流,含水条件下的气相渗流以及气、水两相渗流实验,分析了低渗致密砂岩储层单相气体渗流形态,含水饱和度变化对气相渗流能力的影响以及气、水两相渗流特征;在此基础上,采用气藏开发物理模拟实验技术,模拟研究了气藏衰竭开采过程中储层渗透率、含水条件、配产与废弃条件、纵向储层渗透率差异、平面非均质(储层砂体间存在阻流带)等多种因素对低渗致密砂岩气藏采收率的影响,根据权重分析对这5类影响因素进行了排序,结果表明储层物性和储层含水饱和度对采收率的影响最大,权重分别占到0.24和0.38,为进一步提高气藏采收率奠定了基础。     

致密油多场重构驱渗结合提高采收率技术

建立渗流-地质力学耦合的嵌入式裂缝流动模型,进行致密油多场耦合模拟,揭示致密油长期注水后压力场、渗流场和应力场的变化规律,在此基础上提出了致密油多场重构驱渗结合提高采收率技术。研究表明：致密油长期注水开发后,压力扩散范围小,难以建立有效驱替系统,地应力的变化幅度呈现差异性,水平最小主应力变化幅度大于水平最大主应力,注水井地应力变化幅度大于生产井,注水井周围地应力转向幅度较大。多场重构驱渗结合提高采收率技术通过注水井转采和大规模压裂技术,重构人工体积缝网系统;通过压前补能、压中增能、焖井蓄能、驱渗结合的全生命周期能量补充方法,有效解决了大规模压裂后注入介质易窜流、能量难补充的问题;通过多井联动强化渗吸效应,重构复杂缝网下驱替与渗吸结合体系,由避缝向利用裂缝转变,提高微观波及效率和驱油效率。鄂尔多斯盆地华庆油田元284区块现场应用实践表明,该技术提高采收率12个百分点,可实现致密油规模效益开发。     

油田高台子致密油测井评价方法研究

针对松辽盆地北部大庆油田高台子致密油藏,采用地球化学研究结果与测井技术相结合的方法,建立了烃源岩特征参数的测井解释模型.在微观孔隙结构特征研究基础上,应用岩电实验和核磁实验资料,开展了储层有效性评价,为致密油层下限确定探索了一种新方法以岩石力学理论和实验为基础,建立了脆性指数、地应力等参数解释模型,形成了一套致密油测井评价技术,评价结果应用于研究区储层压裂改造、井位部署和储量综合评价中,见到了良好的效果.     

川中致密砂岩油藏表面活性剂驱油机理数值模拟

针对致密砂岩油藏开发过程中采收率较低的难题,以川中地区上三叠统须家河组致密砂岩油藏为例,结合油藏数值模拟,分析了注入速率、注入表面活性剂浓度、注入PV数对致密砂岩油藏采收率的定性和定量的影响,预测分析不同表面活性剂驱方案实施效果,给出在当前油藏条件下的最佳方案,得出了影响表面活性剂驱的主控因素。     

川口地区长6致密油藏成藏因素分析及储层评价

红河油田川口地区长6致密油藏油气富集程度及产能差异较大,通过油藏主控因素分析、储层四性关系研究对储层重新评价;结合探明区块开发情况,分析认为沉积相带、砂体厚度、储层物性、风化壳淋滤作用是影响油气富集程度的重要因素;基于试油结果及测井资料的研究,确定了该地区长6油藏储层的岩性与含油性下限、物性下限、电性下限,并分层位建立了吻合率较高的二次解释模型,对储层的综合评价和该区开发部署具有指导作用。     

致密油微观充注动态过程及控制因素

致密储层微观结构影响着原油在储层中的充注行为,制约着致密油的富集和分布规律。基于致密油充注模拟、恒速压汞、扫描电镜与核磁共振等实验,文章定量表征致密储层的原油充注行为和孔喉结构特征,剖析成岩作用、自生矿物生长形态以及孔喉结构特征对原油在致密储层中充注行为的影响。研究表明,原油充注过程可分为3个阶段：充注启始阶段、快速充注阶段和缓慢充注阶段,这是充注过程中驱替压力与毛管力的动平衡以及主要储集空间分布的结果。其中,快速充注阶段又存在两种增长模式,即持续增长模式和跳跃增长模式,这两种模式揭示了主流喉道半径分布特征的差异。通过分析发现,压实、胶结、溶蚀、自生矿物生长等成岩作用极大程度上影响着储集空间和喉道半径的尺寸和分布,决定了致密储层品质的优劣。故此,在油源充足的条件下,具备足够的驱动力和品质优良的储层,是致密油富集的关键,而开启的断层/微裂隙附近的砂体正是满足这些条件的有利区带。     

高浅北区常规稠油油藏提高采收率技术与应用

冀东油田高浅北区为一整装的常规稠油油藏,区块含油面积大,边底水活跃,依靠天然能量进行开发。因区块油水黏度比高,储层非均质性严重,油藏表现出边底水突进严重、含水上升快、采收率低的开发特征。近年来,针对油藏特点,大规模应用水平井技术,积极探索并不断完善边水油藏调剖、调驱技术,开发效果明显改善,采收率不断提高。从油藏工程的角度,介绍了水平井技术和边水调剖、调驱技术在高浅北区常规稠油油藏的设计及应用效果。     

大庆外围特低渗透油藏非线性渗流周期注水研究

大庆外围某特低渗透试验井区平面非均质性严重,周期注水利于驱动低渗透区原油。由于特低渗透油藏压力敏感性强,文中根据非线性渗流规律,进行数值模拟研究,优化周期注水方式。采用矿场实际数据,选取矩形五点井网,建立平面非均质模型,分析"增注—减注"方式与"增注—停注"方式的含水率、采出程度、有效驱动体系的建立及地层压力保持情况。结果表明,"增注—减注"方式比"增注—停注"方式采出程度高、驱油波及系数大、低渗区非线性及储层伤害影响小。分析结果对低/特低渗透油藏注水开发具有指导意义。     

鄂尔多斯盆地合水地区长7致密油储层伊利石成因

鄂尔多斯盆地合水地区长7油层组为典型的致密油储层,伊利石平均含量高达9.1%是其重要特征,也是控制储层性能的关键因素。扫描电镜、铸体薄片、能谱分析、X-衍射等分析表明,合水地区长7油层组发育浊流沉积的极细砂岩,孔隙类型以长石溶蚀孔为主,且发生溶蚀的长石均为钾长石;伊利石化学成分复杂,以分散杂乱片状为主,仅分布于残余粒间孔隙内,且岩石粒度越细伊利石含量越高;与相邻泥岩相比,粘土矿物相对含量相似,但砂岩中钾长石/斜长石比值小于泥岩。合水地区长7沉积时期火山活动强烈,具有早期蒙脱石形成的地质条件,同时伊利石产状具有蒙脱石化的特征,且镜下可见大量的杂基伊利石化,表明研究区伊利石主要由大量蒙脱石等杂基转化而来;而研究区最高古地温一般不超120℃,也无外来富钾热流体的加入,不具备其他成因伊利石大量生成的地质条件。     

青西油田裂缝-孔隙型致密油层保护

青西油田为自生自储式裂缝性油气藏，非均匀性强、埋藏深（4100－4700m），储集层主要为下白垩统下沟组致密的白云质泥岩、泥质白云岩和砂砾岩，主要储集空间为裂缝，其次为溶蚀孔、洞，极易遭受污染。针对青西油田下沟组储集层的损害情况，进行敏感性实验并分析损害机理，结合敏感性评价结果及现场试验结果，提出钻井、固井、完井、采油、修井等过程中的油层保护具体措施。表1参12（谢全民摘）     

边界层对致密油藏逆向渗吸的数值模拟

致密油藏开发过程中一般采用水平井多段体积压裂方法进行开采,近井基质被缝网充分切割,极大的增加了基质与裂缝的接触面积,压裂液或水通过缝网与基质发生逆向渗吸,因此无论压裂过程还是注水吞吐开发过程都不能忽视逆向渗吸作用的影响,另外由于致密储层流动规律不同于普通油藏,这导致致密油藏的逆向渗吸与常规油藏的逆向渗吸作用存在许多不同,为了准确模拟裂缝性致密储层中的渗吸作用,首先采用耗散粒子动力学的方法验证了致密储层微纳米喉道中渗吸过程中边界层的存在并得到渗吸过程中边界层厚度的变化规律,然后利用孔隙网络模型计算考虑边界层的关键渗流参数,主要包括渗透率、毛管力曲线及相渗曲线;并将计算获得的关键渗流参数应用到表征致密储层复杂缝网的数值模拟模型中,模拟结果显示边界层对渗吸作用具有抑制作用,当考虑边界层后储层的渗吸能力大幅度减弱,致密储层的渗吸采收率可能仅为不考率渗吸时的3/8而已,因此应当重视致密储层中边界层的存在,否则可能会高估储层的流动能力。     

The wettability with Ca2+ brine in a tight oil reservoir with zeta potential

Abstract

Based on Zetasizer Nano ZS instrumentation, the zeta potential with Ca²⁺ and tight oil reservoir were analyzed to study the abilities and microscopic mechanisms on reservoir characteristics of wettability. The results show that in the CaCl₂ solution, Ca²⁺ can reduce the surface hydrophilicity of tight sandstone, thus change the reservoir wetting characteristics. While increasing pH can improve reservoir wettability and facilitate tight oil development. Ca²⁺ can change the structural characteristics of tight reservoirs and crude oil. This provides a theoretical basis for our study of low salinity water flooding and recovery ratio.