多层非均质反韵律稠油油藏水驱界限实验研究

渤海某油田为反韵律油藏,层内纵向非均质性严重,渗透率级差大,正确判断水驱界限能够有效避免注入水的无效循环,对后期调整措施具有重要的指导意义。本文根据该油田地质油藏特征,利用人造物理模型制作技术制作内置微电极物理模型,并进行水驱油实验,从而明确纵向非均质性对剩余油分布规律的影响,确定水驱界限。研究结果表明:渗透率级差越大,其非均质性越严重,采出程度越低,而含水上升越快,高渗层驱油效率越高,低渗层驱油效率则越低;在合注分采过程中,注入水绝大部分都涌入高渗层,而中、低渗层的水驱动用情况很差;由于层间矛盾,中、高渗层的绝大部分可动油是在注入孔隙体积1 PV前采出的,大于1 PV以后的注入水对提高采收率幅度的影响相对较小;剩余油主要分布在低渗层段,渗透率级差越大,低渗层驱油效率越低,剩余油分布的比例越大。     

纵向非均质油藏聚合物变阻力渗流规律实验研究

聚合物驱在多个矿场试验中取得了良好的应用效果,但在聚合物驱过程中常常出现吸液剖面返转现象,而传统的交替注入聚合物溶液来控制吸液剖面返转的理论对笼统开发纵向非均质油藏并不适用。从计算油水两相流的阻力出发,研究了聚合物驱过程中发生吸液剖面返转的机理与判别方法,探讨了交替注入聚合物溶液在笼统开发过程中提高采收率的机理,确定了聚合物驱适用的渗透率级差界限。结果表明,在纵向非均质油藏中,各层的流度极值点对应的注入量为聚合物驱吸液剖面返转发生点;在笼统开发纵向非均质油藏的情况下,交替注入聚合物溶液没有明显提高低渗层吸液量,而是通过聚并油墙作用来提高采收率;当纵向非均质油藏储集层渗透率级差大于4时,单一聚合物驱已不能达到最佳的开发效果,需要调整吸水剖面后再进行聚合物驱以提高原油采出程度。     

聚合物驱后原位交联提高采收率的物模研究

本文采用人造岩心双管并联模型系统开展了聚合物驱后原位交联提高采收率的实验研究。结果表明：在聚合物驱后注入乙酸铬交联剂实施原位交联,能够维持聚合物驱后续转水驱阶段压力长期稳定不降,大幅度提高低渗透岩心的采出程度;在渗透率级差为3～10的范围内,渗透率级差越大,聚合物驱后原位交联技术提高采收率的幅度越大;聚合物驱后原位交联体系注入时机越早,改善后续水驱的效果越好,室内条件下聚合物驱后原位交联技术提高采收率在9.5%以上。图2表3参11     

稠油油藏聚合物驱剖面返转现象室内实验

为探讨稠油油藏聚合物驱剖面返转规律,建立了与现场实际相似的非均质物理驱替模型,并用聚合物驱替模拟岩心,来研究油层渗透率级差、注入浓度、注入时机对聚合物驱剖面返转的影响。实验结果表明：渗透率级差越大,剖面返转出现越早,返转程度越大,说明对于级差较大的稠油油藏用聚合物驱油效果较差;聚合物驱油过程中聚合物浓度越大,剖面返转越早,原油采收率升高,但增长速度变缓,说明在聚合物驱油时需要对聚合物的浓度范围进行界定;聚合物驱油注入时机越早,剖面返转出现越早,应结合生产实际情况选择适当注入时机。该研究成果对聚合物驱提高稠油油藏原油采收率具有指导意义。     

渗透率级差对聚合物驱产液指数的影响

储层层间物性差异是影响非均质油藏聚合物驱采收率的重要因素。为揭示由水驱转为聚合物驱过程中的产液指数的变化规律,通过物理模拟实验研究了岩心渗透率级差对聚合物驱产液指数的影响。结果表明,由水驱转为聚合物驱的过程中,产液指数变化整体上经历水驱上升段、聚合物驱速降段、聚合物驱缓降段以及聚合物驱回返段四个阶段;在非均质岩心实验中,储层渗透率级差变化对聚合物驱阶段的产液指数下降幅度具有明显影响,具体表现为聚合物注入后产液指数、采收率随渗透率级差的增大而减小。研究结果对于判定存在储层渗透率级差油藏的聚合物驱合理产液下降幅度、预测产液下降周期具有一定的指导意义。     

纵向非均质储层凝胶调剖剩余油分布特征实验研究

设计、制作了带有饱和度场监测的含电极两层纵向非均质平板岩心模型,通过电阻率法实现对非均质模型中剩余油分布定量描述,通过模拟正韵律厚油层水驱、聚合物驱、凝胶调剖实验,测试调剖前后剩余油分布,得出不同注入方案、不同驱替阶段下模型内调剖驱替效果及剩余油分布特征。实验结果表明,渗透率级差越大,低渗透层内剩余油越富集,调剖后波及程度提高幅度越大,高渗透层水流优势通道越明显,波及程度越大、洗油效果越好;不同注水量对低渗透层的波及效果没有明显改善,不同方案开发效果基本一致;聚合物注入量越小,调剖时机越早,提高采收率幅度越大;调剖剂用量越大,对高渗透层的封堵半径越大,低渗透层的波及体积大幅度提高,剩余油动用程度越高,油水前缘向生产井推进越远。     

中东H油田低渗透碳酸盐岩油藏多层水驱核磁共振实验研究

针对中东地区H油田M组低渗透碳酸盐岩油藏非均质性特征,开展多层水驱油物理模拟实验,结合核磁共振弛豫时间T2谱技术,对不同渗透率组合的微观剩余油和采出程度分布状况进行研究。核磁共振测试对于不同孔隙结构类型具有不同的响应,渗透率越大,核磁共振弛豫时间T2谱越靠右、峰值越高,说明可动流体越多。渗透率级差对多层水驱残余油及采出程度具有一定的影响,不同渗透率组合岩样的残余油和采出程度的绝对值和相对值差异较大。渗透率级差越大,小孔隙中残余油相对值越少,采出程度相对值越大;残余油绝对值与采出程度绝对值主要分布在大孔隙中,小孔隙很少。同一渗透率级差中低渗透率岩样的残余油大于高渗透率岩样,大孔隙的开发潜力仍很大。     

早期注聚油田渗透率级差对剩余油分布规律影响研究

渤海X油田为早期注聚油藏,纵向厚度大,非均质性强,进入双高阶段后纵向各层剩余油分布异常复杂,稳油控水难度大.利用数值模拟方法,开展不同渗透率级差下早期注聚油田剩余油分布规律研究.结果表明:水驱阶段,随着渗透率级差增大,注入水会增加对模型中上部中高渗层的驱替程度,渗透率级差越大,增加幅度越大,模型顶部剩余油的富集程度越小...     

垂向非均质性对福山油田油层动用状况的影响

福山油田复杂断块油气藏具有断块结构复杂、储集层非均质性强、层间可对比性差、薄互层发育、油气水关系复杂、地层温度高等特点,储集层注水困难影响开发效果。为了提高注水开发水驱效果,利用人造双层非均质浇铸岩心(渗透率分别取福山油田油层平均渗透率级别,级差在6.5左右),通过水驱实验研究层内、垂向干扰与油层动用状况的关系及其影响。结果表明相同尺寸和渗透率下,层间模型采出程度明显高于层内模型的采出程度,层内模型的正韵律或反韵律对储集层最终采收率影响不大。     

低渗透纵向非均质油层水驱波及规律实验研究

多层非均质油藏普遍存在层间矛盾,导致低渗透层动用程度、水驱波及程度及采收率低,纵向非均质性严重影响了低渗透油藏的高效开发.通过单岩心水驱油、岩心组合模型水驱油实验,结合多层非均质油层注水量劈分公式和水驱波及系数计算方法,研究了渗透率级差对水驱波及规律的影响.结果表明:岩心组合模型的吸水量分配符合多层非均质油藏吸水量劈分理论公式,岩心组合模型可以较为准确地反映非均质油藏的水驱波及规律;随着岩心组合模型渗透率级差的增大,高渗透层的吸水量比例逐渐增加,当渗透率级差大于9时,注入水几乎无法波及低渗透层.     

非均质三维模型水驱剩余油试验研究

为了明晰储层非均质性对水驱油采出程度的影响,运用人造物理模型制作技术制作了三维物理模型,并用恒速法对不同的三维非均质模型进行水驱油试验。试验发现:纵向非均质模型的水驱油采出程度最高,平面非均质模型的水驱油采出程度最低;平面非均质模型中2个渗透层间窜流是剩余油过多的主要因素,运用微凝胶调驱后,可改善水驱波及体积,大幅度提高采出程度。采用数值模拟方法,模拟了不同的三维非均质模型水驱油过程及其在不同含水阶段采出程度、剩余油分布情况。模拟结果表明,亲水反韵律模型水驱采出程度最高,剩余油分布均匀,各油层水洗程度也均匀;亲水正韵律模型水驱采出程度最低,剩余油集中分布在上部低渗透层段。剩余油的数量、分布情况受油层沉积韵律类型、重力作用、毛管力作用、油层渗透率、水驱强度等多种因素的制约。     

稠油油藏聚合物驱剖面反转现象室内实验

为探讨稠油油藏聚合物驱剖面反转规律,建立了与现场实际相似的非均质物理驱替模型,并用聚合物驱替模拟岩心,研究油层渗透率级差、注入浓度、注入时机对聚合物驱剖面反转的影响。实验结果表明:渗透率级差越大,剖面反转出现越早,反转程度越大,说明对于级差较大的稠油油藏用聚合物驱油效果较差;聚合物驱油过程中聚合物浓度越大,剖面反转越早,原油采收率升高,但增长速度变缓,说明在聚合物驱油时需要对聚合物的浓度范围进行界定;聚合物驱油注入时机越早,剖面反转出现越早,应结合生产实际情况选择适当注入时机。该研究成果对聚合物驱提高稠油油藏原油采收率具有指导意义。     

聚合物驱油层吸水剖面变化规律

统计分析大庆油田聚合物驱工业区块油层吸水剖面资料发现，绝大多数井中、低渗透层在注入聚合物溶液体积达0．08～0．2PV时吸水剖面发生返转，低渗透层吸水剖面返转时机先于中渗透层，且在整个聚驱过程中高渗透层仍保持最高的吸水量，对改善油层开发效果不利。数值模拟研究表明：层间渗透率级差及有效厚度比越大、注入聚合物分子量越小，聚合物溶液对低渗透层吸水能力的调整效果越弱；地层产能系数级差是影响吸水剖面返转时机和返转周期的主要因素。根据研究结果，提出：在聚合物驱层系组合时，应避免层间产能系数级差过大，分层注聚合物、优化聚合物分子量及段塞组合方式、注聚合物前深度调剖等措施可改善聚合物驱油效果。图10表2参13     

储层非均质性对自生CO2调驱效果的影响

为了研究海上油田储层纵向非均质性对自生CO₂调驱效果的影响规律,分别建立了12组层间非均质物理模型和3组层内非均质物理模型,利用驱油实验考察了自生CO₂调驱对层内非均质性、层间非均质性和渗透率级差等因素的适应性。实验结果表明：在各层渗透率都相同的条件下,自生CO₂调驱技术对层内非均质模型提高采收率的幅度可达27.40%～31.03%,而对层间非均质模型提高采收率的幅度仅为17.38%～22.05%,说明CO₂调驱技术受层间非均质性的影响更大;对于中—低渗透层相同层间非均质模型,渗透率级差越大,自生CO₂调驱提高采收率的效果越好;用渗透率均值来表征层间非均质性的影响,自生CO₂调驱提高采收率的幅度随渗透率均值的增大呈现出先增大后减小的趋势。矿场试验结果表明,自生CO₂调驱技术对海上油田具有良好的增油效果,应用前景广阔。     

层状厚层油藏水驱效率预测模型

层状厚层油藏在纵向上通常表现出非均质性强、油层厚、储层物性差异大等特征。水驱开发厚层油藏会受到非均质性影响,从而造成含水上升快、采出程度低等问题,因此准确预测驱替效率是水驱开发厚层油藏的关键。考虑到层内流体窜流及储层非均质性等影响,引入拟相对渗透率函数,结合Welge-Craig水驱油理论,建立了厚层油藏驱替效率计算方法。矿场实例计算验证了本文模型的可靠性和实用性;通过敏感性分析认为,渗透率变异系数和流度比越大,原油驱替效率降低,造成水驱开发效果差。对于水驱开发层状厚层油藏,应加强储层纵向非均质性认识,完善注采井网,增大驱替效率,从而提高厚层油藏水驱采收率。     

低渗透非均质油藏二氧化碳非混相驱窜逸控制实验

低渗透油藏普遍存在非均质性严重、裂缝发育等特点,导致二氧化碳驱油过程中会发生不同程度的气窜现象。为了研究非均质性及裂缝对二氧化碳驱油效果的影响,建立均质岩心模型、不同渗透率级差的人造非均质模型、高渗透气窜通道模型及裂缝模型4种室内实验模型,用以模拟低渗透储层的非均质性及裂缝发育。利用4种模型依次开展水驱和二氧化碳连续气驱实验,并针对不同类型的岩心模型采取相应的封窜体系对二氧化碳实施气窜封堵。实验结果表明,二氧化碳连续气驱的采出程度与渗透率级差呈幂函数下降趋势,岩心非均质性越强,气体窜逸现象越严重,气驱效果越差。针对不同非均质级别的岩心,可采用不同的封窜体系实现二氧化碳的窜逸控制。其中,乙二胺体系可用于封堵渗透率级差小于等于100的非均质模型的高渗透层,改性淀粉凝胶与乙二胺体系可用于封堵岩心内渗透率级差大于100的高渗透气窜通道以及裂缝。     

不同渗透率级差下化学驱油体系优选

针对聚合物驱过程中出现的剖面返转现象,选取不同驱油体系(聚合物、微球、凝胶、泡沫),开展了渗透率级差为3、6、10时不同驱油体系单一或交替注入的驱油效果实验对比,结果表明:渗透率级差为3时,浓度为1 400 mg/L和800 mg/L的聚合物交替注入较浓度为1 100 mg/L的聚合物连续注入可提高采出程度3.5个百分点;渗透率级差为6或10时,凝胶和聚合物交替注入效果最好,采出程度较聚合物连续注入可分别提高14.6个百分点或20.3个百分点。对于渗透率级差较小的储层,推荐采用高低浓度聚合物交替注入;对于渗透率级差较大的储层,高低浓度聚合物交替注入失效,采用高黏体系封堵高渗层再注入聚合物的方式能够显著改善吸液剖面。     

利用CT扫描技术研究层内非均质油层聚合物驱油效果

采用CT扫描技术,用不同相对分子质量的聚合物对大庆油区萨尔图油田层内非均质油层进行了聚合物驱提高采收率物理模拟实验。建立的非均质模型由3块等厚度的互相连通的长方形天然岩心组成,特殊设计的岩心夹持器系统适用于CT扫描。应用CT扫描技术得到非均质模型整体及各层的含水饱和度沿程分布,实现了岩心驱油过程中含油饱和度的分布可视化和表征定量化。分析水驱后各层剩余油分布,以及聚合物驱过程中不同渗透率小层提高采收率状况。DQZ3组和DQZF1组层内非均质模型聚合物驱后采出程度分别达77.3%和72.2%,较水驱分别提高了39.4%和21.9%。DQZ3组和DQZF1组模型聚合物驱后高渗透层平均含水饱和度均有所提高,分别提高了4.1%和2.7%。实验结果表明,聚合物驱不仅能有效动用水驱阶段不能动用的中、低渗透层剩余油,而且还能有效降低水驱阶段动用程度已经很高的高渗透层残余油饱和度;聚合物相对分子质量越大,聚合物驱效果越好。     

特低渗透油藏天然气非混相驱实验

利用单层和双层物理模型,开展了特低渗透油藏注天然气开采模拟实验。单层模型实验结果表明,特低渗透油藏天然气驱同水驱相比不仅可以提高驱油效率,还能提高微观波及效率;天然气驱采收率比水驱采收率高4.50%,水驱后注天然气的开采效果更好,可提高采收率幅度达12.50%;未见气与低气液比阶段内油井的产能高,是主要生产期。双层非均质模型实验结果表明,由于油藏内实际的层间渗透率级差比实验室内测定的级差大得多,同一套开发层系内低渗透层不具备吸气能力,气体完全进入高渗透层,高渗透层的开发效果非常好;天然气在高渗透层中形成窜流后,剩余油主要分布于低渗透层中,需要用凝胶体系对高渗透层进行封堵;封堵后,低渗透层的吸气能力非常强,能被充分开发利用,双层非均质模型的采收率由30.85%提高到55.91%。     

特低渗透率储层水驱油规律实验研究

为研究特低渗透率储层水驱油规律,文中选取鄂尔多斯盆地3个井区的57块岩心进行水驱油实验分析,并研究了特低渗透率条件下水驱油效率与渗透率大小、注入倍数、注水压力等参数的关系。岩心主要为特低渗透率岩心,渗透率大小为研究区长4+5储层、长6储层和长8储层渗透率范围。实验结果表明:驱油效率随着渗透率增加而提高,而且在渗透率低值阶段,驱油效率提高更快;随着注水倍数的增加,驱油效率提高,直到含水100%为止,但含水越高,增加幅度越小;在同样的水驱速度下,渗透率越大,驱油效率越高,如果水驱速度不同,采收率会产生波动,但存在一个最佳驱油速度,且渗透率越大,最佳驱油速度变大;随着注水压力增加,无水期驱油效率总体呈下降趋势,但含水期驱油效率随着注水压力增加而逐渐提高,当达到一个最佳注水压力后,驱油效率又呈下降趋势;层内非均质性越强,驱油效率越低。