洞-缝-洞介质中水驱油注采规律研究

为了揭示缝洞型油藏的注采机理,研究了缝洞介质中的水驱油规律。利用有机玻璃制作了一组不同裂缝宽度的洞-缝-洞组合模式物理模型,开展了物理模拟试验,分析了水驱后剩余油分布规律及形成机制,并研究了注入速度、裂缝宽度、毛管力对水驱油采收率、含水率的影响,通过相似理论计算得到了不同溶洞高度对应的临界裂缝宽度。研究发现:水驱后的剩余油主要存在于未波及的单向连通溶洞与裂缝中,表面活性剂溶液驱后的剩余油主要存在于单向连通溶洞的上部;当溶洞内的油水界面到达一定高度产生的压差克服毛管力作用时,水才能进入裂缝底部;注入速度越小、裂缝宽度越大、毛管力越小,模型采收率越高;溶洞高度越高,其对应的临界裂缝宽度越小。研究结果表明,表面活性剂驱可以提高洞-缝-洞型油藏的采收率。      

塔河油田缝洞型油藏单井注水替油技术研究

塔河油田在碳酸盐岩油藏能量弱的定容性单井缝洞单元进行了注水替油试验,大幅度提高了原油采收率。通过全面分析塔河油田大量现场注水替油资料,提出了以下注水替油技术:选择通过机采手段无法正常生产的定容性油井进行注水替油,并优先选择溶洞型储集体油井;注水替油前要尽可能利用天然能量,在地层压力难以维持正常机抽生产时进行注水替油;在注水替油的第一个周期,周期注采比应控制在0.25～0.50;溶洞型储集体油井早期注采比应控制在1.0～2.0,中后期控制在0.5～1.0;裂缝性储集体油井早期注采比应控制在0.8～1.5,中后期控制在0.3～0.8;溶洞型储集体油井前期可适当提高注水速度,裂缝性储集体油井的注水速度不宜过高;注水压力应低于井口承压能力和地层破裂压力;注水焖井后开井产液量不能高于注水前正常生产时的产液量。这些技术为碳酸盐岩缝洞型油藏单井注水替油生产提供了理论依据和技术支撑。     

塔河油田4区奥陶系缝洞型油藏特征及开发对策

塔河油田4区储集体主要分布在奥陶系风化壳,呈不规则网状。储集空间以溶洞、裂缝为主,溶洞高度大多数低于2 m,裂缝平均宽度大于0.1 mm的层段占总层段的58%。储集体的平面分布与古岩溶发育有关,古岩溶水道的地震反射特征呈串珠状强反射,深浅侧向测井异常具有幅度差。利用蒙特卡罗法计算缝洞型油藏储量,一种方法是利用测井解释的结果,统计孔隙度、有效厚度、含油饱和度的概率分布;另一种方法是假设孔隙度、有效厚度、含油饱和度为精确值,储集体面积符合某种概率分布,求得每口井的储量分布。塔河油田是块状底水油藏,油藏的水体主要由深部发育的古岩溶水道系统沟通底水。合理开发碳酸盐岩缝洞型油藏应以缝洞单元为基础,以循环注水、钻侧钻井为主要措施,宜采用“一井一策”方针。     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏剩余油分布特征

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏储集体主要由大型溶洞、裂缝及溶孔组成,其中大型溶洞是主要的储油与产油空间.大型溶洞内流体流动为自由流,与砂岩孔隙中的流体流动具有较大的差别.溶洞内油水两相流时不存在固体介质对流体流动阻力,油水间的重力作用表现突出,油水间重力分异迅速,油水界面清晰.溶洞之间由裂缝相连通,耦合后流动更加复杂,裂缝内流体流动表现为高速达西流动,底水沿裂缝水窜速度快.结合生产动态与数值模拟研究,揭示了5种缝洞型油藏复杂介质剩余油分布类型,即井旁溶洞剩余油、溶洞顶部剩余油、缝洞剩余油、下层溶洞剩余油和裂缝上部剩余油等,为塔河油田开发调整及提高采收率提供了地质基础.     

多轮次压降试井求取含油饱和度研究

针对碳酸盐岩缝洞型油藏非均质性强,常规测井解释得到的静态含油饱和度不能代表整个缝洞单元的实际情况,利用注水后闷井期间压降试井技术手段,结合多轮次试井数据求解碳酸盐岩缝洞单元的含油饱和度。在忽略溶洞岩石压缩系数的条件下,将2轮次试井解释得到的含油饱和度差值与实际采出量进行试算,确定缝洞单元的控制体积,并精确计算缝洞单元剩余储量。通过实例计算,该方法计算的缝洞体体积与地质建模结果基本吻合,能有效计算缝洞型油藏剩余油饱和度及剩余储量,对于后期挖潜剩余油具有指导意义。     

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏开发理论及方法

以塔河油田为代表的碳酸盐岩缝洞型油藏是以大型溶洞和裂缝为主要储集空间的特殊类型油藏,储集体分布复杂,主体缝洞介质内流体流动不符合达西渗流规律,使得该类油田开发无法借鉴碎屑岩成熟的开发理论和技术。经过近年来的科技攻关研究,深化了缝洞型油藏储集体形成机制,揭示了缝洞型油藏流体动力学机理,形成了超深层缝洞储集体地球物理描述、多尺度岩溶相控缝洞储集体建模、缝洞型油藏数值模拟3项关键技术成果。在塔河油田缝洞型油藏开发实践中,有效指导了注水开发,提高了开发效果。     

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏多井缝洞单元注水开发方式

利用油藏数值模拟手段,通过对前期试注阶段注水效果的系统评价,探讨了塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏多井缝洞单元的注水开发方式,包括注水时机、注采井网、注采井的储集体类型、注采井高低部位等。研究结果表明,碳酸盐岩缝洞型油藏不同类型储集体应在不同地层压力保持水平下注水,溶洞型储集体压力水平为80%～90%,孔洞型储集体压力水平在90%以前,裂缝型储集体要更早开始注水效果较好;注采井网应采用不规则面积井网;注采井储集体类型和高低部位以缝注洞采、缝注孔洞采、低注高采较好。     

缝洞型油藏提高“阁楼油”采出程度物理模拟实验

"阁楼油"是缝洞型碳酸盐岩油藏剩余油的重要存在形式,文中运用可视化物理模型直观研究了"阁楼油"的形成机理以及采用堵水和注气措施来提高"阁楼油"的采出程度。实验结果表明:油水密度差异是"阁楼油"形成的主要机理;缝洞连通关系和储集体排列方式明显影响"阁楼油"的采出程度。溶洞低部位沟通底水,堵水后溶洞高位缝沟通其他储集体时可以使采出程度大幅度增加,溶洞高部位沟通底水、出口裂缝位于溶洞的中低部位时,"阁楼油"仅靠堵水措施很难动用,配套注气措施可以进一步提高采出程度;储集体并联时的水驱采收率高于串联储集体,堵水后串联储集体更能高效启动"阁楼油"。     

缝洞型油藏储量定量描述方法研究

塔河缝洞型碳酸盐岩油藏，油藏类型特殊，经过多期构造运动与古风化壳岩溶共同作用形成的、以缝洞储集体控藏为主的缝洞复杂碳酸盐岩油气藏。其储集空间类型多，储集体的空间分布变化大，具有形态不规则、随机不均匀分布特征。经过对塔河缝洞型油藏的多年开发，目前已进入精细开发阶段，对单个缝洞体储量定量评估精确度提出更高要求。通过总结前期储量刻画思路，分析其中存在的问题及技术难题，指导引出针对风化壳岩溶储层，基于混合速度初始低频模型反演预测技术；及针对溶洞边缘裂缝假象影响裂缝储量计算的属性预测，通过倾角约束的张量属性薄化融合蚂蚁体的小尺度断裂，表征强溶蚀区的连通分析更明确，裂缝储量刻画更精确；同时通过对比研究优化孔隙度量化表征、油柱高度、含油饱和度、原油密度等参数模型化，为储量精确定量描述提供支撑。     

碳酸盐岩缝洞型储集体特征及分类分级地质建模

以塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏为例,以储集空间类型和规模为标准划分缝洞储集体类型,采用分类分级的方法建立缝洞型储集体三维地质模型。基于岩心、钻井、测井、地震等资料,将缝洞储集体划分为溶洞型、溶蚀孔洞型、裂缝型、基质岩块4种类型,其中溶洞型储集体又细分为大型溶洞和小型溶洞2种亚类,裂缝型储集体划分为大尺度裂缝、中尺度裂缝、小尺度裂缝及微裂缝4种亚类。大型溶洞建模采用"地震截断,模式修正"的确定性方法、小型溶洞采用以大型溶洞为训练图像的多点地质统计学随机模拟方法、溶蚀孔洞采用序贯高斯随机模拟方法、大尺度裂缝采用人工解释的确定性方法、中尺度裂缝采用蚂蚁体追踪的确定性方法、小尺度裂缝采用基于目标的随机模拟方法,微裂缝及基质岩块因储集性能差,一般不建立离散分布模型,最后将各类缝洞储集体离散分布模型进行融合,构建了典型缝洞单元离散分布模型。塔河油田6区、7区应用效果表明,分类分级建模提高了该类油藏的建模精度,有效地指导了注水开发,改善了开发效果。     

对标产能的碳酸盐岩储集层测井分类评价——以塔里木盆地托甫台地区一间房组为例

孔隙类型多样是塔里木盆地托甫台地区中奥陶统一间房组碳酸盐岩储集层非均质性强的主要原因，储集层有效性难以评价。在岩心和薄片观察的基础上，依据成像测井资料，将碳酸盐岩孔洞分为溶蚀孔和洞穴；裂缝分为构造缝、溶蚀缝和压溶缝。根据孔洞和裂缝的组合形式，将研究区一间房组碳酸盐岩储集层划分为裂缝型、裂缝-孔洞型和孔洞型。综合导电效率、裂缝孔隙度和深侧向电阻率变化幅度，建立了储集层类型的定量划分标准，孔洞型储集层导电效率小于0.008，裂缝孔隙度小于0.13%；裂缝-孔洞型储集层导电效率为0.008～0.024，裂缝孔隙度为0.13%～0.60%；裂缝型储集层导电效率大于0.024，裂缝孔隙度大于0.60%。依据累计有效孔隙厚度、平均有效孔隙度以及产能，建立了裂缝-孔洞型储集层和孔洞型储集层分类判别图版。托甫台地区一间房组裂缝-孔洞型储集层和孔洞型储集层均主要为Ⅱ类储集层，测试日产液量分别超过55 t和50 t。     

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。     

缝洞型底水油藏油井底水突破时间预测方法——以塔河油田4区S48井为例

底水锥进是降低底水油藏单井产量和采收率的重要原因。塔河油田奥陶系发育缝洞型底水油藏,该类型油藏与孔隙型和裂缝性油气藏具有较大的差别,储层中孔、缝、洞共存,其中大型的古溶洞系统是其主要的储集空间。由于储层尺度在空间上变化较大,储集空间分布不连续,该类型底水油藏的底水锥进机理与常规底水油藏存在明显差异。考虑塔河油田储层缝洞分布不均、非均质性较强的特点,将该类型储层抽象成为渗透率变异的概念地质模型,定义渗透率变异系数和泄油半径比来表征储层缝洞的发育程度,在此基础上推导出缝洞型底水油藏油井底水突破时间的预测公式。以塔河油田4区S48井为例开展实例计算,对比预测效果并分析缝洞发育程度(渗透率变异系数和泄油半径比)、单井产量和射孔程度对该类型底水油藏油井底水突破时间的影响。     

缝洞型油藏油井产能分析

缝洞型油藏主要由溶洞、裂缝构成,具有较强的非均质性和丰富的储集空间,对其进行产能分析一般较为困难。根据等效连续介质理论,通过对基质、溶洞和裂缝3种区域进行不同的排列组合,建立了6种缝洞型油藏单井产能方程;并根据某油井实际的生产数据,计算得到6种缝洞型油藏的单井产量,并对其进行对比分析;进而讨论了溶洞半径、溶洞渗透率、裂缝宽度和裂缝渗透率这4个因素对单井产能的影响。分析后认为：溶洞区域接近井筒时的产量更高,并且此时溶洞半径和渗透率对产量的影响要比基质区域接近井筒时的影响要大;当裂缝区域接近井筒时,裂缝宽度和渗透率对产量的影响要比基质区域接近井筒时的影响要大。     

塔河碳酸盐岩缝洞型油藏注氮气效果评价

塔河油田现场氮气注入试验提采效果差异较大,目前的研究难以系统地评价注气开发的效果,亟需一套针对塔河油田的评价指标和界限标准。从注采状况、注采连通状况、注采平衡状况以及效果效益状况四个方面构建了塔河缝洞型油藏注气效果综合评价指标体系,并通过聚类分析方法建立了注氮气效果评价指标界限,形成了基于BP神经网络的综合评价方法,并对塔河油田203口注气单井进行了注气效果综合评价。研究结果表明,第四轮次注气后现有注气方案对剩余油的动用能力不足,缝洞型油藏复杂的连通状况形成了大量无效注气,是最终导致氮气替油效果不佳的主要原因。文中构建的缝洞型油藏注氮气效果评价体系和评价方法,解决了注氮气效果评价无依据的问题,为缝洞型油藏后期改善注氮气效果对策提供了科学依据,也为类似油藏注气效果评价提供了技术参考。     

缝洞型碳酸盐岩储集层中气体流动新研究

建立了缝洞型碳酸盐岩油气藏多缝多洞复杂连通型储集层中气体流动的数学模型,得出了开井时压力降落阶段与关井后压力恢复阶段各溶洞内压力和各裂缝内气体流量的变化规律,并以六溶洞五裂缝复杂连通的储集层为例,进行了实例计算。发现压力下降阶段时,距离井筒越近的溶洞,压力下降越快;压力下降初期的气体产量主要由靠近生产井的溶洞供给,随着时间的增加远离生产井的溶洞才逐渐开始大量供给气体;压力恢复阶段中,由于缝洞的复杂连通性,各裂缝中流量变化比较复杂,部分裂缝中的流量在后期出现倒流现象。最后,研究了溶洞大小、裂缝长度和裂缝宽度对溶洞内压力与裂缝内气体流量变化的影响。     

Three-dimensional physical simulation and optimization of water injection of a multi-well fractured-vuggy unit

With complex fractured-vuggy heterogeneous structures, water has to be injected to facilitate oil production. However, the effect of different water injection modes on oil recovery varies. The limitation of existing numerical simulation methods in representing fractured-vuggy carbonate reservoirs makes numerical simulation difficult to characterize the fluid flow in these reservoirs. In this paper, based on a geological example unit in the Tahe Oilfield, a three-dimensional physical model was designed and constructed to simulate fluid flow in a fractured-vuggy reservoir according to similarity criteria. The model was validated by simulating a bottom water drive reservoir, and then subsequent water injection modes were optimized. These were continuous (constant rate), intermittent, and pulsed injection of water. Experimental results reveal that due to the unbalanced formation pressure caused by pulsed water injection, the swept volume was expanded and consequently the highest oil recovery increment was achieved. Similar to continuous water injection, intermittent injection was influenced by factors including the connectivity of the fractured-vuggy reservoir, well depth, and the injection–production relationship, which led to a relative low oil recovery. This study may provide a constructive guide to field production and for the development of the commercial numerical models specialized for fractured-vuggy carbonate reservoirs.     

孔隙储层胶结指数m的确定方法及影响因素

含有裂缝和孔洞的各类岩石储层通常被称为复杂孔隙储层。近年来,对于复杂储层的分析研究已经成为一个热点,为了得到精度更高的储层含水饱和度,国内许多学者进行了深入和系统的实验研究和计算。这些研究都是基于阿尔奇公式展开的,由于裂缝和孔洞的存在,导致了储层的非均质性,造成孔隙胶结指数m等岩电参数的改变。对于孔隙胶结指数的研究,有通过岩电实验统计的,也有通过建立孔隙模型推导的。由于各种方法都有一定的局限性,因此找到一个能较全面反映各个因素的又不引入多参数的方法将是准确计算m值的关键。