渤海不同黏度油藏水驱开发特征研究

伴随着开发的进行,渤海矿区不同油田地质油藏能力与地面工程处理能力的矛盾日益突显,亟待研究不同黏度油藏不同的开发动态规律特征.针对液量与油量随含水变化幅度、提液界限、含水变化规律、单位厚度可采储量、开发寿命、油藏采收率等问题,选取了渤海矿区地层原油黏度分别为439 mP·s,129 mP·s,34 mP·s,3mP·s的...     

高凝油油藏水驱油效率影响因素

高凝油油藏普遍采用注水开发方式,但冷水驱替会对储层产生伤害,影响水驱油效率。为完全模拟实际储层条件,采用含气原油进行水驱油室内实验,分别研究温度、渗透率、注水倍数、注水速率和润湿性对高凝油油藏水驱油效率的影响。研究发现:温度主要通过改变原油黏度和析蜡来影响驱油效率,驱油效率随温度的变化曲线具有明显的3个阶段;渗透率在原油析蜡前对驱油效率影响较大,但随着温度降低,析出的蜡质形成具有一定强度的空间网状结构堵塞渗流通道,导致渗透率的影响逐渐减小;随着注水倍数的增加,驱油效率呈上升趋势,但注水后期上升缓慢;相同注水倍数下,注水速率在析蜡前后对高凝油油藏的影响规律不同,针对不同储层温度合理选择注水速率对提高驱油效率十分关键。     

特低渗非均质油藏CO2 驱注气速度对采出程度的影响

特低渗非均质油气藏具有低孔、低渗、低饱和度和低产等特征,利用常规水驱开发难度大,采收率低,而CO2 驱油能显著提高特低渗非均质油藏的采出程度。根据特低渗非均质油藏的地质和储层特征,利用双层非均质岩心模拟油藏非均质性, 设计完成了5 种不同注气速度下（1、2、4、8、10 mL/min）的驱替实验,系统分析了CO2 驱油速度对原油采收率的影响。结果表明, CO2 驱提高采收率幅度最大段在CO2 窜流之前,随着注气速度的变大,推进速度变快,突破时间逐渐前移;合理的驱替速度使得CO2 气体与岩心孔隙中水及原油的接触时间变长,采收率提高,从而提高特低渗非均质油藏开发的经济效益。     

平面非均质性对特低渗透油藏水驱油规律的影响

对于特低渗透油藏,平面非均质性对储层的驱替效率和油气最终采收率的影响很大。通过考虑特低渗透油藏的储层特征,建立一维油水非混相驱替数学模型,并进行数值求解,重点分析了渗透率的平面非均质性及其分布方式对特低渗透油藏水驱油规律的影响。结果表明,渗透率的平面非均质性造成地层平均含水饱和度和地层压力下降,油井出口端含水率升高,驱替效率降低;在渗透率平面非均质性确定的情况下,按线性增加型和先增后降型2种分布方式驱替时,驱替效果较好;在水驱油过程中,地层注入端的平面非均质性对水驱油规律影响较大。     

水驱开发油藏原油黏度变化规律及其对开发效果的影响

水驱油田开发过程中，原油黏度随含水率升高而增加。目前水驱油藏数值模拟器中简单地将原油黏度看成是压力的一元函数，没有考虑其他因素对原油黏度的影响。为提高模拟精度，在黑油渗流模型的基础上，建立了原油黏度随含水率变化的新模型，开发了新的数值模拟器，并在该模拟器上模拟了不同的原油黏度变化幅度对生产动态的影响。研究结果表明：水驱过程中原油黏度的升高缩短了无水采油期，加快了含水上升速率，降低了采出程度。油田实例对比验证了该模型的正确性。     

非均质水驱油藏开发指标预测方法

运用数值模拟法预测非均质油藏开发指标及剩余油饱和度分布的工作量大,耗时长,技术要求高。考虑实际油田井网布置的不规则性及储层的非均质性,基于油藏工程理论,推导并建立了考虑储层非均质性的水驱油藏开发指标预测方法。该方法根据注采井配置关系和渗流阻力,将油田动态劈分为多个注采单元,对各注采单元的渗透率、孔隙度、储层厚度等非均质参数进行等效处理,再将各注采单元转化为均质单元;采用物质平衡原理和Buckley-Leverett径向水驱油理论预测各单元开发动态,计算含水率和剩余油饱和度等指标,进而得到整个油藏的开发指标。与传统油藏数值模拟方法相比,新方法占用内存少、速度快、效率高。对断块老油田进行实例验证分析表明,新方法预测单井和全油田10 a含水率变化与数值模拟结果的相关系数达0.993 4~0.999 6,预测10 a剩余油饱和度与数值模拟结果吻合。     

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。     

驱替液黏度对多层非均质油藏聚驱吸液剖面返转及驱油效果影响

针对聚合物驱过程中吸液剖面返转现象,通过模拟渤海某油藏的地质条件,从不同黏度的同质聚合物溶液在低渗透层的分流率出发,研究了聚合物溶液黏度对注聚过程中吸液剖面返转的影响规律,并开展了浓度为1500 mg/L的剪切后黏度分别为30.5 mPa·s和130.8 mPa·s的异质聚合物（HPAM和HAPAM）溶液段塞组合的驱油实验。结果表明,聚合物溶液黏度增加,聚合物驱时吸液剖面返转时机将提前,低渗透层分流率先升后降,并且分流率的峰值会增大,注入聚合物溶液黏度过低或者过高都不利于提高采收率。对于渤海某油田,过炮眼后聚合物溶液黏度控制在15~30 mPa·s范围之内较为合适。高黏度HAPAM溶液对非均质油藏改善效果要强于低黏度HPAM溶液,但其相应的注入压力也更高,对于海上正在实施聚合物驱的某多层非均质油藏,采用高黏-低黏异质聚合物溶液交替注入方式对非均质油藏改善效果更加明显。     

碳酸盐岩油藏不同裂缝产状岩心水驱油实验及水驱规律

碳酸盐岩油藏多发育裂缝,不同裂缝产状对水驱特征和水驱油规律的影响有待研究。通过岩心驱替实验,利用5种裂缝产状碳酸盐岩岩心,探究了不同裂缝产状下水驱油规律。研究结果表明：水平贯穿缝岩心呈现同步动用阶段、近缝基质动用阶段和裂缝窜流阶段-三段式动用规律;无水期和高含水期是岩心主要的驱油阶段;贯穿缝岩心见水时间早,无水驱油效率和最终驱油效率较低。随着裂缝倾角减小,油（水）相对渗透率下降（上升）加快,残余油饱和度变大,水相相对渗透率增大,两相区逐渐变窄。基于Hagen-Poiseuille方程提出了带缝岩心中仅考虑裂缝的渗透率计算方法,利用三方面实验手段解决了束缚水饱和度统一的难题,并给出了实际矿场的提液时机,为碳酸盐岩油藏开发提供了理论指导。     

利用小井距井网改善油藏水驱开发效果

神泉油田侏罗系油藏构造复杂，是一个被断层复杂化的断块油藏，油藏储层的连通性差、非均质严重、天然能量较弱。这些特点都给注水开发工作带来了困难，油田在注水开发过程当中遇到很多矛盾。为解决注水开发过程中遇到的矛盾，油田开展了小井距井网调整方案的实施工作，并已见初步成效。该方案也为提高其它地质条件类似区块的注水开发效果提供了技术依据，对神泉油田侏罗系油藏下步注水开发工作的全面展开具有指导意义。     

不同类型储层驱替速度对提高原油采收率的影响

从渗流力学的基本规律出发,对几种不同类型储层驱替速度对提高油气采收率的影响进行了理论探讨.研究结果表明,对于一维均质储层,加大水湿层内垂向非均质储层和存在启动压力梯度的低渗透储层的驱替速度,能提高油气采收率;对于水湿双重介质储层,如果基质渗透率很低,应适当降低驱替速度,可以更充分地发挥基质与裂缝系统间毛管力窜流的交换作用,有利于提高油气采收率.对于水湿层内垂向非均质储层和基质渗透率较大的双重介质储层,要平衡毛管力的有利和不利两个方面的作用,驱替速度过大或过低都会影响采收率的提高,因而存在一个最佳驱替速度.     

各向异性油藏注水开发布井理论与方法

油藏各向异性对于开发井网具有破坏和重组作用，致使井网的生产效果难以把握，严重影响油藏原油的产量和采收率，其开发井网的布置是一大难题。布井的关键在于突破传统的正多边形井网形式，建立变形井网。利用坐标变换将各向异性油藏变成等价各向同性油藏，分析了注水开发井网的变形机理。为了避免井网破坏，注采井排必须与最大渗透率方向（裂缝方向）平行或垂直；为了优化井网的油藏开发效果，井网注采单元的几何参数（井距和排距）由各向异性渗透率主值计算得到，提供了定量计算公式。     

不同水油黏度比下乳化对稠油复合驱的影响

化学复合驱是稠油提高采收率的关键技术之一,当前复合体系研发中越发强调乳化降黏机理,形成了高效乳化体系,但是强乳化产生的驱油增量尚不清楚,难以判断乳化对驱油的实际贡献。利用性能显著不同的1#（超低界面张力复合体系）、2#（乳化复合体系）、3#（兼顾超低界面张力和乳化的双效复合体系）体系,开展了系列的界面张力、乳化性能和不同水油黏度比下的驱油对比研究。结果表明,2#乳化复合体系和3#双效复合体系较1#超低界面张力复合体系更能稳定稠油乳状液。乳化对稠油复合驱的贡献因水油黏度比的不同而存在差异：水油黏度比小于0.200时,3#双效复合体系较1#超低界面张力复合体系采收率增幅高3.6%～6.7%,乳化能够增强体系驱油能力;当水油黏度比大于等于0.200时,3种复合体系驱油效果相近,乳化的影响显著减小,甚至可以忽略。泡沫复合驱较二 元复合驱采收率增幅显著提高,且其可将稠油驱替对复合体系乳化性能要求的水油黏度比界限从0.200减小到0.150。对于稠油复合驱,应依据水油黏度比的差异,确定对复合体系性能的要求。     

塔河底水砂岩油藏不同水淹模式下堵水适应性分析

底水砂岩油藏水平井见水后产量下降快,递减大。堵水作为水平井治理的有效手段,其效果受水平井水淹程度影响很大,因此有必要研究砂岩水平井的水淹特点和堵水适应性。通过研究塔河底水油藏水平井水平段渗透率组合形式对油井水淹模式的影响,按照水平段水淹程度将水淹模式分为点状水淹、逐级水淹、多段水淹和均匀水淹4种类型。并根据其对应的剩余油分布特点,提出了相应的堵水工艺。通过矿场实践证明点状水淹和多段水淹模式下剩余油潜力主要以油水同出和低渗未动用段为主,适合于多轮次堵水进行挖潜。在多轮次堵水过程中,油水同出段逐渐成为水平井主要的潜力段,适宜采用堵疏结合的复合堵水进行挖潜,可为同类油藏的水平井治理提供参考依据。     

低效热采/水驱稠油转化学降黏复合驱技术

胜利油区稠油油藏开发以热采吞吐和水驱为主,热采中,稠油油汽比逐轮次下降,井间剩余油难以有效动用,钻新井不经济;水驱中,稠油油水流度比大,吨油操作成本增加,经济效益变差,采收率不足20%。“十三五”以来,为了提高低效稠油开发效果,立足多级调驱、化学降黏改善流度,提高采收率,确立了加合增效均衡驱替技术思路。从稠油致黏机理研究出发,深化了降黏剂的解聚、乳化等作用机制研究,开展了多级调驱、防膨及气体增溶等与化学降黏相结合的加合增效复合机理研究,研发了低聚型降黏驱油剂、黏弹性乳化调驱剂和双重功能泡沫调驱剂等关键化学剂,完善了方案优化决策调控技术,从而形成了以“强调驱、强降黏、强防膨、强活性、强增溶”为核心的稠油化学降黏复合驱技术。该技术有别于常规稀油的聚合物“二元”、“三元”复合驱以及普通稠油化学驱等技术,已成功推广应用到多轮次吞吐后、敏感性及高温高盐水驱等多种类型稠油油藏,覆盖地质储量1 500×104 t,预计提高采收率8%以上,有效支撑了低效稠油油藏的变革性效益开发。     

用地震法监测水驱薄互层油藏剩余油的可行性研究

基于Kuster-Toksoz岩石物理模型和Biot流体饱和多孔介质中的波动理论,运用波场仿真,研究了薄互层油藏长期水驱过程中地震响应的变化特征.结果表明:①薄互层油藏单层水驱作用引起的地震响应变化一般较弱;②多层同时水驱的情况较为复杂,但各层水驱结果具有累积效应,产生的地震响应变化相当明显,即使在孔隙度较低的情况下,引起的地震响应的变化也是可观的;③薄互层油藏多层水驱地震油藏监测是可行的.     

非均质油藏三次采油方法研究

应用平面非均质和层间非均质两种模型，分别对水驱、聚合物驱、三元复合驱、凝胶驱调剖、凝胶驱加三元复合驱等不同的驱油方式进行了数值模拟研究。结果表明，凝胶驱加三元复合驱可使油藏低渗透区的原油饱和度大幅度降低，整个油藏得到均匀开采，采收率最高，是开采非均质油藏最理想的方法。     

稠油降黏剂驱提高采收率机理

为系统研究降黏剂驱这一新的开发方式提高采收率机理,应用单管填砂驱油模型、三维填砂驱油模型和微观玻璃刻蚀驱油模型,测试降黏剂驱的驱油效率和波及系数,并对其原因进行分析。实验结果表明,降黏剂驱通过提高驱油效率和增加波及系数提高采收率。与水驱相比,降黏剂驱可提高驱油效率13%,其机理为:①分散乳化,形成水包油的小油滴,有利于通过狭窄的喉道,降低原油的表观黏度;②降低界面张力,增加毛管数,降低残余油饱和度。同时,降黏剂驱将波及系数由水驱时18.8%提高到39.9%,其机理为:①乳液调驱,分散乳化的原油进入水窜通道,水渗流面积减小、阻力增加,后续注入液进入以前未波及区域;②贾敏效应,降黏乳化小油滴聚并成大油滴堵在孔喉处,周围驱替液转向。研究明晰了降黏剂驱提高采收率机理,为后续开发技术界限研究及现场应用奠定基础。