高含水轻质油藏注空气提高原油采收率研究

从20世纪50年代起，火烧油层主要用于重油油藏。近几年，已将高压注空气作为火烧油层的驱替工艺之一应用到轻油油藏，并且已经证实高压注空气驱是一种有效的提高原油采收率方法。原油粘度的降低对于火烧油层工艺是非常重要的。相反地，对于高压注空气不是那么重要，这是因为轻油的原始粘度不如重油高。高压注空气被认为是一种烟道气注入过程，这是因为烟道气驱是高压注空气最重要的提高采收率因素之一。但是烟道气驱对于高含水饱和度油藏是无效地，而热效应则成为提高采收率的一种重要因素。 本文描述了水驱后轻油油藏高压注空气的可行性、采油机理和几个模拟研究，从而确定了影响原油采收率最重要的因素。 通过燃烧管实验和数值模拟进行了可行性研究。在燃烧管实验中观察原油的采收率。该实验所使用的压碎岩心先进行了水驱。实验结果表明高压注空气能应用到高含水轻油油藏。模拟结果也说明了其可行性。实验和模拟结果同时表明高压注空气热效应之一的蒸馏作用是高压注空气提高原油采收率的主要因素。 为获得最大的原油采收率，控制空气的注入量是非常重要的，因为空气的过早气窜会严重的缩短产油期。研究的结果表明，不仅完井设计，还有合理的调节空气的注入量都能提高垂向波及效率，并且行列注气驱替井网对于增加面积波及系数非常有效。     

高压注空气提高采收率的影响因素研究

近年来,高压注空气法在轻质油油藏中的应用取得了显著效果,并受到广泛关注。本文回顾高压注空气技术的发展过程及其最新进展,列举了几个典型的注空气项目及其主要参数。分析高压注空气技术的驱油机理认为,轻质原油注空气是一种以烟道气驱与热效应作用为主的驱油方式。基于对美国大量注空气项目的地质特征分析,总结了注空气项目的地质影响因素及油藏筛选标准,包括室内筛选标准和矿场筛选标准。从生产井、注入井及其他生产设施等方面,分析注空气安全方面存在的主要问题和解决措施。室内实验和矿场应用结果表明:高压注空气驱油技术是一项经济有效的提高采收率方法,特别适用于低渗透、高压、深层、轻质油油藏,既可用于注水后油田的三次采油,也适用于注水困难的低渗油田的二次采油,还可以与注水技术并用,保持地层压力及重力稳定驱油。备受关注的注空气安全问题也逐渐得到缓解,高压注空气技术前景广阔。     

新杜1块注空气低温氧化开发技术研究

对辽河油田新杜1块开展了原油与空气低温氧化高压反应容器静态实验和长岩心驱替动态实验．测试了反应前后O2和CO2气体含量的变化,计算了氧化反应速率、活化能、预幂律指数等氧化动力学参数,分析了发生低温氧化反应的可能性,同时,进行了提高采收率物理模拟实验．评估了低温氧化开发效果．为数值模拟研究和现场试验提供依据。静态实验表明,原油与空气发生了低温氧化反应,并且,温度越高反应程度越大;动态实验表明,低温氧化反应分为突破前的主力采油期、突破后氧气快速上升期和稳定期3个阶段,提高温度可以加剧氧气和原油的反应程度,缩短反应时间。同样,延长反应时间,也可以降低产出气中氧气的含量;利用大型动态驱替装置,测定了不同条件下空气驱提高采收率情况,显示最终采收率可达36％左右。     

润湿性对碱／表面活性剂／聚合物驱采收率的影响

本文总结了在碱／表面活性剂／聚合物驱（以后简称三元复合驱驱）驱油过程中，润湿性对采收率影响的室内研究。通过使用有机试剂，可以将水湿性贝雷砂岩改变为中性润湿和油湿。使用改进的Amott自吸法测定每块岩样的润湿性指数，使用室内岩心驱替实验，评价不同润湿性条件下三元复合驱和聚合物驱的驱替效率。实验结果表明，润湿性强烈影响水驱和三元复合驱的驱油效果，也是决定水驱和三元复合驱驱油采收率的重要因素。对于三元复合驱，水湿和油湿对获得高的油采收率是有利的，相反，在三种不同润湿性条件下，润湿性对聚合物驱采收率的影响很小。这些结论为在不同润湿性条件下，将三元复合驱和聚合物驱运用于油藏条件提供一个方向指导。     

化子坪西区长6特低渗透油藏空气泡沫驱可行性评价

化子坪西区长6油藏为特低渗透油藏,储层物性及孔隙结构特征差,油相渗流能力下降快,油层吸水能力相对较低,水驱开发效果较差。空气泡沫驱油技术是将空气驱油和泡沫驱油有机结合起来,具有调剖和驱油双重功能,适合特低渗透油层驱替开发。室内岩心驱替实验表明,长6储层岩心进行空气泡沫驱后,比水驱最终采收率平均提高6.9个百分点。甘谷驿采油厂唐80井区为长6油藏同类油藏,其开发实践表明,井区8个试验井组全部进行空气泡沫驱后,视吸液指数下降了71%,注入能力低于水驱井组,但含水下降至18.8%,比水驱井组低29.6个百分点,初期平均单井月增油11t以上,具有明显的控水增油效果。从地质、渗流特征、驱替效果、井网等方面考虑,长6储层适合水驱后转空气泡沫驱,建议在长6油藏进行空气泡沫驱试验和推广,以提高最终采收率。     

减氧空气驱研究、应用及发展

减氧空气驱是利用减氧空气发生系统、增压注入系统等将氧气体积比降低到10%以下的减氧空气注入油藏以驱替原油的开发方式,其主要机理是补充地层能量、依靠重力分异增加油藏上部驱替、降低界面张力,从而提高波及系数和驱油效率。减氧空气驱具有气源可就地无限量获取、技术成熟、成本低廉、安全可靠、稳定可持续等优势,在潜山油藏、高倾角油藏、低—特低渗透油藏、高含水后期油藏具有广泛应用前景,能够发挥有效补充油藏能量、驱替和控水稳油作用,已被辽河、浙江、吉林等油田的先导试验所证实:兴古7潜山油藏实施减氧空气驱后,注气井组日产油增加84t,油井油压提高1.1MPa,基本控制了注前迅猛锥进的底水,水淹井数未再增加;YJ和M613两个特低渗透油藏实施减氧空气驱后,日产油最高提高2.2倍,含水最高下降20个百分点。     

涠洲油田低渗储层长岩心驱替实验研究

中海油在南海西部海域的涠西南凹陷发现低渗透油气田。目前,该油田开发面临的主要问题包括:特低渗(渗透率小于10×10-3μm2)油藏储量所占比例大,如何提高低渗透储层产能,如何有效动用储量,以及注水开发可能存在注入能力低等。由于地层原油黏度低,油质较轻,注气开发是提高低渗透油藏采收率的有效手段;此外,该油田开发过程中将产生大量伴生气,有足够的气源。因此,采用油田伴生气回注是值得探索的提高采收率的方法。为此,有必要通过长岩心驱替实验,对低渗透油气田的注入方式进行评价优选,为编制海上低渗透油田开发方案提供依据。选取涠洲某油田流沙港组低渗透储层,通过室内长岩心驱替实验研究,综合评价了衰竭、水驱、气驱、气/水交替驱替时的驱油效率和渗流特征,从而为注水、注气驱提高采收率开发方式的选择提供实验数据支持和参考。实验结果表明:衰竭式开采方式效果最差,注水比注气效果要好,注液化气前置段塞+外输气驱的方式,能够达到最好的驱替效果。     

CO2混相压裂液提高采收率作用机理实验研究

柳1断块为低渗透油藏,呈现出采出程度低、采油速度低、水驱动用程度低的“三低”开发特征。为改善柳1断块的开发效果,开展CO₂混相压裂吞吐提高采收率矿场试验。为了明确CO₂混相压裂液提高采收率作用机理及主控因素,以室内实验为手段,开展高温高压条件下CO₂混相压裂液岩心驱替实验。利用高温高压长岩心驱替装置,进行储层渗透率、储层非均质性、原油黏度和不同压裂液添加剂等条件下的CO₂混相压裂液驱油效率实验,分析对比不同影响因素下的驱油效率规律,明确CO₂混相压裂液提高采收率的作用机制并分析主控因素。实验结果表明,储层渗透率、储层非均质性和不同压裂液添加剂等条件对储层提高采收率具有不同程度的影响,提高采收率的主控因素为添加剂的种类和渗透率,其中CO₂+增溶剂的驱油效率最好,提高储层渗透率可以有效提高CO₂+添加剂的驱油效率。在柳1断块稠油油藏开展CO₂混相压裂技术矿场试验,措施有效率100%,阶段增油10140t。     

三元复合驱体系乳化压差对驱替过程的影响

大庆油田已进入特高含水开发中后期,三元复合驱已成为"控水稳油"最具应用前景的提高采收率技术之一。国内外对三元复合体系的性质已做了大量室内研究,尤其是油藏中的乳化对提高采收率所起的作用是近年来研究的焦点,但对于驱替过程中,乳化作用所产生的乳化压差对采出液含水及提高原油采收率的影响分析较少。从室内物理模拟方面,利用实验室自制的弱碱烷基苯磺酸盐表面活性剂,在体系黏度相同,不考虑黏度压差时,与大庆油田目前正在使用的石油磺酸盐表面活性剂三元复合驱驱油体系作对比,考察乳化压差对驱替过程的影响。实验结果表明,两种表面活性剂三元体系均发生乳化,但新型弱碱烷基苯磺酸盐的乳化能力要强于石油磺酸盐,形成的乳化压差更大,驱替过程中稳油控水的能力更强,对采收率的提高更明显。     

气驱对辽河杜84块岩心润湿性影响研究

辽河油田杜84块为超稠油区块,近几年根据开发需要陆续开展了气体辅助驱油试验。实行气驱后,岩石润湿性往往会受到一定程度的影响,进而影响原油采收率。为此,在模拟油藏条件下,通过室内实验方法对天然岩心进行氮气、二氧化碳两种气体驱对岩石润湿性的影响以及染色法测量岩石润湿性的研究。对不同气体在不同温度压力条件下气驱实验得出的吸光度值,计算出溶液的浓度,利用相对水湿性公式计算出岩石润湿性。结果表明,辽河杜84块岩心样品表现为弱亲水性。在不同温度压力下氮气对岩石润湿性的改变程度均很微小,在误差范围内看不到润湿性变化。在油田开发阶段注入氮气驱油主要是补充地层压力和调整吸汽剖面。二氧化碳在不同温度压力下的驱替会对岩石润湿性产生一定影响,使岩石的弱亲水性变强,利于原油从岩石表面剥离,有助于提高原油采收率。     

高含水非均质油藏精细地质描述新技术及应用

在水力渗流单元理论研究基础上，综合应用地质、测井、岩心分析化验、生产测试等基础资料．对河南油田双河Ⅳ1-3油组测井资料进行数字处理。通过水力渗流单元划分，利用井间相控技术开展储层定量描述，建立水力渗流单元模型．利用数值模拟得到的油藏精细地质描述研究结果，结合油藏动态情况，对双河Ⅳ1-3油组实施注聚措施，预计比原水驱增产原油36．53×10^4t、提高采收率4．61个百分点。     

油层自生气提高采收率技术的发展

油层自生气提高采收率技术是一种具有技术集成特点的提高采收率新技术,是通过对注水井注入处理剂,然后在地层条件下各种化学药剂发生热化学反应,产生高温、高压,形成二氧化碳气体。该技术通过对污染层解堵、高渗层封堵、混合气驱和热采等一系列作用,提高注入水波及体积和驱油效率,产生降压增注效果,进而提高采收率的新技术。     

已开发低渗油藏CO_2与N_2驱实验研究

为深化研究已开发低渗油藏注气提高采收率机理,优化注气方式,通过采用长岩心物理模拟实验,考察油藏在目前地层压力条件下连续注CO_2驱、连续注N2驱、CO_2前段塞+N_2后续驱等不同注入方式下的气驱驱油效果。研究表明,N_2助推CO_2方式可有效提高原油采收率,实验产出关系曲线呈现"S"形态,分为3个阶段,采出程度的大幅增加主要发生在注气开发开采的第一阶段,对于衰竭开采后的注气实验,连续注CO_2驱、0.41HCPVCO_2前段塞+N_2后段塞的总采收率几乎相当,都超过了80%,因此采用N_2助推,如果CO_2段塞体积选择适当,其效果完全不逊于连续CO_2驱,而且降低了CO_2使用量,另N_2制备和运输整个流程中风险都较小,即使出现气体泄漏,也不会对环境造成太大伤害和影响,经济效益大幅提高。该研究成果将为低成本高效动用已开发低渗油藏提供技术支撑。     

变黏度聚合物驱提高采收率方法

利用室内物理模拟实验方法,采用有效渗透率分别为250×10-3μm2、500×10-3μm2和1000×10-3μm2三管并联岩心模拟非均质油层条件,在聚合物用量相同的情况下,分别采用恒定黏度聚合物和黏度逐渐降低的两种聚合物驱油方案,对比了两种方案提高采收率的效果。同时,利用研制的平面非均质人造可视平板填砂模型,对比了恒定黏度和变黏度聚合物驱油在模型上的波及面积。实验结果表明,在三管并联和填砂模型两种情况下,变黏度聚合物驱效果均好于定黏度聚合物驱,其中三管并联方式聚驱阶段提高采收率幅度增加4.48%,填砂模型波及体积增加了7.7%。结合实验结果,利用五点法平面模型和并联油层模型,探讨了变黏度聚合物驱可以扩大油层纵向和平面上的波及体积,进而提高水驱或聚驱后采收率的原因。分析认为,无论是平面非均质、纵向层内非均质,还是在层间非均质油藏中,变黏度聚合物驱油都可实现不断扩大波及体积的目的。     

SZ36-1油田聚驱后提高采收率方法探析

SZ36-1存在油水关系复杂、非均质现象严重、油井作业困难等因素制约研究区采收率。为进一步提高SZ36-1油田动用程度,采用数值模拟分析聚驱后剩余油分布位置,对二元驱、高浓度聚驱及气聚交替影响因素进行研究,并结合数值模拟结果对比三种方法驱油效果,优选适合研究区的提高采收率方法。结果表明：研究区属于稠油油藏,地下原油物性差异较大,剩余油主要分布在断层附近等注聚没有波及到、波及程度较低的部位;三种化学驱影响因素存在差异,其中二元复合驱受表活剂及聚合物浓度影响,高浓度聚驱受聚合物浓度、聚合物用量及注入速度影响,气聚交替注入驱气液比为关键因素;通过全区采收率模拟分析,认为聚驱后气聚交替注入驱替效果最好,但受限于气源,无法实现大规模全区注入,建议对油层顶部剩余油及一些化合驱不可及的区域进行局部注入,最后综合海上油田现场条件及生产情况,认为二元复合驱具有更高的适用性,可大大提高海上油田聚驱后采收率。     

强水驱凝析气田干气回注提高凝析油采收率的实例研究——挪威北海南维京地堑地区的Sleipner Ty油田

Sleipner Φst Ty油田是一个强水驱的凝析气田，含地下体积590亿平方米的天然气和5200万平方米的凝析油。该油藏由深层浊流砂岩和伴生泥岩隔层组成。油藏质量优良，空隙度高，油层渗透率从100到1000mD。 该油田从1993年开始投产，原始地层压力为244巴，稍高于露点压力1巴。1996年开始大规模的干气回注，并在接下来的两年里随着油层压力的提高，凝析油气比也随之增加。截止到2005年，已经累计注干气290亿平方米。干气回注主要是通过增加垂直和面积扫油效率将析出的凝析油重新气化。同时通过在井下注入化学气体示踪剂用来监测分析干气在油藏中的流动情况，从而鉴别未驱替区域，并通过调整井间干扰和打加密井来更换驱替方式。 后因为被锁在井下的注入干气比例过高，停止注气。复合油藏模拟显示回注干气的．10％至20％在油藏的北部区域聚集，而未被采出。注入气体不能被二次采出的可能性很高，因为将南部生产井和北部注入井分开的鞍部已经被部分水淹。 通过循环注气可以将原来预计的50％的衰竭式开发采收率到现在预计的81％的最终采收率，从而大大提高了凝析油的采收率。目前（2007年）的凝析油采收率为76％。     

化学驱采收率与三元复合驱体系黏度匹配关系研究

三元复合驱体系黏度是影响驱油效果的重要因素,为了研究其对化学驱采收率的影响,开展了不同黏度三元复合驱体系物理模拟驱油实验。驱油实验结果表明,在同一渗透率条件下,三元复合驱体系黏度过高或过低都不能达到最好的驱替效果,只有在某一体系黏度范围内,体系注入压力既保持了较高的升幅速度和升幅压力,又不会造成岩心堵塞,出现注入压力的突升突降,延长了三元复合驱体系在岩心中的作用时间,提高了三元复合驱体系波及体积能力和洗油效率,化学驱采收率才能达到最好效果,即化学驱采收率与三元复合驱体系黏度存在特定匹配关系。室内物理模拟驱油实验表明,岩心渗透率为0.5μm~2时,与该渗透率相匹配的体系黏度范围为20~30m Pa·s。大庆油田北二西矿场试验结果也说明,三元复合驱替体系在相匹配的黏度范围内,化学驱效果好,采收率达到29.02%。     

稠油火驱注采参数优化研究与应用实践

以曙光油田薄互层稠油杜66区块为研究对象,运用理论和现场实践方法,优化了火驱驱替层段、注空气强度、引效井点、引效层段、引效强度五项火驱注采参数。根据88个火驱井组燃烧状态差异,分析空气强度对井组燃烧状态的影响,制定了火驱不同开发阶段注空气强度标准;根据350口生产井见效程度差异,分析生产井见效程度不同的原因,优化了引效井点、引效层段、引效强度。现场应用表明,燃烧状态直接决定井组见效程度,燃烧状态由驱替层段、注气强度等注入参数和引效层段、引效强度等采出参数决定;缩短注气层段可有效改善纵向动用,提高井组效果,注气强度设计应根据井组驱替阶段的差异动态调整,特别是热效驱替阶段应逐步增加注空气强度,火线形成阶段最佳注空气强度范围为500～800m³/m(标准),稳定驱替阶段最优注空气强度为范围为800～1200m³/m(标准);通过调整引效周期、引效强度可以实施差异化引效,提高火驱层段见效程度,降低开发成本,提高经济效益。     

特低渗透油田注空气驱油调研及认识

海塔油田经过近十年的勘探开发,年产油已达80×104t,成为大庆油田外围上产的主产区.但海塔油田探明储量中特低渗透储量比例高,渗透率小于2×10-3μm2的储量接近一半.针对海塔油田特低渗透储量比例大,常规注水开发难以有效动用的实际,积极探索特低渗透油田难采储量有效动用新途径.通过国内外文献调研,对特低渗透油田注空气技术,包括适用条件、注入方式和用量、跟踪分析调整、应用效果、采油工艺及地面设备等进行调研,为特低渗透油藏实施注空气驱油提供借鉴.同时,结合海塔油田的实际,在国内海拉尔油田优选出先导试验区,开展注空气驱现场试验,见到了初步效果.试验结果表明,海拉尔油田注空气驱油具有一定的可行性,可以有效动用部分难采储量,加快海塔油田上产步伐.可见,对于特低渗透油藏,空气驱的技术经济效益明显好于水驱,注空气开发技术可作为一项战略性技术储备,为提高特低渗透油藏最终采收率提供技术支撑.     

稠油油藏注空气改善开发效果研究与试验

杜80块油藏属超稠油油藏,含油面积为1.68km2,石油地质储量为1012×104t,采用注蒸汽吞吐开发,累积产油89.69×104t,累积注汽254.7×104t,累积油汽比0.38,阶段采出程度7.4%,采油速度0.62。伴随着多轮次蒸汽吞吐开发,油层低压力、低油气比矛盾越来越突出,周期递减逐渐加大,效果越来越差,汽窜呈逐渐加剧趋势,严重影响区块油井产量。提出应用注空气辅助蒸汽吞吐技术改善开发效果。对于稠油油藏,注空气驱油机理主要是燃烧产生的热和蒸汽,使原油降黏。与热力采油和化学采油技术相比,注空气技术在操作成本、采收率、经济效益等方面具有明显优势。理论研究及现场先导试验显示,注空气辅助蒸汽吞吐技术适合于井间气窜不严重、油层温度高(100℃)、油层动用不均衡、地层有倾角、地层压力低、胶质和沥青质含量相对较高的井,可以改善普通稠油、超稠油低产低能问题,恢复地层压力,改善稠油蒸汽吞吐效果。同时,通过合理监测及细化生产管理,亦可保证现场操作安全可靠。