特低渗透油藏注空气细管试验研究

以大庆油田某区块特低渗透油藏为例,通过开展地层原油注空气细管驱替试验,在不同压力、不同温度条件下对气油比、采收率以及地层原油与空气低温氧化产出油气流体组分含量进行测定,获得了驱油效率、气油比与空气注入孔隙体积倍数以及驱油效率与驱替压力的关系曲线,研究了空气驱地层原油的混相特征与驱替效果。试验结果表明,地层原油注空气难以达到混相。氧化升温后原油的流动性变好,采收率上升较明显。     

注空气提高低渗透油藏采收率实验及低温氧化反应特征

空气驱是一种有效提高低渗透油藏采收率的方法。针对目前空气驱油生产特征不明确的问题,采用长岩心驱替实验,研究不同注入压力下的空气驱油效果和低温氧化反应特征。研究发现,空气驱油存在明显的“气窜拐点”。气窜发生前,采出程度随注气量的增加迅速增加,一旦发生气窜,采出程度的增加明显放缓。注气压力越高,“气窜拐点”出现越早,提高采收率效果越差。原油组分分析结果表明：在油藏温度下,随着注气量增加,产出原油中的轻质组分减少,重质组分增加,驱替过程中发生了低温氧化反应;注入压力越高,低温氧化反应越充分,采收率越高;对高含水油藏进行空气驱,低温氧化反应十分微弱,无法形成烟道气驱;水驱达到经济极限后转空气驱,采收率可提高近10百分点。研究成果为低渗透油藏开发后期注空气提高采收率提供了理论依据。     

裂缝性特低渗碳酸盐岩油藏注烃类气驱油室内实验研究

川中大安寨油田属特低孔、低渗并有裂缝的双重介质油藏,目前主要是衰竭式开发,靠自喷原油采收率只能达到3%～5%。室内实验采用人工造缝的方法模拟地层双重介质系统,在此基础上采用长岩心设备开展不同驱油方式的烃类气驱油效果对比研究,并开展注气压力敏感性试验。结果表明在裂缝性低渗油藏中,衰竭式开采原油其采收率低,无论注水还是注气均会产生水窜或气窜;单纯注水可适当提高原油采收率,但驱油效率不高;注烃气虽然不能达到混相,但注入压力越高采收率越高。大安寨油藏在目前地层压力下,注烃气比自然衰竭提高原油采收率6.21%,比注水提高3.91%,效果明显。图3表1参7(郭平摘)     

特低渗透油藏CO_2驱油室内实验与矿场应用

延长石油特低渗透油藏储量丰富,注水开发中存在易水敏、注水困难等问题。CO_2驱能有效补充地层能量,改善地层原油性质,进而提高油藏采收率。利用CO_2-地层原油接触实验、岩心渗流和驱替室内实验,描述CO_2-地层原油两相渗流特征,分析CO_2驱油机理和驱油特征,并在靖边特低渗油藏进行了矿场实验。研究表明,特低渗储层CO_2-原油油气两相共渗范围大,CO_2具有降低原油黏度,使原油体积膨胀等作用,非混相驱和混相驱均可较好地开发特低渗透油藏,其中生产井见气前与低气液比阶段是油藏主要生产期。CO_2驱矿场试验表明,特低渗透油藏注气能力是注水能力的2倍,注气能快速有效补充地层能量,增加油田产量,目前试验区生产整体呈日产液、日产油上升态势。     

曹台高凝油注空气低温氧化物模研究

为了进一步发展注气提高采收率技术,提高超稠油油藏的开发效果,采用低温空气氧化驱油物模实验研究建立了一组线型物理模型,开展了曹台潜山注空气驱驱油实验。实验研究了与空气发生低温氧化的速度、注入时间、产出气含氧量,并对其原油低温氧化采油的可行性进行了分析。实验结果表明,在温度120℃以上,曹台高凝油可实现自燃,将注入空气中的氧大部分消耗,使其含氧量低于安全极限值5%;100℃时注入0.8倍孔隙体积前也可将空气中的氧消耗到安全浓度。     

减氧空气辅助重力驱全直径岩心物理模拟——以青海油田尕斯库勒E13油藏为例

与常规的注气方式相比,注气辅助重力驱具有抑制气窜,扩大波及体积的优势。通过静态低温氧化实验,研究减氧空气辅助重力驱在青海油田尕斯库勒E_3~1油藏的适应性;利用天然全直径岩心开展减氧空气辅助重力驱实验,分析了氧气体积分数、注气速度和倾角对减氧空气辅助重力驱的影响规律。结果表明,低氧气体积分数(5%)减氧空气在尕斯库勒E_3~1油藏具有较为明显的低温氧化作用,耗氧速率可以达到2.19 mol/(h·mL)。对于减氧空气辅助重力驱而言,尕斯库勒E_3~1油藏条件下,增大注入气氧气体积分数,最终采收率提高,岩心实验采收率增幅为1.2%～6.9%。从采收率与安全角度考虑,尕斯库勒E_3~1油藏可以选择氧气体积分数略低于10%的减氧空气作为驱替介质。注气速度大于1.0 mL/min时易发生黏性指进;而小于0.1 mL/min时易导致毛细管滞留,采收率较低;当注气速度为0.3 mL/min时,为油气稳定驱,采收率较高。减氧空气辅助重力驱过程对重力作用较为敏感,对于倾角较小的油藏,减氧空气辅助重力驱具有一定的可行性。影响尕斯库勒E_3~1油藏减氧空气辅助重力驱的因素敏感性排序依次为注气速度、倾角和氧气体积分数。     

特低渗透油藏注氮气流体相态行为特征

特低渗透油藏储层孔道微细、渗透率低,油水流动时渗流阻力大,油藏注水开发存在注不进、采不出的问题.为了探索特低渗透油藏注气可行性,开展了注氮气室内实验.根据大庆油田特低渗目标油藏地层原油注N2气膨胀PVT试验、多次接触PVT实验、细管注氮气驱替最小混相压力测定实验结果,论述了特低渗透油藏注氮气气驱油藏流体相态行为特征.随着注入氮气量的增加,地层原油的膨胀能力增加,饱和压力升高.地层原油注氮气前接触地层原油气油比随接触次数的增加先增大再减小,再逐渐稳定,但变化幅度不大,地层原油密度随接触次数的增加基本保持不变.细管实验表明,氮气容易突破,气体突破后,采收率增幅变缓,综合采收率不高,表现为非混相驱特征.     

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。     

低渗透油藏注空气开发驱油机理

采用物理模拟和数值模拟相结合的方法,系统研究了低渗油藏注空气开发的驱油机理,在此基础上应用实际低渗油藏模型研究了空气驱的开发效果。研究表明,低渗油藏吸气能力远大于吸水能力,注空气比注水更容易建立起有效的压力驱替系统,起到有效补充或维持油层压力的作用。空气中的氧气与原油发生低温氧化反应,消耗掉氧气形成氮气驱,同时产生大量热量和二氧化碳,部分油藏温度升高到200℃左右。氮气驱对空气驱总采收率的贡献为69%,温度升高和二氧化碳对采收率的贡献分别为26.7%、4.3%。应用实际低渗油藏模型研究了空气驱、氮气驱和水驱的采收率,空气驱30 a的采收率达到了21.5%,较水驱30 a年采收率10.6%提高了1倍,开发效果得到明显改善。空气驱是低渗油藏改善开发效果、提高采收率的有效方式。图11表2参13     

水驱后特低渗透油藏氮气驱驱油特性分析

特低渗透油藏水驱采收率低,注入压力高,而氮气在特低渗油藏具有良好的注入性。本文在特低渗透岩心水驱后分别进行了常规的注氮气、水驱后水气交替、水驱后脉冲注氮气驱替实验。实验结果表明:特低渗储层微观非均质性导致气体在大孔道易形成窜流,水驱后常规注氮气提高采收率的效果有限。水气交替通过多轮次的注入使油藏中不同相态流体的分散程度提高,在优势流动通道中形成毛管阻力,促使后续注入气体进入局部致密区,可有效提高采收率16.37%;脉冲注气通过周期性注气方式,在局部高渗区和局部低渗区间形成压力扰动与交互渗流,使流体在地层中不断地重新分布,从而启动油层低渗区原油,提高采收率15.94%。此外,脉冲注气的注气压力比较低,与水气交替开采方式比较注入性提高。图6表1参12     

轻质油低温氧化反应实验研究

低渗、特低渗油藏注水开采的采收率较低,而空气注入油藏后具有驱替作用和低温氧化作用,能有效提高采收率。为此,通过对长庆油田安234-47区块的油样进行注空气静态氧化实验,运用压力降法计算反应速率,通过改变压力、温度等外界条件,研究低温氧化反应的影响因素。结果表明,目标油藏可以发生低温氧化反应,注空气技术可行;耗氧速率受温度和压力的影响均较大;反应后原油黏度增加,物性变差。     

中渗特高含水油藏空气泡沫调驱先导试验

为提高高温高矿化度中渗油藏注水开发后期的油藏原油采收率,研发了耐温抗盐型泡沫体系ZY-1。原油低温氧化实验和空气泡沫驱替实验表明,胡12块原油可发生低温氧化反应,O2含量降低,CO2含量增大,并测得氧活化能为63kJ/mol。注入泡沫后,驱替压差和产油量迅速增加,空气泡沫驱提高驱油效率23.6%。2007年5月在中原油田胡12块开展了空气泡沫调驱矿场先导试验。注泡沫后,产出气中N2和CO2含量增加,但O2含量在3%以内,产出水中Cl-浓度增加。采收率由20.46%提高到24.4%,可采储量增加4.44×104t,阶段递减率由26.04%下降至2.16%。注空气泡沫对注入井的注入系统的腐蚀较强,对油井产出系统的腐蚀较小。     

轻质油藏空气驱机理数值模拟

在前人提出的原油氧化-燃烧反应历程基础上,建立了轻质油藏空气驱原油反应历程,采用数值模拟方法研究了未注水和高含水油藏空气驱油效果。研究表明:注水开发前后油藏空气驱中普遍存在气体超覆现象,储集层非均质性越强气体超覆越明显,但O2产出浓度始终较低。对于未注水开发油藏,高注气速率下原油容易实现自燃且保持较高的温度峰值,并维持长时间稳定的燃烧峰面;注气速率对燃烧峰面推进速率的影响存在一个临界值,高于临界注气速率时,随注气速率增加,原油采收率增幅不明显。相同注气速率下,注水开发后的油藏空气驱采收率比未注水开发油藏低6.3%,气油比显著增加,地层水采出程度也较高,可采取聚合物凝胶封堵、空气泡沫/凝胶复合调驱等措施,使生产井气油比或产水量降至合理范围。图13表2参18     

裂缝性低渗油藏注气提高采收率实验研究

HH油田为典型的低孔特低渗油藏,部分地层伴有裂缝发育,现面临衰竭式开采后注水开采压力高的难题.通过基质单管岩心驱替实验,探究目标地层进行注气开发的可能性,明确何种注入气体及驱替方式具有较好提高采收率效果.通过基质+裂缝双管并联岩心驱替实验,确定目标地层中微裂缝对提高采收率效果影响.结果表明,CO2较减氧空气是更好的注入...     

濮城油田深层低渗透储层驱替特征实验

产能低、注水开发困难、采收率低是深层低渗油藏开发面临的主要问题。为探索特低渗透油藏有效的开发方式和提高采收率途径,针对濮城油田沙三中油层深层低渗的特点,进行了系列驱替实验。研究了水驱油、气驱油特征及其对采收率的影响,分析了影响驱替特征的因素。研究结果表明,较大的驱替速度和净覆压使驱油效率和采收率降低;特低渗油藏气驱采收率明显高于水驱采收率,采取注气开发可以提高其开发效果和采收率。这一研究成果对濮城油田经济、高效开发低渗透油藏具有重要的指导意义。     

KKY-X_5~2挥发性油藏注气驱机理及实验效果研究

KKY-X52挥发性油藏的储层物性为低孔低渗,平均孔隙度为12.08%,平均渗透率为13.52×10-3μm2。经过十多年的开采,目前该油藏存在地层压力低,原油脱气明显,采出程度低,剩余储量大等问题。为了研究该油藏注气、注水驱可行性,在室内进行了长岩心驱替实验,得到了不同方案下(原始地层压力下注烃类气、CO2驱,目前地层压力下注水、注烃类气、注CO2驱,压力恢复至20 MPa下注烃类气、CO2驱)提高原油采收率的效果。此外,利用细管实验确定了烃类气和CO2驱替的最小混相压力,这些关键参数对研究都有很大帮助。长岩心驱替实验研究结果表明:从目前地层压力11.4 MPa注CO2提压到20 MPa焖井12小时后,采收率提高了19.46%,注烃类气提高了10.69%。研究结果表明注CO2和注烃类气提压开发可以较大幅度地提高采收率,对现场提高采收率实施方案有一定的指导作用。     

轻质油藏注富气驱提高采收率室内研究

高含水中后期油藏、注水困难的强水敏油藏和低渗透油藏,注水无法有效提高其采收率,为了实现油藏的高效开发与继续稳产等问题,进行了注富气驱提高采收率室内研究。由于烃气具有油藏原油的某些特性,注入时不伤害地层,已成为提高其原油采收率的重要技术手段。试验对所配制的原油进行了高压物性分析与长细管驱替试验。室内研究结果表明,随着注入富气摩尔分数的增加,原油泡点压力升高,黏度降低、膨胀能力增大,原油的物性可以得到很好的改善,同时对于试验的轻质油藏,富气驱的最小混相压力为34.74MPa,非混相驱虽然可以很大程度提高原油采收率,但与混相驱相比,注入富气量多,周期更长。采用富气混相驱不仅可以很好地改善原油物性,也可以进一步提高原油采收率。     

扎尔则油田泥盆系F4顶层油藏注富气混相驱实验

在扎尔则油田F4顶层油藏开展富气混相驱,具有良好的储层物性和流体性质条件。长细管实验研究了注入富气组成对混相驱效果的影响,确定了目前地层压力、温度条件下注入富气的最小混相组成,并揭示注入富气组成在影响驱油效率的同时,也影响驱油速度,且在近混相驱范围内对富气驱效果的影响更为强烈。长岩心驱替实验表明:开发初期注富气效果要好于水驱后注富气,但水驱后注入最小混相组成流体仍可获得非常高的驱油效率,高含水油藏注富气混相驱有望大幅度提高原油采收率;随着富气注入量的增加,混相驱最终采收率也增加,但存在增幅减缓的"拐点",原因是轻烃组分超越原油流动,使有效驱替容积部分损失,气油比的"台阶"式变化将是经济确定富气注入量的重要标志;在富气注入量较小时,连续注入比气水交替注入效果好,建议扎尔则油田小型先导试验采用连续注气方式。     

注入气体及注气压力对特低渗透油藏驱油效果影响实验研究

在分析大庆油田芳48特低渗透试验区块油藏烃类组成、原油及注入气体物性的基础上,通过室内注气驱油实验,研究了不同注入气体(二氧化碳、天然气和氮气)及注气压力对驱油效果的影响.实验结果表明,二氧化碳驱采收率最高,其次为天然气,氮气驱效果最差.随着注气压力的升高,注入能力增强,原油物性得到很好的改善,从而增加了地层原油采出程度.     

鄂尔多斯浅层特低渗油藏水驱后空气驱实验研究

鄂尔多斯东部浅层特低渗油藏衰竭式开发效果较差,注水开发亦存在注不进或易水窜的问题,因此室内研究了该油藏水驱后气驱效果,实践表明,水驱后空气驱可以提高浅层特低渗油藏的原油采收率和降低含水率,水驱后空气驱采收率与气体注入量存在阶梯性上升趋势,对于不同的油田可以选择气体注入量的局域性最优值,不同水驱阶段后进行气驱效果不同,含水率较低时效果较好。