海上油田开发生产系统整体优化决策技术

海上油田开发的核心目标是在平台寿命期内实现最大经济采收率,调整注采结构、优化开发生产系统是重要的增产措施之一。将整个油田开发的全过程看做一个复杂的大系统,以经济效益的最大化为目标,基于梯度优化算法和极大值原理建立了海上油田注采结构优化方法,使油藏开发动态实时处于最优,进而对开发生产系统进行整体优化,形成了一套适用于海上油田开发生产系统的优化决策技术,并以海上M油田目标区为例实现了海上油田开发生产过程整体优化,为实现海上油田高效开发提供了理论和技术支持。     

基于大数据分析的海上多层油田精细开发实践——以渤海L油田为例

针对常规数据分析方法自动化与智能化程度低,难以满足海上油田开发规律深度挖掘的需求,基于标准化数据平台建设和大数据程序开发,在渤海L油田开展了大规模、多专业和复杂生产规律下的油田开发数据的高效分析和应用。结果表明,通过油井生产数据参数相关性分析和产液规律数据挖掘,可完成油井产液能力影响因素分析;综合储层物性与注采动态等多专业数据,可完成不同井区平面及纵向注水状况分析;结合油藏大数据体构建与机器学习方法,可完成优势产能潜力区域筛选。研究成果直接应用于油田实际措施优选与方案优化后,达到了提高油田精细开发效果的目的。     

窄条带状边水稠油油藏水平井提高开发效果的技术对策

新庄油田南三块窄条带状边水稠油油藏热采水平井生产过程中存在油层剖面动用不均、边水侵入等问题。通过从油藏、注采参数和工艺等方面研究了影响水平井开发效果的主要因素,确定并实施了注采参数优化、氮气泡沫调剖、优化注汽管柱等配套技术,改善了稠油热采水平井开发效果,提高了稠油油藏资源利用率,为其他油田同类型稠油水平井开发提供了借鉴。     

冀东油田复杂断块油藏水驱采收率计算方法

复杂断块油藏在我国油田开发中占重要位置,与整装砂岩油藏相比,其开发水平和开发程度都有较大的差距。对于冀东油田这类构造岩性层状复杂断块油藏来说,注采井网仍不能有效控制全部的地质储量,仍有很大一部分储量无法通过水驱开发。冀东油田复杂断块注水开发油藏注采井网以不规则点状注水井网形式为主,常规油藏工程计算采收率方法无法满足生产要求。将冀东油田复杂断块构造岩性油藏不规则点状注采井网分为4类13种油砂体井网配置模式,分别计算每种模式极限面积波及系数,进而计算区块水驱采收率和理论采收率。根据建立的复杂断块油藏水驱采收率计算方法,计算了冀东油田复杂断块油藏水驱采收率,与标定采收率相比,复杂断块油藏理论采收率计算方法的计算结果与动态法差别较小。     

基于数据空间反演的油藏实时生产优化方法

油藏开发实时优化调控技术是智能油藏研究的核心内容。提出了基于数据空间反演的油藏实时生产优化新方法,仅需若干油藏模型先验生产动态,基于贝叶斯理论构建代理模型,根据随机极大似然原理拟合历史观测数据进行模型训练,反演得到符合实际观测数据的生产动态后验估计。采用同步扰动随机逼近算法建立生产优化数学模型,实现注采参数实时优化,提高经济开发效益。该方法基于代理模型在拟合阶段避免了重复数值模拟计算,得到正确生产动态后验估计同时兼顾了油藏模型实际地质特征,优化所得方案考虑了目标油藏的不确定性,降低了实际生产开发风险。油藏实例应用表明:该方法能得到与常规多模型数据同化方法相一致的生产动态预测结果,拟合过程计算效率提高了5倍,且注采优化方案能取得良好的驱油效果。提出的油藏开发生产优化设计方法为油田实时生产优化提供了新的思路。     

基于数据空间反演的油藏实时生产优化方法

油藏开发实时优化调控技术是智能油藏研究的核心内容。提出了基于数据空间反演的油藏实时生产优化新方法,仅需若干油藏模型先验生产动态,基于贝叶斯理论构建代理模型,根据随机极大似然原理拟合历史观测数据进行模型训练,反演得到符合实际观测数据的生产动态后验估计。采用同步扰动随机逼近算法建立生产优化数学模型,实现注采参数实时优化,提高经济开发效益。该方法基于代理模型在拟合阶段避免了重复数值模拟计算,得到正确生产动态后验估计同时兼顾了油藏模型实际地质特征,优化所得方案考虑了目标油藏的不确定性,降低了实际生产开发风险。油藏实例应用表明:该方法能得到与常规多模型数据同化方法相一致的生产动态预测结果,拟合过程计算效率提高了5倍,且注采优化方案能取得良好的驱油效果。提出的油藏开发生产优化设计方法为油田实时生产优化提供了新的思路。     

复杂断块油藏改善注水开发效果技术研究

针对复杂断块油藏断层多、断块小、构造复杂、油藏类型多,开发过程中面临构造落实难度大、注采井网完善程度低、层间矛盾突出、注水储量损失严重等问题,通过精细地质研究,根据不同类型油藏存在的问题及潜力,创新思路调整注采,不断优化注采井网.采取了直井水平井组合注采、一对一点状注水、二次压裂、增压注水、深部调驱以及细分注等强化注水措施,改善了复杂断块油藏的注水开发效果,有效提高了油田水驱储量控制程度和动用程度,对于同类油藏开发具有一定的借鉴.     

孤东油田特高含水期注采结构优化研究与应用

孤东油田经过多年的高速开发、强注强采 ,地下矛盾十分突出。为探索特高含水期改善油田开发效果的途径 ,在深化油藏开发特点认识的基础上 ,应用精细油藏描述技术、数值模拟技术 ,以及开发测井和油藏工程方法 ,进行了剩余油分布规律研究、合理地层压力水平研究、扩大水驱波及体积途径分析、注采结构状况分析研究等。在降压强排试验的基础上 ,调整注采结构 ,使油田地层压力得到控制 ,注采结构得到了优化 ,控制了含水上升速度 ,油田开发趋势明显好转 ,强化了油田稳产基础 ,走出了稠油疏松砂岩油藏高含水后期开发的新路子     

孤东油田特高含水期注采结构优化研究与应用

孤乐油田经过多年的高速开发、强注强采,地下矛盾十分突出。为探索特高含水期改善油田开发效果的途径,在深化油藏开发特点认识的基础上,应用精细油藏描述技术、数值模拟技术、以及开发测井和油藏工程方法,进行了剩余油分布规律研究、合理地层不平研究、扩大水驱波及体积途径分析、注采结构状况分析研究等。在降压强排试验的基础上,调整注采结构、使油田地层压力得到控制,注采结构得到了优化,控制了含水上升速度,油田开发趋势     

水平井注采井网和注采参数优化研究

水平井注采井网开发低渗透、薄层油藏可以增大注水量、降低注水压力、有效保持地层压力、提高油藏的采出程度。结合M油田油藏地质特征,应用数值模拟和经济评价方法对该油田的水平井注采井网类型、方向、排距以及转注时机与注采比等开发指标进行优化,达到经济、高效地开发目的。结果表明,水平井注采结构采用完全正对排状井网可获得较好的开发效果,优化后的井距为100 m,水平井与最大主渗方向呈45°夹角,注采井排距为300 m,地层压力水平在85%以上时注水保压,推荐注采比为1.0。研究方法和研究结果可为同类型油藏水平井注采井网部署提供参考依据,具有很好的借鉴意义。     

低渗油层五点井网水平裂缝直井产能计算方法

多层油藏进入特高含水阶段以后,物性、含油性差的低渗油层成为主要挖潜对象,埋深浅的低渗油层人工压裂后容易形成水平裂缝,并且需要考虑启动压力梯度的影响。为此,分析了五点井网中椭圆水平裂缝诱发的渗流场的特点,综合启动压力梯度造成的压力损失、储层内的物质平衡关系以及压降叠加原理推导得到油水两相的产能计算公式。以长垣杏树岗油田未水洗的独立型表外储层为例,利用产能公式计算分析了五点井网压裂后水驱开发过程中的产油量、含水率以及采出程度等动态指标。研究发现:注采井距、裂缝无因次导流能力和初始含油饱和度对压裂水驱开发的产能影响很大;投产后平均单井产油量递减速度很快,扩大井距虽有助于减缓递减但明显降低了采出程度;区块主要的采出阶段是在较强/ 强水淹（含水率大于60%）时期,并且初始含油饱和度越小,这一时期采出的地质储量占比越大。     

苏丹大型复杂砂岩油田水平井技术研究与应用

P油田是中石油在苏丹发现的特大型整装油田,开发初期采用大井距、大段合采、稀井高产等快速上产开发技术,造成含水上升快、储层动用程度不均、层间矛盾突出等问题。针对油田开发现状和油藏特点,在块状底水稠油油藏和层状边底水高凝油油藏分别开展水平井适用性研究,并优化水平井设计参数。根据研究结果部署的水平井在P油田应用后取得了很好的效果,既加快了稠油和高凝油储量动用,又抑制了边水指进和底水锥进,提高了单井产量和油田采收率。     

辽河油区注水开发油田产液量变化规律认识

辽河油区注水开发油田储层类型多样,油品性质多样,运用油藏工程方法,利用不同类型注水开发油藏无因次采出指数与含水关系,明确了不同类型油藏含水变化对产液量的影响规律,并进一步研究了注水开发油藏采液速度与采油速度的关系.分析认为:保持合理的采液速度是中、低含水期油田稳产及高含水期减缓递减的有效手段.该研究可为不同类型注水开发油藏采液速度的优化提供借鉴.     

数字技术赋能海上油田开发

数字技术赋能油田是未来石油行业发展的大趋势。渤海油田通过建立现场级物联网、应用人工智能与大数据、创建三维数字化工作平台,初步实现以数字技术赋能海上油田开发模式。打通边缘物联神经末梢,实现物联网全面感知、可靠传递,形成数据驱动的油藏、注采、安全、设备设施智能管理闭环,实现在役海上生产设施智能运维,极大地提高了海陆的连通性和运营效率,以数字技术助力渤海油田高质量发展。在阐述海洋智能油田建设基础上,对智能孪生、云边协同等未来可降低网络和IT资源消耗的智能油田建设技术进行了展望。应用数字技术赋能油田开发是海上智能油田建设的成功尝试,已取得了初步成果,未来推广空间广阔。     

碳酸盐岩缝洞型油藏注采井网构建及开发意义——以塔河油田为例

为了建立一套能够反映塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏复杂缝洞结构和连通关系的注采井网。从不同岩溶地质背景特征出发,通过分析风化壳型、断控型和暗河型储集体的缝洞空间结构特征、注采关系特点和井网形式,提出了“注采空间结构井网”的理论概念,即以缝洞体空间展布为基础,结合缝洞形态、尺度、连通结构等信息,在三维空间上构建注水井与采油井之间的配置关系,最大程度提高缝洞控制、水驱储量动用及采收率。研究认为：风化壳型注采关系以“低注高采,缝注孔洞采、小洞注大洞采”为特点,适宜建立“面状”注采井网;断控型注采井组以“等高注采、缝注洞采、边注中采”的注采关系为主,应建立“条带状”的注采井网;暗河型注采井组易形成“低注高采、洞注洞采”的注采关系,可建立“线状”注采井网。同时应形成与井网形式相匹配的差异化注水方式,以全面体现注采空间结构井网"多向注采、多段注采、立体注采"的构建目标。     

过热蒸汽吞吐开采界限及注采参数优化研究

过热蒸汽吞吐相比普通湿蒸汽吞吐能够大幅度提高浅薄层超稠油油藏的开发效果,是提高该类油藏采收率的有效途径。建立浅薄层超稠油油藏三维地质模型,进行过热蒸汽吞吐数值模拟研究,确定了不同油层埋藏深度和油汽比条件下的厚度下限;研究原油产量与原油粘度的关系,确定了过热蒸汽吞吐原油粘度上限,并进行注采参数优化研究,优选出最佳的周期注汽量、注汽速度、焖井时间和最大排液量。从井楼油田过热蒸汽吞吐试验区的实施效果看,取得了显著的成效,大大增加了该类油藏的技术可采储量。     

缝洞型碳酸盐岩油藏开发技术的认识与思考

塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油藏是油田开发面临的新的油藏类型,存在产量递减快、采收率低和储量动用率低等问题。剖析了中国石化塔河油田和顺北油气田缝洞型碳酸盐岩油藏地质特征及开发面临的挑战,系统总结了中国石化在缝洞型油藏描述、开发建产和提高采收率等方面的技术进展,针对塔河油田和顺北油气田的不同开发阶段,提出了下一步技术攻关建议。缝洞型碳酸盐岩油藏经过多期构造运动、岩溶作用和油气充注,储集体非均质性极强,油、气、水分布复杂,给油藏描述、地质建模、储量评价、效益建产、注水-注气、钻井工程、酸压改造、井筒举升等带来一系列挑战。经过20年的开发实践,中国石化西北油田形成了基于地球物理的体积雕刻、断裂精细解析和岩溶系统表征技术,以及基于岩溶相控的地质建模、靶向酸压和注水-注气提高采收率等技术。为实现顺北油气田高效开发,需进一步开展基于断裂解析的成藏特征研究以及基于地球物理雕刻的储集体相控地质建模、流体相态特征及高压物性、油藏组分数值模拟、油藏地质力学与数值模拟耦合、油气藏与举升一体化模拟、井位优选和钻井轨迹优化等工作。为实现塔河油田大幅提高采收率目标,需进一步开展缝洞结构描述、岩溶成因系统研究、储量动用评价、注水-注气机理及规律研究、缝洞井节点网络模拟和动态监测系统研究等工作。     

渤海X油田不同射孔方式下均质油层纵向剩余油分布规律研究

渤海X油田已进入高含水开发后期,油水关系复杂,针对纵向动用不均匀的问题,利用人造物理模拟岩心,开展油水井不同射开部位生产条件下厚油层纵向上剩余油分布规律研究。结果表明,注入井上部射开、生产井全部射开效果最好,最终采收率最高;优化射孔方案可以改变油水流动方向,但受重力分异作用影响,剩余油仍主要集中在储层顶部。将研究成果应用于油田生产,其中X1井投产后日产油达200 m3,无水采收期长达2年。该方法对于改善厚油层水驱效果具有一定效果,可在海上油田适度推广。     

涠洲12-1油田注气重力辅助稳定驱替机理研究

涠12-1油田涠四段油藏注采井网不完善,并且在钻完井过程中由于储层受到严重污染,注水较晚,最终导致涠四段油藏地层压力下降,开发效果不好。为改善该油藏开发效果,试图进行注气开发,为确定油藏注气开发的效果,结合油藏的地质油藏特点,综合运用带倾角的长岩心注气重力稳定驱、带倾角的注采井组二维均质剖面模型、层状剖面模型以及韵律剖面模型,并采用注气驱机理数值模拟的方法对注气驱替机理进行了研究。模拟结果表明,涠洲12-1油田中块涠四段注气非混相驱油的主要机理为重力分异辅助作用,储层非均质性、油气毛管压力和注入气黏度变化对注气驱油的采收率影响较小。采油速度不超过5%,注气近混相驱可以形成比较稳定的下倾气驱油界面,且比注水开发将提高采收率10个百分点以上。     

监测技术在曙光油田开发中的应用

针对曙光油田油层平面、层间均存在较为明显的渗透率差异,非均质相对较为严重等油藏特点,通过压力、注入剖面、产出剖面、示踪剂等各种生产监测技术在曙光油田的应用效果分析评价,充分认识到生产监测技术在揭示油藏平面、纵向开发矛盾及油藏剩余油研究和挖潜中具有重要的作用.生产监测技术应用表明,由注入剖面、产出剖面反映了主力油层动用较好,其余油层动用相对较差,其挖掘潜力在非主力油层;通过定点压力测试井连续监测地层压力,及时调整注采井网,保持地层能量;通过应用环空产液剖面资料确定出水层位,实施堵水措施11井次,有效9井次;应用同位素注水剖面测井,有针对性地与以前所测注水剖面资料进行对比,及时进行分调注措施,年均应用同位素注水剖面技术实施分调注井约60井次,效果明显.生产监测技术在一定程度上改善了油藏开发效果,为油藏稳产和持续发展奠定了基础.