致密砂岩储层支撑剂优选研究——以临兴神府区块为例

为了降低水力压裂对致密砂岩储层进行改造的成本,更好地释放临兴神府区块储层产能,首先采用HXDL-2C支撑剂长期导流能力评价系统装置开展了支撑剂导流能力评价实验,主要研究了闭合压力、铺砂浓度、石英砂粒径和不同粒径组合、石英砂和陶粒组合比例对支撑裂缝导流能力的影响,然后结合文中提出的支撑剂优选原则和数值模拟研究来指导临兴神府区块太2段储层在压裂施工时进行的支撑剂优选工作。结果表明,闭合压力的增加会导致支撑剂导流能力减小;闭合压力一定时,导流能力随铺砂浓度增加而增大;不同粒径支撑剂组合,导流能力随小粒径支撑剂比例的增加而减小;石英砂和陶粒支撑剂组合,随陶粒所占比例的增加导流能力增大。在以上研究基础上,优选出石英砂(20/40目)∶陶粒(20/40目)=1∶1的组合比例在铺砂浓度为4 kg/m²的条件下进行太2段储层压裂施工时,增产效果较好。     

低渗透油藏注CO2驱提高采收率预测方法

CO2驱油技术在低渗透油田中的研究已经越来越深入,无论室内实验还是现场试验证明都是可行的,不论是在高含水油藏还是低渗、特低渗油藏,注CO2能够降黏膨胀,降低界面张力,改善地层渗透率,从而提高原油采收率。该技术能够有效解决低渗油藏注水开发难的问题。国内在该技术领域的研究也越来越多,研究还发现,工程上常利用水驱特征曲线方法预测CO2驱动态指标,但水驱和CO2驱在驱油机理、开发动态特征等方面存在明显差异,导致预测结果不准确。为了增加低渗透油藏注CO2方案可靠性,根据油藏工程基本原理建立气驱采收率计算公式,并利用采出程度、采油速度和递减率的相互关系提出了气驱增产比概念,建立气驱提高采收率增幅图版,形成了低渗透油藏注CO2驱提高采收率指标预测方法。通过该油藏工程方法预测白豹油区吴26-75井区,注CO2驱油20年可提高采收率8.12%。同时,对目标区块进行三维地质建模及数值模拟研究,通过数值模拟软件计算,预测区块CO2注气速度20、30、40 t/d的情况下,20年可累计增油20.56万、22.48万、24.13万m3,可分别提高采收率7.82%、8.55%、9.18%。该油藏工程方法预测结果和数值模拟方法预测结果误差较小,可用于低渗透油藏CO2驱油产量预测和开发方案优化设计。该方法可以简单快捷计算CO2提高驱采收率指标,对区块下一步的开发及评价具有指导意义。     

油藏中后期减氧空气驱提高采收率机理研究

尕斯库勒油田E13油藏已经进入高含水时期,储采失衡加剧,综合含水率达到了80%以上,原油产量下降,经济效益变差。为了提高油藏原油采出程度、改善油藏开发效果,调研了国内外减氧空气驱的机理研究以及现场试验的资料,建立了以油藏真实孔渗饱数据为基础的一维条形地层机理模型,并选取该油藏Y12-27井组进行了减氧空气驱可行性验证。研究表明:纵向顶部减氧空气驱驱油效果优于水驱和氮气驱;驱替压力对原油采出程度影响不大;注水转注气可以提高原油采出程度;对于减氧空气驱,由于低温氧化反应的作用,氧气浓度对原油采出程度有一定影响,但比较微弱,其中,氧气浓度为10%时,驱替结束采出程度最高;尕斯库勒油田E13油藏属于注水开发"双高"油藏,适用于减氧空气驱;对于该油藏Y12-27井组,顶部减氧空气驱驱油效果好于水驱和氮气驱,建议氧气浓度超过10%时采取关井等措施。     

注氮气辅助蒸汽吞吐提高低能薄油层采收率研究与实践

克拉玛依油田九区南部边缘齐古组稠油油藏储层非均质性严重、油层薄、天然能量低,随着油藏步入中、后期开采,油藏物性发生剧变,储层含油饱和度大幅度降低,剩余油分布复杂,亏空严重,地层能量维持在较低水平,高含水井逐年增多,开发难度剧增。针对突出的生产矛盾,开展低能量、薄油层注氮气辅助吞吐适应性、提高采收率研究和生产实践,通过室内物理模拟、数值模拟及注氮气的反复研究认识和再实践,实现了低能量、薄油层注氮气辅助蒸汽吞吐规模化应用,为改善这类油藏开采效果,提高吞吐阶段采收率,减缓产量递减提供一条有效途径。     

煤层空巷内氮气驱替瓦斯过程数值模拟

为探索煤层空巷内氮气驱替瓦斯过程,了解氮气在驱替煤层空巷内原有气体过程中扩散运动的状态,通过建立巷道建模,利用Fluent软件对氮气在煤层空巷驱替过程中状态进行模拟分析。分析得出在注氮的初始阶段氮气截面呈现线性缓慢扩散,但随着时间的推移,注氮量的增加,注入的氮气与原有空巷内的气体呈现了对流与扩散的状态,形成了氮气完全置换段与混合置换段,并逐步向巷道前方推移。同时结合德通煤业空巷持续注氮驱替瓦斯的工程案例,考察了注氮驱替瓦斯的有效性及稳定性。     

低渗——特低渗透油层气体段塞组合驱比较研究

针对低渗、特低渗油层气驱提高采收率,在对低渗、特低渗油层CO;-N;驱和富气-N;驱进行数模及物模研究的基础上,对两种气驱进行了比较研究。在实验室岩芯中完全混相驱条件下,数模计算和物模驱油实验均表明,CO;-N;驱的合理前置段塞尺寸小于富气-N;驱的合理前置段塞尺寸,采收率比富气-N;驱的采收率低,但CO;-N;驱的最终投入产出比是富气-N;驱的2.0~2.69倍。在实际油层五点法井网部分混相驱条件下,数模计算结果表明,CO;-N;驱的合理前置段塞尺寸是富气-N;驱合理前置段塞尺寸的三分之二,但其采收率却比富气-N;驱的高,且投入产出比是富气-N;驱的2.6倍。     

港西二区污水聚合物驱方案研究与实践

随着油田开发的不断深入,已经进入高含水、高采出程度的老油田进一步提高采收率是未来开发的重点和难点,应用三次采油技术是复杂断块油田提高最终采收率有效的技术手段之一。针对港西二区开展了污水聚合物驱方案研究,通过对井网、层系、注入参数等指标进行系统优化,运用化学驱数值模拟技术对开发指标进行预测,确定了污水聚合物驱的实施方案,预计可提高采收率6个百分点。     

砂岩储层CO2驱油效果研究

为了研究二氧化碳在砂岩储层中的驱油及埋存效果,在对二氧化碳驱油机理和埋存机理研究的基础上,选取绥中36-1油田为储层研究对象,在基础地质、测井综合解释等研究基础上,建立绥中油田高精度三维地质模型,并在模型粗化的基础上进行油藏数值模拟研究.本次研究在目的区块选取17口井,设计了3套开发方案,通过对所设计的四套方案进行数值...     

低渗非均质储层水驱数值模拟研究

为进一步研究低渗非均质储层启动压力梯度非均匀分布的实际渗流特征,建立了二维二相考虑启动压力梯度的渗流数学模型,对比研究了启动压力梯度为常数和启动压力梯度非均匀分布情况下的渗流场和各项开发指标,结果表明二者差异较大,因此,在研究低渗透油藏时,必须考虑启动压力梯度非均匀分布对开发指标的影响.同时,对比研究了中部存在低渗带和高渗带情况下的开发指标,中部存在低渗带更有利于提高水驱波及效率.     

氮气吞吐采油技术在三低砂岩油藏的应用研究

为了改善牛圈湖"低渗、低压、低流度"三低砂岩油藏水驱采油后期油井低产液、高含水井比例高和开发效果差的现状。创新性地引入氮气吞吐提高油井采收率的思路,基于对三低砂岩油藏注氮气吞吐的机理,通过数值模拟手段对注气参数进行优选对比分析,得到了合理的氮气吞吐参数,并在现场进行了应用。结果表明,氮气吞吐采油技术应用后,油井增油效果显著,累计增油5 050 t,为氮气吞吐作为注水驱油的有效接替和补充措施的规模推广奠定了基础。     

基于机器学习的煤系致密砂岩气储层分类研究——以鄂尔多斯盆地DJ区块为例

鄂尔多斯盆地DJ区块煤系致密砂岩气储层为特低孔隙度和渗透率储层,强非均质性是储层预测和评价的关键难题。利用1 880块岩芯柱塞孔渗及33组压汞分析资料,计算了流动层段指数和孔喉半径概率累积分布函数,优选了基于流动层段指数（FZI）的流动单元3分类方案;为解决不同类型砂岩样本数量失衡的问题,对734组宏观岩石相等类别型数据及数值型测井数据进行了二次分层抽样均化采样处理,重构了数据子集;通过参数设定—训练—建模—测试—性能评估的交互验证法优选了建模参数,构建了无监督和有监督2类7种算法的机器学习模型,分别为K均值聚类、朴素贝叶斯、决策树、支持向量机、深度学习、随机森林和梯度提升树;并依据平衡分数f₁得分大小确定了梯度提升树学习和深度学习2个最优分类模型。研究结果表明：基于FZI流动单元的砂岩分类,能显著降低非均质性对渗透率预测精度的影响;与无监督方法相比,有监督的、积极的机器学习类方法更契合砂岩流动单元分类原则;梯度提升树学习算法能利用岩石相、成岩相、沉积微相等类别型数据建模,可用于流动单元成因特征等基础地质方面的研究,而深度学习对测井等数值型数据处理能力更强,适合于...     

鄂尔多斯盆地致密油藏氮气泡沫吞吐开采潜力研究

为提高鄂尔多斯盆地致密油藏开采效果,对氮气泡沫吞吐开采方法进行研究。通过泡沫剂最大吸附量计算、化学剂注入浓度确定与化学剂注入方式选择3部分为氮气泡沫吞吐开采做准备,通过注入气液比、注氮气泡沫时间、焖井时间、吞吐轮次与起泡剂浓度五方面设置了氮气泡沫吞吐开采参数。实验结果表明,氮气泡沫吞吐开采方式采油率高、驱油效率高、含油饱和度高、增油量高,并且地层压力变化幅度小,证明了氮气泡沫吞吐开采方法开采潜力较好。     

港西A区污水聚合物驱试验方案研究与应用

针对复杂断块油藏注水开发后期高含水高采出程度的特点,港西A区开展了污水聚合物驱工业化现场试验方案研究,确定了污水聚合物驱实施方案。现场取得了较好的增油效果,通过对注入井、采油井、区块的相关指标分析,结合数值模拟指标预测,对现场实施方案进行评价。该试验所形成的井网设计模式与配套技术可为同类型油藏实施污水聚合物驱提供借鉴。     

深煤层井组CO_2注入提高采收率关键参数模拟和试验

深部煤层井组注入CO2开采煤层气技术主要通过CO2的强吸附效应,能够置换出更多的CH4,同时实现CO2的长期大量的埋藏。通过试验分析,柿庄北地区CO2的吸附能力是CH4的2倍,随着解吸压力的降低,CH4比CO2会更快的解吸,能够有效的置换CH4。CO2的注入引起煤储层物性的变化,主要是由于CO2的吸附和解吸引起的基质膨胀与收缩效应造成渗透率的变化,并且呈现随着压力的降低先降低后迅速增加的变化规律。基于渗透率变化规律,应用模拟软件建立地质模型和数值模型,分析了CO2注入量、频率和注入方式对井组或单井的产量、采收率和CO2埋藏量的影响。模拟结果认为注入量10~15 t/d,连续注入90 d,关井90 d,反复实施2 a后,可以实现采收率的提高。通过现场试验验证,该区3号煤层吸附CO2的能力在8 t/d,井组的埋藏潜力约为12 616 t。     

致密储层应力敏感性与力学特性关系实验研究

致密储层极差的物性、特殊的微观孔隙结构特征及粘土矿物的赋存状态,造成储层极易受到应力损害,使渗透率降低,直接影响产能。利用三轴应力实验和智能岩芯流动实验,测定了致密储层力学特性,及煤油和KCl溶液驱替下的渗透率损害情况,并分析了应力条件下致密储层渗透率损害率与岩石力学特性的关系。研究结果表明:实验流体的选择对渗透率损害影响很大,KCl溶液渗透率损害程度远高于煤油测定结果;渗透率损害率,随着弹性模量增大呈对数函数减小,随着抗压强度升高呈幂函数减小。研究成果深化了对致密储层渗透率、岩石力学特性和有效应力关系的认识,对致密储层高效开发有一定指导意义。     

煤层气井水力压裂伴注氮气提高采收率的研究

最大限度地提高CH4气体初始解吸压力是提高其采收率的重要途径之一。针对我国"低压"煤储层的临储压力比小、初始解吸压力低、活性水压裂效果不甚理想的现状,系统分析了水力压裂伴注N2增能压裂提高采收率的机理,结合施工现场情况,设计了水力压裂伴注N2增能压裂煤储层工艺参数。屯留井田水力压裂伴注N2增能压裂与常规活性水压裂的临界解吸压力对比表明:水力压裂伴注N2能提高煤层气井排采初期的临界解吸压力,在其他条件相同的情况下,一定程度上能提高煤层气井的采收率。     

E区块薄差层井网调整优化研究

E区块由于水驱阶段开发时间较长且井距较大,井网波及效果差、含水率高,为了进一步挖潜剩余油,需要对井网进行调整。试验区油层整体上发育较差,层间差异大,好层、差层垂向上交互分布,如果同时开采,差层难以得到有效动用,所以确定先开发差层、再开发好层的开发次序。目前,E区块葡Ⅰ3层处于三元复合驱后续水驱阶段,产量低,需上返到萨Ⅱ、萨Ⅲ、葡Ⅰ1-2层组,结合三元上返井网和目前水驱井网共设计4套井网调整方案,对薄差层进行井网调整优化研究。采用数值模拟技术建立地质模型,然后在历史拟合的基础上对剩余油进行分析,目前剩余油主要分布在断层边部及井网控制不住的区域。根据方案效果对比结果,推荐方案4(即利用三元上返井网结合14口水驱井的方案),初期含水率为90.34%,初期产能43.15 t,阶段采出程度为16.77%,最终采收率为53.25%。     

东胜气田致密砂岩气藏钻井储层保护研究及应用

东胜气田上古生界下石盒子组为致密砂岩储层,部分区域储层物性好,具备不压裂自然建产潜能,钻井过程中存在井壁失稳及储层损害问题,各因素叠合造成的储层伤害阻碍了气层的产能释放。为进一步提升储层自然建产能力和增加单井产量,在储层渗透率恢复率的基础上,通过储层伤害影响因素分析,引入钻井液侵入深度定量化评价方法,深化了储层伤害机理认识,明确了低密度、无土相、低失水和强封堵的钻井液对策,室内优选了防水锁剂和致密承压复合暂堵剂,优化形成了无土相复合暂堵高酸溶钻井液,储层渗透率恢复率提高至91.11%,泥浆侵入深度降低46.28%。形成的钻井液在锦66井区推广应用,平均单井产量提升11%,并实现3口井自然建产,进一步提高东胜气田致密砂岩储层高效勘探开发的效果。     

二类B油藏聚/表二元驱注入参数敏感性研究

针对聚/表二元驱油体系参数优选、室内实验的局限性以及优选结果对矿场试验的不确定性等问题,对高含水期二类B油藏的聚/表二元驱注入参数选取展开研究,应用正交实验设计试验区块二元驱方案,通过CMG的STARS模块对各方案进行数值模拟,研究了聚合物浓度、表面活性剂浓度、注入体积等几个重要参数对含水率下降幅度以及采收率增加幅度的敏感程度。研究结果表明,不同参数对含水率下降幅度敏感性由强到弱依次为聚合物浓度、表面活性剂浓度、注入体积,对采收率增加幅度敏感性与之相反。综合分析经济效益评价与优选参数方案预测结果,对今后此类油田聚/表二元驱的参数优选具有指导意义。     

准噶尔盆地莫北油田侏罗系三工河组储层敏感性特征研究

针对准噶尔盆地莫北油田侏罗系三工河组低孔低渗透储层开采困难的问题,采用研究储层敏感性特征对其进行储层改造来获得工业油流。采用岩样的流动实验方法,研究了三工河组储层速敏、水敏、盐敏、碱敏和酸敏等敏感性的相应特征,并结合储层薄片分析、X衍射黏土矿物分析结果,综合判断储层敏感性影响因素。研究结果表明:储层具有弱—中等偏弱速敏、中等偏弱水敏—中等偏强水敏、弱—中等偏强盐敏、碱敏性波动范围大、酸敏程度低的特点,且水敏与黏土矿物和砂岩物性有关,物性越好,孔隙连通性越好,水敏程度越高。根据储层敏感性特征,对油藏后续开发提出在开采作业中应防止发生水敏遇水膨化问题;提高盐度至8 010 mg/L以上;控制施工液的流速低于24.97 m/d;将流体的pH值控制在7～9;酸化时,应加入适量防止酸化产生沉淀而堵塞孔喉的添加剂。