鄂尔多斯盆地浅层特低渗透油藏氮气驱实验研究

浅层特低渗透油藏衰竭式开发效果较差,注水开发过程中存在注不进的问题,氮气驱技术为提高特低渗透油藏采收率提供了一种有效手段。结合矿场实际,通过对特低渗透岩心氮气驱开发效果的研究,分析了注入参数对水驱后氮气驱开发效果的影响,对比了单纯氮气驱和氮气与水交替注入时水驱驱替压力的变化,优化了特低渗透岩心氮气驱与水驱段塞比例。人造和天然岩心驱替实验结果表明,水驱后氮气驱可提高浅层特低渗透油藏采收率3%~10%,二次水驱时驱替压力增加,含水率较低时进行氮气驱效果较好;水驱后氮气驱采出程度与气体注入量变化存在阶梯性上升趋势,改变了以往采收率与气驱注入量单调性上升的认识,对于不同油田的注入要求可以选择气体注入量局域性最优值;相对于单纯氮气驱,氮气与水交替注入采收率有所增加,注入压力可明显提高,气水交替注入6轮次时压力最大增加约1.5 MPa,气水段塞优化最佳比例为2∶1。     

渤海A油田水气交替复合驱提高采收率先导试验研究

水气交替驱是增加油田水驱后波及体积和减弱注气驱过程因油气黏度差异而产生的气体指进现象的有效方法。本文阐述了国内外注气驱提高采收率技术的发展概况。根据水气交替复合驱的适用条件,经过油藏工程方案研究,选定渤海A油田为水气交替驱先导试验区。通过室内试验和数值模拟研究表明,氮气和水交替驱采收率较单纯水驱提高11%~12.6%。通过水气交替驱配套技术研究,确定氮气压缩机最大出口压力不高于17 MPa,研制出遇水膨胀封隔器,解决了管柱密封问题,并攻关形成了注氮设备海洋环境下连续运转技术和井下分层注气工艺技术。最后对水气交替驱数据监测、效果评价和改善水气复合驱波及效率技术进行了总结。     

特低渗油藏氮气微球交替驱技术研究

针对长庆油田董志区特低渗油藏非均质性严重、采收率低的问题,开展了水驱后注氮气、注微球和氮气微球交替驱实验,研究注入方式对提高采收率效果的影响。结果表明：对特低渗油藏,水驱后注氮气可进一步提高原油采收率,氮气转注时机越晚,提高采收率效果越差,氮气最佳注入时机为无水采油期结束至产水率为３０％之间;注微球可显著提高注入压差,降低产水率,提高原油采收率;氮气微球交替驱时,氮气和微球之间的协同作用可进一步提高特低渗油藏的采收率,且交替周期越多,提高采收率效果越好。在实验基础上进行了现场应用,取得了显著的降水增油效果。     

鄂尔多斯浅层特低渗油藏水驱后空气驱实验研究

鄂尔多斯东部浅层特低渗油藏衰竭式开发效果较差,注水开发亦存在注不进或易水窜的问题,因此室内研究了该油藏水驱后气驱效果,实践表明,水驱后空气驱可以提高浅层特低渗油藏的原油采收率和降低含水率,水驱后空气驱采收率与气体注入量存在阶梯性上升趋势,对于不同的油田可以选择气体注入量的局域性最优值,不同水驱阶段后进行气驱效果不同,含水率较低时效果较好。     

特低渗透油藏注CO_2驱油注入方式研究

针对特低渗透油藏水相难以有效注入、水气交替难以有效实施的问题,提出采用周期注气来改善特低渗透油藏注CO2驱油效果。首先通过与其他注入方式的对比,分析周期注气的优缺点,指出其比较适合特低渗透油藏。然后采用数值模拟的方法,研究周期注气改善驱油效果的机理,分析认为周期注气能够有效改善流度比,扩大CO2的波及体积,降低粘性指进的影响。最后将周期注气应用到特低渗透油藏芳48和树101区块的方案编制中,数值模拟结果表明,与连续注气相比,周期注气可以有效提高CO2的换油率,减缓油井气窜,最终提高采收率;并且在现场生产过程中,周期注气可以明显降低油井油气比上升速度,改善油藏开发效果。     

低渗透挥发性油藏注烃类气驱室内实验研究

通过注烃类气驱实验研究，了解文留油田低渗透挥发性油藏注气开发的一般机理和开发特点。采用PVT分析方法分析地层流体的物理性质、注入溶剂的组份；通过细管实验研究地层流体同注入溶剂在130℃时的最小混相压力；长岩心驱替实验分析气驱、水驱、水气交替注气的采收率、压力的变化规律。细管实验研究表明，最小混相压力为47．1MPa，长岩心注天然气驱替实验表现出近混相的特征。天然气驱注气压力低，采收率高，适合于文南油田低渗透挥发性油藏。     

特低渗透油藏注氮气流体相态行为特征

特低渗透油藏储层孔道微细、渗透率低,油水流动时渗流阻力大,油藏注水开发存在注不进、采不出的问题.为了探索特低渗透油藏注气可行性,开展了注氮气室内实验.根据大庆油田特低渗目标油藏地层原油注N2气膨胀PVT试验、多次接触PVT实验、细管注氮气驱替最小混相压力测定实验结果,论述了特低渗透油藏注氮气气驱油藏流体相态行为特征.随着注入氮气量的增加,地层原油的膨胀能力增加,饱和压力升高.地层原油注氮气前接触地层原油气油比随接触次数的增加先增大再减小,再逐渐稳定,但变化幅度不大,地层原油密度随接触次数的增加基本保持不变.细管实验表明,氮气容易突破,气体突破后,采收率增幅变缓,综合采收率不高,表现为非混相驱特征.     

吉林特低渗透油藏CO2驱油开发效果探讨

特低渗透油藏的自身特征决定了其开发难度大于常规油藏,存在“注不进,采不出”等问题。注 CO₂提高采收率技术应用于特低渗透油藏潜力巨大,如何改善其驱油效果是合理高效开发的关键。通过室内特低渗透 长岩心物理模拟实验,采用12种方案进行CO₂驱油效果评价。研究表明,超前注气相对于同步注气可以提高采收率4.69％,驱油效果优于同步注气,其CO₂气体突破早于同步注气。不同注气时机实验采收率与转CO₂ 驱油时产 出液含水率呈负对数关系,总压力梯度变化呈 Ｍ型,转注CO₂驱油后存在滞后效应,采用小流量可以达到增产目 的。不同注气段塞实验采收率与总注入流体中CO₂所占体积比例呈正相关关系。不同气水比和CO₂ 驱油实验CO₂突破时间较为一致,水驱油和CO₂驱油实验总压力梯度变化较为一致。应用于特低渗透油藏开发,提出超前 低速注气、气水交替和后期水驱策略,多种注采方案,进行分区试验。     

注入气体及注气压力对特低渗透油藏驱油效果影响实验研究

在分析大庆油田芳48特低渗透试验区块油藏烃类组成、原油及注入气体物性的基础上,通过室内注气驱油实验,研究了不同注入气体(二氧化碳、天然气和氮气)及注气压力对驱油效果的影响.实验结果表明,二氧化碳驱采收率最高,其次为天然气,氮气驱效果最差.随着注气压力的升高,注入能力增强,原油物性得到很好的改善,从而增加了地层原油采出程度.     

文188块氮气驱室内试验研究

文188块氮气驱室内试验研究是中原油田特低油藏氮气驱可行性研究的重要组成部分。室内试验研究包括地层流体性质研究、地层流体／氮气压力一组分试验、氮气驱细管试验和岩心驱替试验等。细管试验研究表明,氮气无法与文188块的地层原油形成混相;在氮气突破时细管流出物中有明显的甲烷峰出现;注水的驱动压力是注氮气驱动压力的4.4倍。长岩心驱替试验也反映了在氮气突破时出现甲烷峰的现象,氮气突破前,采出油体积大于注入液氮体积,氮气突破后,采出油量大幅度下降。因此,对特低渗透油藏,氮气驱采油是可行的,在气体突破前,能大幅度提高采收率。     

The Injection Pattern of Immiscible Nitrogen Displacement After Water Flooding in an Ultra-low Permeability Reservoir

With the nature ultra-low permeable cores from Changqing Oilfield, the simulated experiments of nitrogen drive after water flooding have been accomplished for the ultra–low-permeability reservoir. The injection pattern of nitrogen includes direct gas injection, water/gas alternating injection and pulse gas injection. The results show that direct injection could not develop the ability that nitrogen enters into the local tight area to improve the microsweep efficiency, because the good mobility generates gas channeling in some local high-permeable zone. Subsequent direct nitrogen injection after water drive only enhances the oil recovery ratio by 3.65%. The dispersion degree of oil, water, and gas is much higher for water/gas alternating injection after water injection, and the capillary force is the main resistance to suppress the rapid gas flow validly in local high-permeable zone. Nitrogen is enforced to drive the residual oil in local tight area or micro pore system. Water/gas alternating injection after water flooding enhances oil recovery ratio by 16.37%. Pulsing injection can take advantage of the elastic energy of the high-pressure nitrogen and pressure disturbance effect, which makes pressure redistribution and fluid deallocation between local high-permeability zone and local compact area. With pulse injection, oil in local tight region also can be driven by nitrogen, and the recovery ratio is enhanced by 15.94%.     

气水交替改善CO2驱油效果的适应界限*

针对低渗特低渗透油藏CO2驱油效果差、气窜现象严重等特点,开展了CO2驱气水交替注入(WAG)方式改善CO2驱油效果研究,评价了岩心渗透率及其非均质性对气水交替驱油效果的影响;选取天然露头和人造非均质岩心,对气水交替的注入速率、注入参数及注入量进行优选,进行了WAG驱的适应性评价。研究表明,对于0.5×10^-3、1×10^-3和5×10^-3μm^2的低渗特低渗均质岩心,气水交替驱能够实现良好的流度控制作用,延长CO2的窜逸时间,且渗透率越低,气窜时间越晚;渗透率级差为5、10和50的非均质性岩心,渗透率级差越小,气水比越高,提高采收率效果越好。渗透率级差大于10时,气窜时间明显提前,特别是当级差大于50时,气水段塞无法有效启动低渗基质中的剩余油,快速气窜而无经济效益。利用气水交替在适应界限范围内可显著降低CO2流度,延长CO2窜逸时间,启动基质中的剩余油,提高剩余油采收率。图16表2参20。     

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水气交替注入（ＷＡＧ）是两种传统采油方法的综合,是二次采油和三次采油中颇具潜力的一种方法。由于高粘度的水趋向于在高渗层形成屏蔽,而使气体进入油气藏基岩层或低渗层,提高了气体的驱扫效率。通过层状二维剖面模型的模拟研究,证明了在层状凝析气藏中水气交替注入的采收率比循环注气的采收率高,根据全组分模拟器模拟结果可知：水气比、不同的注入采塞、渗透率和残余气饱和度对凝析渍打收率的影响非常明显;崦注入次序、注入     

特低渗透油藏水驱规律及最佳驱替模式

为了进一步改善特低渗透油藏开发效果，提高水驱采收率，通过大量特低渗透油藏水驱开采特征研究，揭示了特低渗透油藏的水驱规律：在注水开发过程中，特低渗透油藏会首先沿现今最大水平主应力方向注、采井间开启注水动态裂缝，随着注水压力的升高，或将开启与之成最小角度的注采井连线方向裂缝，导致注入水沿裂缝方向注采井无效循环，造成油藏水驱开发效果很差。等值渗流阻力法计算结果也证明了面积驱替径向渗流转为裂缝线性侧向驱替平行流后可大大降低渗流阻力。由此提出了“沿现今最大水平主应力方向注水动态裂缝线性注水、侧向基质驱替”的井网转换模式。井网模式的转换避免了注水动态裂缝导致的注入水无效循环，消除了动态裂缝对储层非均质性的影响，减小了渗流阻力，扩大了水驱波及程度。现场应用效果显著，单井产能增加了一倍，平面波及系数提高了43.2%，水驱采收率提高了19.3%。     

注采优化提高平面非均质低渗油藏井网水驱波及效率

不稳定注水广泛应用于非均质油藏的水驱开发,为进一步改善平面非均质低渗油藏水驱开发效果,采用与目标油藏对应的径向流物理模型,分析了3种注采方式下平面非均质油藏井组生产井生产动态及采收率,明确了3种注采方式改善水驱开发效果的作用机理,并给出3种不同注采方式的适用性。结果表明:不稳定注水方式可形成不稳定压力场,形成油水交渗及弹性力驱油,改善低渗区域的驱油效果;同步平衡产液量注采方式可改善整体水驱波及效率,并利用不稳定注水提高低渗区域原油采收率,整体采收率较高;异步平衡产液量注采方式可在不稳定注水后,调整注采压差,提高低渗区域驱油效率,同时扩大注入水对低渗区域的波及效率,大幅度提高低渗区域的采收率。实验结果可为目标油藏水驱开发注采方式优化提供理论支持。     

The Experimental Investigation of Nitrogen and Carbon Dioxide Water-alternating-gas Injection in a Carbonate Reservoir

Abstract

Floods were conducted using rock–fluid systems consisting of carbonate cores from Binak reservoir, which is located in southwest of Iran, oil and brine. The coreflood protocol consisted of a series of steps including brine saturation, absolute permeability determination, flooding with oil to initial oil saturation, endpoint oil permeability determination, and, finally, nitrogen and carbon dioxide water-alternating-gas (WAG) injections. The effect of slug size on oil recovery was investigated using immiscible nitrogen (N₂) WAG injection and the amount of oil recovered was compared with continuous injection of N₂. Experimental results show that ultimate oil recovery is not very sensitive to changing the slug sizes for N₂ WAG injection, although the slug size of 0.15 pore volume (PV) injection is better than others. As less PV is injected, a higher oil production rate is achieved. Also, N₂ WAG flood appeared to be better in performance than continuous gas injection (CGI) of nitrogen. Carbon dioxide (CO₂) injection was performed in three modes, including CGI, WAG injection, and hybrid WAG. Experimental results show that for optimization of oil recovery in CO₂ floods, a continuous gas slug of 0.4–0.5 PV followed by 1:1 WAG needs to be injected.     

高凝油油藏气水交替驱提高采收率参数优化

通过开展室内物理模拟实验,验证了高凝油油藏气水交替驱提高采收率的可行性,得到了岩心尺度下的最优化参数,采出程度较纯水驱时提高19.83%。在物模研究的基础上,利用实验岩心和流体参数、含气活油相渗曲线建立数值模型,分别研究注采井网、注采井距、段塞尺寸、气水体积比、注入时机、注入周期各参数对采收率的影响。研究结果表明:当采用五点系统、300 m井距、0.2PV段塞尺寸、1∶2气水体积比、含水率60%时转注、连续注入9个周期为最佳方案,可以保证在较低的注气成本下获得较高的采收率,对以后该类油藏的气水交替驱开发具有理论指导意义。     

低渗透油田高压注水开发探讨

为了提高严河油田低渗透油藏的采收率,增加可采储量,通过采用高压注水方式,改善了低渗透油藏的注水开发效果。低渗透油藏在注水开发过程中受毛细管压力、贾敏效应的影响很大,随着渗透率的降低,毛细管压力较高,其微观水驱油特征表现为连续的油很容易在喉道变径处卡断,变成不连续的油滴,必须要有足够的压差才能克服其阻力效应将油驱出。因此,低渗透油藏的注水开发必须使用相对的高压注水,这样才能在理论上提高波及系数10％-25％,从而使采收率提高3％-4％。研究结果表明,严河油田最终采收率提高了25个百分点,增加可采储量29．5×10^4t。     

腰英台特低渗油藏改善注水开发效果实践与认识

腰英台特低渗裂缝型油藏储层非均质性严重,注水开发特征表现为水驱储量控制程度低,注水压力高,波及体积小,沿高渗透带突进明显,水淹程度高,而在低渗透带剩余油丰富。通过水井重复射孔、油井转注、水平井分段压裂、水井调剖、周期注水等方式有效地改善了其注水开发效果。     

水驱后油藏CO2驱提高采收率评价研究

我国注水提高采收率技术已成熟,但注水开发到后期仍有大量的剩余油无法开采出来。详细分析了油藏水驱后的储层变化特征,长期水驱后粘土矿物膨胀、渗透率降低、注入压力过高,无法进一步提高采收率。介绍了CO2驱驱油方式混相驱与非混相驱,对比分析了连续注CO2、重力稳定驱和水气交替注入三种CO2注入方式各自的优缺点及油藏适应性,优选了适合油藏水驱后CO2的最优注入方式为水气交替注入方式。水气交替注入方式不仅具有降低原油粘度、使原油膨胀、降低油水界面张力、改善油层渗透率及抽提和萃取原油中轻质组分等作用,还可以降低黏性指进,防止气体早期突破等作用,能很好的提高水驱油藏采收率。并进行了现场应用的可行性分析,研究表明注CO2提高我国水驱后开发后的油藏具有很好的应用前景。