兴城火山岩底水气藏开采机理研究

兴城火山岩气藏为存在边底水的复杂气藏。为了分析该气藏底水上升规律,为开发方案设计提供科学依据,在分析其主要地质特征的基础上,首先建立了单井地质模型,然后根据单井地质模型和数值模拟技术研究了储层渗透率、水体大小及水体渗透率、隔层位置及大小、垂直/水平渗透率、单井配产以及储层打开程度等因素对开采效果的影响。通过分析认为渗透率等因素都对气井开采产生了不同程度的影响,开发过程中应综合考虑各种因素的影响,以达到合理开发的目的。该研究为兴城火山岩气藏的合理开发技术对策制定提供了依据,同时亦可为同类气田开发提供借鉴。     

非均质底水油藏水平井合理生产压差实验研究

利用底水油藏水平井小尺度离散化物理模拟装置,研究不同生产压差以及不同含水阶段变生产压差对水平井采出程度和含水率等开发指标的影响。结果表明：原油黏度较高时,较小压差下中低含水阶段单位含水率上升所对应的采出程度随生产压差的增大而增大;较大压差下进入中高含水阶段含水率随采出程度的增加上升幅度减缓。原油黏度较低时,在中低含水阶段,单位含水上升所对应的采出程度随生产压差的增大而减小,在含水率达80％ 左右出现明显拐点。利用基尼系数定量描述不同压差下各渗透率条带的采出程度差异度。基尼系数越大,各渗透率条带采出程度差异越大,基尼系数与综合采出程度呈“负相关”关系。原油黏度较大时,较大生产压差可将“单指进”变为“多指进”而提高综合采出程度;在高含水阶段过分放大压差,底水驱替效果变差。原油黏度较小时,较低生产压差在中低含水阶段可获得较好的开采效果;在中高含水阶段放大生产压差可提高底水驱替效率。对于I类普通稠油,水驱有效系数与变压时含水率呈幂函数关系,较低含水率阶段增大生产压差能获得较好的开采效果。     

底水气藏水平井临界生产压差变化规律

根据物质平衡原理,推导底水气藏的含气高度、含水高度随时间的变化关系,并用近似方法确定波及系数,然后采用等值渗流阻力法,结合底水驱动垂向临界速度推导底水气藏开发的临界生产压差计算模型,从而实现定量表达水平井临界生产压差随开采时间增加而呈现递减趋势的变化规律。此外,分析垂向渗透率与水平渗透率之比、水气密度差、水气黏度比以及底水锥进高度等参数对临界生产压差的影响,为水平井开发底水气藏确定合理的生产压差、制定合理产量提供理论依据。     

稠油油藏控制底水锥进技术研究

高升油田高二、三区属于气顶底水稠油油藏,开发中后期频繁出现底水锥进、管外窜槽等现象,严重影响油藏的开发效果.以高246块底水稠油油藏为例,通过横纵吸水剖面及油水井测井资料对比分析,确定该块底水及隔层的分布状况.利用正交试验对影响区块底水锥进的主要参数进行敏感性研究,应用油藏工程方法和数值模拟法剖析不同情况油层的避射厚度、垂向渗透率大小对底水锥进的影响,通过数值模拟法优选出不同油层厚度、隔层厚度情况下的油井最佳避射厚度、采油速度、生产压差以及临界产量,在确保发挥油井最大潜能的同时,延长了油井的无水采油期,提高了区块采收率,改善了区块开发效果.     

底水油藏开发中后期水平井挖潜技术研究

针对底水油藏开采中后期底水锥进严重、含水上升速度快、油水关系复杂等问题,在深化地质认识和生产动态分析的基础上,通过精细油藏描述和数值模拟技术,研究了试验区底水油藏剩余油分布规律;同时开展了底水油藏水平井渗流机理及水平井水平段长度、水平井筒距离油水界面高度等参数的优化设计研究,结合数值模拟结果优选井位、优化水平井设计参数,确定了合理的生产压差和开发技术政策,并对底水油藏水平井含水上升规律和生产动态预测方法进行了研究,现场试验取得了很好的稳油控水和剩余油挖潜效果。     

牙哈凝析气藏水平井优化设计及开发跟踪研究

牙哈2-3凝析气藏是块状底水气藏，水平井开发的适应性研究表明，牙哈2-3凝析气藏应用水平井开发具有优越的地质条件。通过各项参数优选研究，指出了水平井段最佳优化方位、最佳长度及最佳垂向位置。水平井开发跟踪研究表明：用水平井开发凝析气藏具有产量高、稳产期长；生产压差小，可抑制气窜和底水锥进；采收率高，经济效益显的独特优势，对其它凝析气藏开发具有借鉴意义。     

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底水锥进会导致气井产能急剧下降，因此底水气藏通常采用避射水层、限制生产压差的方法防止底水锥进。但对于低渗透底水气藏，其临界锥进产量很小，有时甚至低于单井经济极限产量，无法实现经济开采。章针对此类气藏，提出了射开水层、气水合采的新方法，将储层气水两相渗漉转换为井筒两相管流，降低了气井生产过程中的能量损失。数值模拟计算结果表明，对此类气藏有针对性的气水合采，不仅可以提高气藏的最终采收率，还可以延长气井的稳产期。该方法适用于对底水分布认识相对清楚、底水能量不是很大的底水气藏，也适用于层间水气藏，其经济可行性还取决于地面水处理费用。     

元坝气田超深高含硫生物礁气藏地质综合评价

四川盆地元坝气田上二叠统长兴组生物礁气藏分布范围广,但白云岩储层厚度薄、纵横向变化大,气水分布复杂,早期直井产能偏低的问题一直制约着该气藏的高效开发。为此,从分析元坝气田长兴组生物礁在岩性剖面、测井曲线及地震剖面上的反映特征等入手,探究该区长兴组生物礁发育与储层分布模式,系统总结了该气藏地质综合评价过程中的关键做法：①以“分区”“等时”“相控”“震控”“确定性结合随机性”等建模原则为基础,充分结合生产动态资料,以礁群为单元,采用“多级双控”三维地质建模技术建立气藏精细地质模型;②以井型优选、井轨迹优化为核心设计井网,气田开发以水平井为主。在水平井实施过程中,采用超深薄储层水平井轨迹实时优化调整技术,确保水平段长穿优质储层。结论认为,该项技术成果不仅为该气田长兴组气藏40×108 m3混合气/年产能建设及投产奠定了坚实的基础,而且还为海相深层及超深层高含硫气藏的勘探开发提供了可资借鉴的成功经验和技术支撑。     

底水驱油藏单管采水抑锥射孔方案优化

对于底水能量较活跃的油藏，可利用采水抑锥工艺抑制或减缓底水的锥进，从而达到稳油控水的目的。以此为基础，提出了单管采水抑锥工艺，建立了单井径向油藏模型，运用数值模拟方法，对不同射孔位置及射孔厚度油井的生产动态进行预测，优化射孔方案，并分析了水体大小、渗透率各向异性等因素对底水锥进的影响，为底水油藏控水措施的选择提供理论依据，提高油田最终采收率。     

底水油藏水平井临界生产压差研究

在底水油藏水平井开发底水脊进原理的基础上,采用等值渗流阻力法,结合底水驱动垂向临界速度导出了底水油藏开发的临界生产压差计算模型及临界产能的计算方法。分析了垂向渗透率、油水密度差、水平井位置、油水粘度比以及底水锥进高度等参数对临界生产压差的影响,其结果对水平井开发底水油藏确定合理的生产压差具有指导作用,为底水油藏水平井产能设计提供了参考依据。     

深海底水气藏水侵规律与水侵风险识别方法

为了探索深海底水气藏控水开发策略,基于南海LS17-2深水气田的地质特征、水体特征及开发特征,针对水平井开展沿程产气剖面测试实验与大型3D底水气藏水侵物理模拟实验,定量分析底水脊进影响因素,在此基础上建立了适用于深海底水气藏开发的水侵风险识别方法。研究结果表明：①底水气藏开发过程中水体的脊进受到储层非均质性、生产制度、水平井筒趾跟效应的影响,并且上述3个因素对水侵的影响程度依次减小;②井区横纵比决定了气井产能是否会受到水侵风险的影响,而储层的非均质性会影响水侵风险识别界限,并且储层非均质性越强,横纵比安全界限值越小;③渗透率级差为1、10、20、30时,横纵比安全界限值依次为41.18、21.61、12.60、5.31;④基于建立的渗透率级差与井区横纵比安全界限值的关系曲线,A4H井储层平面渗透率级差为30、横纵比为77.20,远远大于横纵比安全界限值（5.31）,该井受到水侵影响的风险高,必须进行控水开发。针对深海底水气藏的控水开发,提出以下策略：①通过改善水平井筒趾跟效应以及削弱储层非均质性的影响,来抑制底水的不均衡脊进,相应措施为适用于水平井的环通多级人造井底技术与变密度筛管技术;②对开采制度进行调控,以防止不均匀水侵的形成,相应措施为周期采气技术;③在井底附近建立阻水屏障,进而抑制前缘水头的脊进,相应措施为水平井充填透气阻水砾石技术;④兼容并蓄,形成各阶段相互弥补的全生命周期气藏复合控水开发技术。结论认为,该研究成果不仅可以用于储层渗透率级差介于1～30、采气速度为3%条件下的深海底水气藏水侵风险判断,而且还可以为海上、陆上底水气藏的控水开发提供借鉴。     

水平井、分支井采油工艺现状分析与展望

介绍了国内外水平井应用概况,水平井技术主要应用在以下几种油(气)藏:薄层油藏、天然裂缝油藏、存在气锥和水锥问题的油藏、存在底水锥进的气藏。另外,水平井在开采重油、水驱以及其他提高采收率措施中也正在发挥越来越重要的作用。分析了水平井、复杂结构井采油工艺现状,包括人工举升方式、增产增注措施、防砂和控砂技术、找水与堵水技术等,并对未来水平井、复杂结构井采油工艺急需研究的问题进行了展望。     

考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型

底水锥进是底水气藏开发的重要问题。有关临界产量计算模型的物理模型一般假设地层流体为达西渗流,忽略非达西渗流压降。对于高产气井,近井地带流体渗流速度很大,非达西渗流阻力不可忽略。笔者在临界产量计算模型中考虑高速非达西渗流对底水锥进的影响,引入拟表皮系数,建立了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,计算中避免了非达西渗流半径的复杂计算过程。为量化非达西渗流的影响,应用数值模拟方法,通过建立高渗、中渗、低渗底水气藏数值模型,模拟产能试井过程并建立产能方程,计算了考虑非达西渗流的底水锥进临界产量。结果表明：低渗气藏非达西渗流对临界产量计算结果的影响可以忽略;当渗透率为30 mD、射孔厚度为208.3m、避水高度为31 m时,未考虑非达西渗流的临界产量误差为14.46%,非达西渗流影响不可忽略。因此当渗透率大于30 mD时,应选用考虑非达西渗流的底水锥进临界产量计算模型,更符合实际储层流体渗流规律。     

影响砂岩底水气藏开发动态的因素研究

以永21断块为例,利用数值模拟方法分析了采气速度、垂直/水平渗透率比(kv/kh)、底水能量、井距、射开程度等参数对砂岩底水气藏开采效果的影响,同时对隔层大小及位置对底水上升速度的影响进行了精细模拟研究。研究表明:在选择合理射开程度、井距、采气速度的基础上,利用隔层对延缓出水的作用,应该立足于均衡开采,使底水以平托方式推进,才能获得最佳的开发效果。研究结果为改善气藏开采动态提供了理论依据。     

靖边气田马五1+2气藏相对富水区成因及开发

靖边气田下古生界马五₁₊₂气藏是靖边气田的主力气藏，但该气藏存在大小不等的相对富水区，大的上百平方公里，小的仅几平方公里，它们既不同于边水、也不同于底水，而是一种含水饱和度相对较高且可移动的成藏滞留水。特殊的地层水类型决定了其开发的特殊性。随着开发井网的完善，相对富水区数量也相应增加。文章通过分析相对富水区的成因、气水移动规律，研究了相对富水区开发技术，提出“内降外控、以排为主”的开发技术，大的富水区通过采取各种排液措施，降低水体内部地层压力，控制相对富水区外围纯气区的气井产量、保持相对富水区外围较高地层压力；孤立、透镜状小水体，通过强排，降低其地层压力，控制水体外侵，提高气藏采收率。     

基于动态数据的底水油藏水平井水脊增长模型

大量室内实验和矿场实践表明,底水油藏含水上升以垂向水锥(定向井)或水脊(水平井)形式存在。为了准确描述底水油藏水平井水脊形态的演化过程,从物质平衡原理出发,推导了水脊体积与生产动态数据之间的关系,结合水平井水脊形态,建立了基于动态数据的水平井水脊增长模型。已知相渗及矿场资料的条件下,应用该理论模型可以简便快捷地计算底水驱水平井水脊形态随时间的演化规律。通过渤海典型底水油藏的应用表明,该理论方法计算过程简便,预测结果可靠,对底水油藏水平井水脊预测具有重要的指导意义。     

深海底水气藏水平井充填透气阻水砾石的增产实验

为了寻求深海底水气藏水平井经济有效的控水方法,在制备改性覆膜砾石的基础上,开展了覆膜砾石耐摩擦破损、耐温度破损及覆膜砾石层阻水能力测试,然后利用大型三维底水气藏开发模拟装置进行实验,以此来对比深海底水气藏水平井充填常规砾石与覆膜砾石的开发效果。研究结果表明:①覆膜砾石涂层耐温上限为240℃,并且砾石充填速度可以达到4.48 m/s,为实际井裸眼段砾石充填平均流速的8倍;②随着覆膜砾石充填层渗透率的升高,阻水能力减弱,若渗透率低于1 500 mD且驱替压差低于0.6MPa,覆膜砾石充填层的阻水能力介于0.17～0.68;③覆膜砾石层具有透气阻水的功能,采用覆膜砾石充填水平井技术可以减弱突进流道内的水相流动能力,从而延缓气井产水量的上升,延长气井的采气时间,使底水气藏的天然气采收率得到有效的提升。结论认为,该技术具有"水来堵水、气来透气"的自发选择性堵水功能,并且技术与经济优势明显,可以为深海底水气藏的控水开发提供新的技术思路。     

开窗侧钻水平井技术在克拉美丽火山岩气藏的应用

开窗侧钻水平井技术是石油勘探、开发过程中,为提高探井成功率和油气采收率,增加老井产能的重要手段。它是利用低产、停产井和套变井的部分井筒以及完好的地面设备,在原来的井筒上开窗,通过控制井眼延伸,向地下油气层进行钻进,并最终钻达新的目的层的钻井技术。该技术在新疆克拉美丽气田的成功应用,解决了储层动用程度低、单井稳产周期短、底水锥进速度快及普通增产措施效率低等难题。为下一步火山岩气藏拓宽气井增产途径和套管开窗侧钻水平井的推广应用奠定良好的基础,为气藏中后期开发提供技术支撑。     

一种新的预测底水突破前水锥参数的方法

借鉴前人研究思路,分别假设原始油水界面处的压力为原始地层压力和供给边界压力,采用径向流和半球面流相结合的模型预测底水锥进。通过计算水锥高度随产量的变化规律得到油井临界产量的表达式;根据临界产量对射孔段长度进行优化设计;通过研究近井的压力分布描述油井附近的水锥形态。所提出的方法具有较好的计算精度和较快的计算速度,可用于不同类型底水油藏水锥参数的计算。