超低渗裂缝性油藏泡沫辅助空气驱油数值模拟——以红河油田105井区为例

红河油田为超低渗裂缝性油藏,为改善水驱开发效果,开展了泡沫辅助空气驱提高采收率数值模拟研究。根据该油田105井区的地质油藏条件,建立三维地质模型,在历史拟合的基础上,对泡沫辅助空气驱参数进行了优化设计,并进行经济评价。研究结果表明,泡沫辅助空气驱最佳参数为:注入方式为空气、起泡液交替注入;空气、起泡液的注入速度均为15 m3/d;起泡液浓度为2 500 mg/L;段塞周期为30 d;气液比为3∶1。经济评价表明,采用泡沫辅助空气驱方案,其产出投入比在2∶1以上。该井区采用泡沫辅助空气驱技术可较好地改善注水开发效果,达到降水增油和提高原油采收率目的。     

红河油田长8油藏水平井分段压裂参数优化研究

在对红河油田长8油藏水平井分段压裂参数与产量关系分析的基础上,分别对压裂设计参数和施工参数进行了优化,结果表明:当基质型储层裂缝导流能力为25～35μm2.cm,裂缝半长为130～170 m,裂缝间距为90～110 m,单段砂量为30 m3,前置液比例为35%～38%时,开发效果最佳;裂缝性储层裂缝导流能力为40～50μm2.cm,裂缝半长为90～120 m,裂缝间距为120～140 m,单段砂量为20 m3,前置液比例在38%～40%时,开发效果最佳。     

超低渗透率致密油藏烃气驱参数优化

超低渗透率致密储层通过实施水平井+体积压裂技术能够有效提高单井产量,但仅依靠天然开采,单井产量下降较快,需探索新方式来提高致密油藏采收率。以X区块超低渗透率致密油藏为研究目标,结合现场实际情况,建立1注2采机理模型,研究注入时机、注入气量、注气速度和日产油量对增油效果的影响。结果表明：注入时机与采收率呈负相关线性函数关系,注入时机越早越有利于提高采收率;过低注入气量、注气速度不能有效补充地层能量,过高注入气量、注气速度会导致注入压力高、难注入等问题;过低日产油量不利于油藏的经济开发,过高日产油量导致驱油效率降低。通过对油藏进行烃气驱注采参数优化得到最优开发方案,为其他超低渗透率致密油藏高效开发提供理论指导和借鉴。     

致密油藏可采储量概率快速评估方法——以红河油田长8油藏为例

致密油藏储层致密、大面积含油、局部“甜点”富集、油水分布复杂以及后期工程改造带来的储层复杂性,决定了其单井开发动态与可采储量分布具有较大的差异性和较强的不确定性,很难用常规的储量评估方法得出合理的确定性认识。通过引入北美对非常规页岩油气藏储量的评估方法,采用已开发井确定单井储量,再用已开发井储量的概率分布特征来表征区块或者油气藏的储量。对红河油田长8致密特低渗油藏进行了研究,跟踪单井的初期生产动态和产量递减特征,分析可采储量与地质特征、含油性和初期生产动态的相关性,来寻找影响可采储量估算的关键因素。用P₁₀/P₉₀值来判断数据的不确定性,其值在3~8,可获得90%的置信度所需最小的样本量;该值如大于10,说明油藏具有地质、工程改造的复杂性和不同区块的差异性。通过不确定性法建立了关键影响参数和单井可采储量的概率分布,实现了单井可采储量的快速评估和评价。     

特低渗透油藏水平井减氧空气泡沫驱油藏方案优化设计

为了提高特低渗透油藏水平井的开发效果,针对志丹油田河川区长6油藏水平井地层能量得不到有效补充,地层能量亏空严重,单井产量递减快等问题,探索利用减氧空气泡沫驱技术高效补充致密砂岩油藏地层能量,开展了减氧空气泡沫驱油藏方案的优化研究。利用数值模拟优化研究得到如下注入参数：根据当前井网形式,确定转注1口水平井作为减氧空气泡沫驱试验井,注入方式采用气液交替泡沫驱;2)初期泡沫液配注量60m³/d,初期减氧空气配注量4500nm³/d;3)段塞组成：0.003PV前置段塞×起泡剂浓度0.7%,0.197PV主体段塞×起泡剂浓度0.35%,泡沫驱总段塞：0.1PV;4)气液交替注入周期为15d;5)初期设计气/液比为3∶1(地下体积比)。该研究成果在试验井组应用,预测能取得较好的经济效益,为深化减氧空气泡沫驱应用研究,提高致密砂岩油藏的采收率奠定了技术基础。     

鄂尔多斯盆地南缘红河油田长8致密油藏非均质性表征方法

鄂尔多斯盆地南缘红河油田长8致密油成藏条件异常复杂,地质“甜点”小而分散,油藏非均质性极强。以红河36井区为例,从影响油藏富集高产的主控因素出发,重点开展“储层质量、裂缝、含油性”三大强非均质性表征,再结合产能评价建立油藏非均质性综合表征模型,更客观地呈现油藏地质特征。从微观和宏观角度建立基质储层分类标准,探索沉积成岩共控储层发育机理,形成“沉积要素控制成岩相,成岩相控制储层质量”的储层非均质性表征方法,从而明确分类储层平面分布;基于不同级别断缝带对油气富集的控制作用,建立多尺度裂缝带分级方案,井震结合开展分级预测,定量表征米级到千米级裂缝带分布;以井点含油性分析为基础,结合油水分布模式,建立含油饱和度场,定量表征含油非均质性;在此基础上,叠加三大强非均质性表征结果,建立致密油藏非均质性综合评价模型,明确分类储量及开发目标分布。     

鄂尔多斯盆地红河油田长8油藏天然裂缝特征及其对开发的影响

鄂尔多斯盆地红河油田长8油藏是典型的致密砂岩油藏,其储层物性差,天然裂缝发育,实践证明,断层、裂缝的发育程度对红河油田油气富集和高效开发具有重要作用。针对红河油田长8储层裂缝的特征、类型、成因进行精细刻画,阐明储层裂缝形成机理和分布规律;通过系统分析长8储层裂缝与油气富集之间的关系,厘清储层裂缝对红河油田长8油藏开发动用的影响。研究表明,红河油田长8储层裂缝发育,但有效性较差;天然裂缝是长8储层的主要储集空间和渗流通道,是控制油井产能的关键因素,也是油藏注水开发效果的重要影响因素。其中,断层端部、断层上盘和断层之间的裂缝发育区是高产有利区。     

安塞油田长10油藏注气开发方式研究

安塞油田长10油藏是近年发现的新层系油藏,其天然能量不足,自然能量开发递减大,室内水驱油实验评价注水补充能量开发效果不理想,现场注水开发试验过程中暴露出注水井注入压力高,部分注水井注不进的问题。根据长10油藏特征,通过室内试验、油藏数值模拟及油藏工程研究,优化出安塞油田长10特低渗透油藏注干气合理的注气方式、气水交替驱段塞尺寸、注入时机等技术政策,指导了长10油藏注气开发试验,积极探索了鄂尔多斯盆地特低渗透油藏补充能量开发的新方式。     

减氧空气驱注入井井筒管柱氧腐蚀试验研究

减氧空气驱技术兼有气源广、成本低、可入微裂缝与基质的优点,是稠油致密低渗油藏高效开发的重要手段。为了明确不同注气方式对井筒管柱的氧腐蚀规律,采用失重法,结合金相显微镜研究了N80、J55和3Cr钢在纯注气和气水混注工况下的氧腐蚀行为。研究结果表明：当减氧空气含氧体积分数为5%时,可以较好地兼顾减氧成本与防腐要求;在纯注气工况下,氧的体积分数为5%时,3种钢材均属于轻微腐蚀(<0.025 mm/a),减氧空气驱成本可保持在一个较低的水准,能满足国内油田防腐标准(<0.076 mm/a);在气水混注工况下,3种钢材在气水混注工况的腐蚀速率远大于纯注气工况,钢材腐蚀较为严重,需采取缓蚀剂或防腐涂层等防腐措施。研究结果可为减氧空气驱高压注气过程中含氧体积分数的选定以及注气井井筒的腐蚀防护提供数据支撑。     

致密油藏注空气泡沫驱机理数值模拟研究

本文通过对空气低温氧化的驱油机理和注泡沫的驱油机理的研究,利用CMG软件模拟致密油藏注空气泡沫的驱油机理。同时,讨论了地层韵律性,注气速度,泡沫液注入速度等因素对驱油效果的影响,为实际的开发提供一定的参考价值。     

稠油油藏多轮次减氧空气吞吐后复合注气增油机理

为了提高稠油油藏注气吞吐生产效果,针对水驱后多轮次减氧空气吞吐接续注入不同气体或不同气体复合的吞吐增油机理认识不清这一实际问题,开展了一维和三维物理模型实验及正对井和反五点井网的数值模拟,采用不同轮次采油量和原油组分对比分析、渗流过程研究等手段,分析了减氧空气、二氧化碳、天然气等不同气体在稠油油藏吞吐过程中的驱油和洗油机理。结果表明：减氧空气吞吐以堵水为主,多轮次后水线容易突破而较快失效;前置二氧化碳段塞后续注入减氧空气的复合吞吐,发挥了堵水和驱替剩余油的协同作用;先注入减氧空气后注入天然气的复合吞吐,溶解了近井区域重质原油组分,起到了增能、降黏和疏通孔隙的多重作用。10轮次的实验和数值模拟综合研究,明确了3种气体及其复合吞吐的增油机理,得到现场实际井的验证,可供类似稠油油藏气体吞吐提高采收率参考。     

红河油田长8油藏脉冲周期注采矿场试验研究

红河油田长8油藏由于天然裂缝发育以及井间压裂缝的存在,导致注采井间沟通关系复杂,注水开发过程中极易沿裂缝突进,裂缝性水窜严重。为探索适用于红河油田长8油藏裂缝性水淹后的注水方式及注水政策,开展了脉冲周期注采矿场试验。矿场试验表明,优化合理的脉冲式周期注水参数,可有效地使注入水进入基质孔隙,增加波及面积,改善裂缝性致密油藏的水驱效果。     

超低渗透油藏减氧辅助空气泡沫驱提高采收率技术试验研究

超低渗透油藏受储层非均质性强、裂缝发育等特征影响,补充能量与扩大波及矛盾突出,主向见效快,侧向压力低难见效,难以建立有效的驱替压力系统,水驱采收率低。常规水驱治理、注采调控、堵水调剖及加密调整等改善水驱的效果有限。空气泡沫驱具备气驱和泡沫驱的优点,可边调边驱,在扩大波及体积的同时,可提高驱油效率。20世纪60年代以来,国内外开展了多个空气/空气泡沫驱的现场试验,均取得较好的技术经济效果。2016年在G271长X油藏裂缝发育区开展了减氧辅助空气泡沫驱先导性试验研究,以空气泡沫驱为主要手段,开展超低渗透油藏改变注入介质试验,在实践中摸索出一套G271长X油藏裂缝发育区控水稳油及提高采收率的技术体系,最大限度地提高油田最终采收率,确保油田长期持续稳产,因此开展加密区、密井网(小井距)条件下的超低渗油藏减氧辅助空气泡沫驱试验意义重大。     

空气/减氧空气驱氧气消耗规律分析

为明确空气/减氧空气驱过程中氧气在储层内的消耗规律,采用静态氧化方法模拟了原油单因素及实际储 层条件下多因素氧化反应中氧气的消耗过程,定量表征静态氧化反应中氧气消耗程度;通过室内细长管空气驱 替实验分析了氧气沿程的动态消耗规律。结果表明,原油发生低温氧化反应消耗氧气造成体系总压力降低,碳 氢化合物发生加氧及断键反应生成CO₂及CH₄;模拟实际储层中的耗氧过程,计算得到发生低温氧化反应消耗氧 气占总消耗的87.84%,水中溶解氧气占比6.3%,地层水及岩心总消耗氧气占比5.86%;氧气沿程消耗,并观测到 氧化前缘的推进,较高的温度、压力及含油饱和度均会提高低温氧化反应程度,从而加剧氧气消耗。研究结果可 为实际矿场空气/减氧空气驱安全高效应用提供理论指导与帮助。     

长庆高矿化度致密油藏空气泡沫驱适应性研究

开展了空气泡沫驱提高裂缝发育高矿化度致密油藏采收率的实验。利用自主研发的高温高压泡沫装置评价泡沫剂的发泡能力、半衰期及抗盐性,考察了气液比对泡沫稳定性的影响;通过物理模拟装置研究空气泡沫驱在基质岩心的注入能力、驱油效率及改善裂缝渗流的能力。结果表明,SFR-173阴离子-非离子复配发泡剂在去离子水和模拟地层水中的泡沫体积分别为290和340 m L,半衰期分别为368和330 min,泡沫综合指数分别为6370和6697,泡沫性能最好。当矿化度由7增至56 g/L时,0.5%SFR-173发泡剂的泡沫体积由370降至340 m L,出液时间由174缩短至122 s,半衰期由778减至330 min。地层条件下,泡沫体积随气液比增大而增大并逐渐稳定,最佳气液比在1∶1~2∶1之间。致密油藏空气泡沫注入性研究结果表明,随注入体积的增加,岩心两端压差和阻力系数增大并逐渐稳定,最大值分别为31.4 MPa和1.74;水驱后转空气泡沫驱,驱油效率提高17.86%。在裂缝非均质油藏条件下,水驱含水率达98%时的采收率仅为39.14%,水驱后转空气泡沫驱能有效改善基质岩心的动用状况,封堵裂缝渗流通道,基质岩心采收率分别从12.59%和21.21%提高至49.87%和72.0%。     

红河油田长8油藏压裂水平井产能影响因素分析

针对红河油田压裂水平井产量递减快、含水高等问题,结合红河油田长8储层地质特征,分别研究了基质型储层和裂缝性储层条件下,油藏地质因素和压裂工程因素等对压后产能的影响。结果表明:油藏类型是影响压后产能的关键因素,对于基质型油藏,水平段长和裂缝条数是影响产能的主要因素;而对于裂缝型油藏,储层含油性及产能系数主要影响压后产能,综合压裂工艺及压裂液体系对压后产能的影响,确定最优压裂方案对提高压后产能具有重要指导意义。     

超低渗裂缝性油藏泡沫辅助空气驱油实验

鄂尔多斯盆地南部红河油田长8油藏为典型的超低渗裂缝性油藏,水驱开发中注入水沿裂缝窜流,导致油井水淹。泡沫辅助空气驱油技术是利用空气作为驱替介质,同时采用泡沫作为调剖剂来封堵裂缝,从而达到提高采收率的目的,是非均质性强、高含水油藏提高原油采收率最有发展前景的技术之一。为此,对超低渗裂缝性油藏泡沫辅助空气驱油进行了研究。实验表明,红河油田长8油藏原油在油藏条件下能发生低温氧化反应,同时泡沫对高渗透率地层具有较好的封堵性能,能有效地防止注入空气窜流;相比于水驱,泡沫辅助空气驱油技术能大幅度提高原油采收率,同时气体突破时氧气含量在甲烷-空气混合物的爆炸极限以下。     

裂缝性低渗透油藏空气泡沫驱方案优化

红河105井区是镇泾低渗透油田主力含油区块,但储层裂缝发育,目前存在水驱开发效果差、产能下降快等问题。为了进一步提高红河105井区的开发效果,在储层特征和原油渗流特性研究的基础上,利用油藏数值模拟技术,优化了空气泡沫驱注入方式以及注入速度、气液比、注入周期等参数,并对空气泡沫驱开发指标进行了预测。由模拟研究可知,采用优化的空气泡沫驱开发方案增油效果明显,有利于提高原油采收率,该研究对同类油藏注空气泡沫开采具有指导意义。     

鄂尔多斯盆地红河油田长8油藏效益开发地质评价参数的确定

由于致密油藏勘探开发成本高,如何实现致密油效益开发是当前亟需解决的问题。针对鄂尔多斯盆地红河油田长8致密油藏特点,突出单井信息,从影响致密油藏经济性的关键参数——单井经济可采储量入手,建立了一套基于单井经济可采储量的致密油藏效益开发地质评价参数确定方法和流程。针对红河油田长8致密油藏单井可采储量受裂缝控制的特殊性,油藏地质评价参数的确定增加了裂缝发育程度,选取单井技术可采储量、有效厚度、有效孔隙度、含油饱和度和裂缝发育程度5个参数进行分类,细分为6种类型。通过单井技术可采储量与有效厚度交会图,对照2种情景下的经济下限和油藏地质参数分类, 综合确定油藏地质参数下限。该方法在红河油田长8油藏取得了良好的实用效果,可为国内致密油藏“甜点区”的筛选和开发部署优化提供技术支撑。