新疆浅层稠油油藏氮气辅助蒸汽吞吐提高采收率研究与应用

新疆浅层稠油油藏由于原油粘度高,埋藏浅,地层温度低,天然能量不足,油藏流体不具备流动性;注蒸汽热采,随吞吐轮次增加,递减加大,采油速度降低,存水率升高,油汽比下降,效果变差,开采难度加大。为提高稠油开发效果,通过稠油注氮气作用机理研究、物理模拟研究、注蒸汽加氮气吞吐数值模拟研究,确定油藏物性界限条件、氮气注入方式及合理的注采参数与时机。进行稠油注氮气提高开发效果试验取得成功,并首次将大规模工业化注氮应用于新疆九7＋8区齐古组浅层特超稠油油藏,开发效果显著。为改善稠油开采效果,提高吞吐阶段采收率,减缓稠油产量递减提供一条有效途径。     

浅层超稠油油藏蒸汽驱可行性及潜力评价

随着超稠油油藏蒸汽吞吐注汽周期的增加,地层压力大幅下降,开采效果变差。在分析油藏温度、压力和饱和度"三场"的基础上,论证油藏蒸汽吞吐转蒸汽驱进一步提高采收率的可行性。并通过油藏数值模拟方法确定该区块蒸汽驱最优注采参数,对最优参数预测结果进行经济评价。研究表明,蒸汽驱在技术和经济上都具备可行性,可以作为蒸汽吞吐后续接替技术,进一步提高稠油油藏采收率。     

热力泡沫复合驱提高稠油采收率研究

蒸汽驱开采稠油油藏时存在蒸汽超覆和蒸汽窜流,降低了蒸汽的波及效率.国内外采用注蒸汽的同时添加非凝析气体和耐高温起泡剂,进行热力泡沫复合驱,取得了令人满意的效果.利用物理模拟驱替实验和数值模拟技术,研究了热力泡沫复合驱提高稠油采收率的机理及开发效果.实验研究表明:蒸汽驱转热力泡沫复合驱后,驱油效率在蒸汽驱的基础上提高38.5%,达到81.0%.辽河高升油田的数值模拟研究表明:热力泡沫复合驱的采收率高于单一蒸汽驱,泡沫能够封堵蒸汽窜流通道,抑止蒸汽超覆,改善油藏的温度分布,是一种行之有效的三次采油方式.     

蒸汽吞吐后期提高采收率技术筛选研究

针对稠油油藏蒸汽吞吐后期汽窜严重的现象,开展了蒸汽泡沫调驱的室内实验研究,绘制了吞吐后期提高采收率措施选择图版。利用数值模拟技术,对埕南91块超稠油田进行了提高采收率措施优选,优选结果与图版法得到的结果相同,证明了图版的正确性,为类似稠油油藏提高采收率方法的选择提供了借鉴。     

注CO2改善超稠油开采效果研究

针对单家寺单113块油田超稠油油藏原油密度大、粘度高、含胶质高、凝固点高和烷烃含量低的特点,提出了超稠油注入CO2改善超稠油开采效果的采油工艺技术。通过对超稠油油藏注入CO2开采的试验,研究超稠油注入CO2的影响因素,并对单113块进行了注入CO2蒸汽吞吐的矿场试验。试验效果表明,注CO2蒸汽吞吐对单家寺油田超稠油油藏的开发具有重要的指导意义。     

水平井动用状况改善方法研究

为改善油藏动用状况,缓解超稠油直井蒸汽吞吐进入高速周期递减的难题,对油藏均质性及剩余油分布不规律等因素进行分析.结合现场应用认为,新钻水平井可采用循环预热方式保证蒸汽循环加热水平段,对于井间加密水平井可采用双管注汽、CO2调剖、直井辅助吞吐等方式有效改善水平段动用状况,提高油井采收率.     

低渗透油藏自适应弱凝胶辅助氮气泡沫复合调驱体系

针对陕北裂缝性低渗透油藏物性差、非均质性严重及传统调剖效果差问题,研究自适应弱凝胶辅助氮气泡沫复合调驱技术中弱凝胶和氮气泡沫的配伍性,优化复合调驱体系的注入参数,评价复合调驱体系的驱油性能.结果表明:复合体系具较好复配性,室内优化凝胶段塞大小最优注入体积为0.3PV,泡沫最优注入体积为0.6PV,在设备允许的条件下尽量用小段塞、多轮次注入泡沫液;水驱高含水率后,优先注入凝胶段塞,再注入泡沫,调堵效果最好,复合调驱体系双管岩心驱替相对提高采收率幅度达43.69%;矿场试验井组含水率由80%下降至62%,单井日产油量由0.27m3增至0.70m3.复合调驱技术在GY油田具有较强适应性,大幅度提高油田采收率,可为同类油藏增油控水提供借鉴.     

超稠油油藏蒸汽吞吐稳产技术对策研究

以辽河油田曙一区超稠油油藏为例,利用蒸汽吞吐温度场、饱和度场拟合结果及高温吸汽剖面、产液剖面、井温剖面等现场监测资料,分析了超稠油单井常规蒸汽吞吐高周期递减的主要因素.研究表明超稠油单井常规蒸汽吞吐油层动用程度低、油井供液能力下降是高周期递减的主要因素.针对这些因素,强化机理研究,加大室内实验和现场试验力度,提出了多井同步蒸汽吞吐、间歇蒸汽吞吐、高温调剖、一注多采等稳产技术对策.在现场应用后,有效地缓解了超稠油高周期蒸汽吞吐产量递减,周期递减由8.31%下降到3.25%,相同周期产油量高于单井常规蒸汽吞吐200 t左右,油汽比提高0.03.     

强水窜油藏凝胶/CO2复合吞吐三维物理模拟

针对华北油藏,选取淀粉凝胶在室内开展配方优选及性能评价,随后采用三维水窜模型开展凝胶/CO₂复合吞吐室内物理模拟实验,并提出了通过凝胶/CO₂复合吞吐提高采收率的方法。结果表明,优选的凝胶体系具有良好的注入性能,小剂量凝胶体系即可在水窜通道中形成I级刚性凝胶,其阻力系数仅为4.36,残余阻力系数高达604.70。三维物理模拟实验结果表明,凝胶/CO₂复合吞吐可提高采收率11.36%,降低含水量至4%～18%。在淀粉凝胶封堵强窜通道后,CO₂可有效置换近井地带剩余油,同时边水可动用基质内部剩余油,在CO₂和边水的双重作用下,大幅度提高强水窜油藏采收率。     

高效稠油降粘剂的性能评价及现场应用

稠油超稠油区块进入多轮次吞吐后期普遍存在蒸汽驱替效率低、油汽比低、经济性差的问题。部分区块由于注汽压力高而导致无法正常注汽。通过室内实验研究表明，伴蒸汽注入高效稠油降粘剂CY—2可以明显提高蒸汽的驱替效率、降低注汽压力，提高注汽周期的产量及油汽比。该项技术在滨南单家寺油田大面积推广，取得了良好的经济效益，为提高稠油超稠油区块注汽开发的效果及经济性提供新的途径。     

稠油泡沫驱起泡剂体系的研究

稠油油田泡沫驱过程中,单一起泡剂性能不稳定,针对这一难点问题,设计了一种新型泡沫驱起泡剂体系。采用Waring⁃Blender搅拌法,以泡沫综合指数和耐温抗盐性能为评价指标,对初步筛选得到的甜菜碱、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和十二烷基硫酸钠（SDS）4种起泡剂进行优选,最优起泡单剂为甜菜碱、CTAB。将两种起泡单剂进行不同比例的筛选,最终优选出质量比2∶1的CTAB与甜菜碱体系,并对其进行洗油能力测试和填砂管模拟实验。结果表明,该起泡剂体系耐温抗盐性好,洗油能力强,并且在填砂管模拟实验中对蒸汽驱加泡沫驱与蒸汽泡沫交替注入驱两种驱替方式进行对比,发现将蒸汽和泡沫流体交替注入油藏的驱油方式得到的原油采收率可达60.7%,具有一定的参考价值。     

注氮气改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果

蒸汽吞吐后期随着地层能量枯竭和井筒周围含油饱和度减少，周期含水升高，油气比下降，开采效益变差。注氮气是改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果的有效途径，其主要增产机理是增加蒸汽波及体积，补充驱动能量，进一步降低残余油饱和度和提高回采水率。模拟研究表明，在吞吐后期宜采取先注氮气，后注蒸汽的注入方式，并且存在一个优化的周期注氮量。     

水驱后油藏注蒸汽开发的适应性研究

热力采油技术在水驱油藏中的应用已引起国内外专家的兴趣.为确定水驱后油藏适宜转注蒸汽的油藏条件,应用油藏数值模拟方法,研究了水驱后剩余油饱和度、油层厚度、净总厚度比、油层的非均质性、原油粘度等主要油藏参数对水驱后油藏转注蒸汽开发效果的影响规律,给出了水驱油藏适宜注蒸汽开发的油藏条件.水驱后的剩余油饱和度是影响水驱油藏能否转注蒸汽开发的主要因素,当剩余油饱和度不小于0.4时,水驱后油藏可转注蒸汽开发.应用该油藏条件可对水驱后油藏能否转注蒸汽开发作粗筛选.     

K稠油油藏开采优化数值模拟研究

我国西部K油藏为浅层稠油油藏,油层平均埋深240 m,属于边缘氧化型稠油油藏.针对K油藏开发过程中注入蒸汽波及的效率低,热连通不充分,油汽比低,经济效益差的现状,选择该油藏有代表性的井组,利用数值模拟方法,对该油藏连续汽驱、间歇汽驱、低干度汽驱等技术方案进行了深入的研究,综合经济因素和最终采收率确定了合理的开发方案为高注汽强度的间歇汽驱,注汽强度80～100 m3/d,注汽周期为6个月.数值模拟结果对油田实际开发有指导作用.     

二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究

针对大庆油田的典型非均质区块,利用三层正韵律非均质人造岩心,进行了岩心驱替实验,开展了二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究,对体系的注入参数进行了优化,并探讨了低界面张力表面活性剂/聚合物(SP)二元体系与泡沫体系交替注入来提高采收率的可行性。结果表明,在水驱采收率接近的情况下,保持驱油体系总注入量一定,低界面张力二元体系与泡沫体系的交替方式不同,提高采收率的幅度不同。单周期注入0.05 PV泡沫基液+0.05 PV N₂+0.10 PV低界面张力二元体系,周期注入量为0.20 PV,交替轮次为3次的注入方式为最优注入方式,该注入方式下交替驱油体系的阶段采收率最高,在水驱的基础上提高了21.82%。     

稠油油藏注蒸汽开发井间汽窜描述与影响因素

稠油油藏在注蒸汽热力采油过程中,井间一旦发生汽窜,导致蒸汽无效循环,将严重制约蒸汽波及体积的扩展和原油采收率的提高。用二维可视化实验装置,研究稠油油藏注蒸汽开发过程中的汽窜现象以及剩余油分布特征,再利用数值模拟方法研究井间汽窜的影响因素。结果表明,多孔介质中蒸汽的推进实际为蒸汽驱动冷凝水与变温热水驱动原油的渗流过程;驱动前缘以外,油藏温度逐渐降低,呈现常规非活塞水驱油特征,水的渗流速度快于原油,呈现明显的突进现象,窜流通道两侧留有大量剩余油,注采井间汽窜时的平面波及系数仅为43.16%;而在热波及区域内,存在绕流残余油与角隅滞留油。影响井间汽窜的主控因素包括：井位与高渗带位置关系、平面非均质性、厚度、原油黏度、注汽速度等。     

裂缝性低渗透油藏氮气泡沫调驱技术研究

针对裂缝性低渗油藏水驱开发中水窜严重的问题, 开展了氮气泡沫调驱技术研究。采用实验和数值 模拟相结合的方法研究了氮气泡沫对裂缝性低渗油藏的封堵性能和驱油性能。结果表明, 氮气泡沫调驱“ 控水增 油” 效果显著, 可以有效的封堵裂缝通道, 扩大驱替流体的波及体积, 提高裂缝性油藏的采收率。氮气泡沫调驱可在 水驱基础上提高采收率1 0%以上, 并且注入方式多样, 易于现场施工, 适用于裂缝性低渗油藏开发中后期提高采收 率。     

不同韵律油藏蒸汽驱后转热水驱物理模拟研究

针对普通稠油油藏,利用三维剖面模型分别进行反韵律、正韵律和复合韵律油藏注蒸汽开发,后期进行转热水驱或水汽交替注入开发的物理模拟研究。结果表明,注入蒸汽由于重力超覆作用而向油藏顶部运移,和正韵律油藏相比,反韵律油藏顶部更容易形成蒸汽的窜流通道;而转热水驱或水汽交替注入后,注入热水携带油藏中蒸汽的剩余热量向油藏下部运移,从而有效动用油藏中蒸汽驱的剩余油,改善稠油油藏的开发效果,降低生产井的含水率。蒸汽驱后转水汽交替注入的驱油效率比转热水驱的驱油效率有所提高,水汽交替注入实施过程中含水率出现大幅度降低,增油效果明显。     

蒸汽吞吐机理数值模拟与正交试验分析

目前蒸汽吞吐是稠油开发中最常用的生产方法,其开采机理主要为地层能量驱动、原油加热降黏、加 热改善油水相对渗透性、液体热膨胀和近井地带解堵。但是,关于各种机理对蒸汽吞吐贡献的大小问题却鲜有论 述。利用油藏数值模拟软件,采用正交试验分析方法进行研究的结果表明,这五种机理对吞吐采收率的贡献从大到 小的顺序为地层能量驱动、原油加热降黏、近井地带解堵、液体热膨胀和加热改善油水相对渗透性,并且前两者起决 定性的作用,是蒸汽吞吐能否取得较高采收率的关键。研究结果可指导设计人员高效地进行稠油油藏蒸汽吞吐开 发设计,同时可指导研究人员利用数值模拟软件对蒸汽吞吐进行数值模拟。     

汽驱井组封窜调堵技术

蒸汽吞吐和蒸汽驱是目前稠油开采的主要方法，吸汽剖面不均匀、汽窜口是影响汽驱开采稠油的主要问题。汽驱生产时间越长，汽窜干扰现象越严重，窜流通道的形成，使剖面动用程度难以改善，针对新疆克拉玛依油田九区稠油油藏蒸汽驱的实际情况，研制开发了GFD－98高温凝胶复合堵剂，并在几口汽驱井的封窜调堵作业中获得成功。