水平井置胶成坝深部液流转向物理模拟研究

针对正韵律厚油层注水开发过程中注入水沿底部高渗层无效循环问题,提出水平井置胶成坝深部液流转向技术思路,即在正韵律厚油层底部的高渗透,强水洗油层部位钻(侧钻)水平井,通过水平井注胶,形成"胶坝",使注入水转向驱替上部低渗透层,扩大水驱波及体积,提高上部低渗透层储量的动用程度,从而起到挖潜和提高水驱采收率的作用.应用二维可视非均质填砂模型水驱油物理模拟实验,研究水平井胶坝对改善正韵律厚油层水驱效果的影响.实验结果表明,在高渗透油层建"挡水坝",增油降水效果明显,1个"挡水坝"模型,能够提高原油采出程度17.6%;2个"挡水坝"模型,能够提高原油采出程度27.3%.水平井置胶成坝深部液流转向技术突破了堵剂深部放置的技术瓶颈,能大幅度提高正韵律厚油层水驱波及程度.     

CT技术研究水平井置胶成坝深部液流转向机理

根据水平井置胶成坝深部液流转向技术思路,采用室内水驱油实验结合计算机断层扫描(CT)成像技术,研究水平井置胶成坝提高采收率机理。人工胶结非均质模型表面用环氧树脂浇铸,对模型置胶成坝前后驱油过程进行CT动态扫描,观察胶坝分布特征,实时跟踪非均质模型内部油水分布、水驱流线改变、含油饱和度分布及其动态变化。结果表明：对于正韵律油层,应用水平井置胶成坝,能够有效封堵高渗透层位深部窜流通道,使注入水转向驱替,启动低渗透层位剩余油。置胶成坝后,水驱采收率提高16.7%,含水上升速度减慢。水平井置胶成坝技术突破了堵剂无法深部放置的技术瓶颈,实现油藏深部液流转向,有效扩大了水驱波及体积,是正韵律厚油层高含水期一项有前景的控水挖潜技术。图11表1参11     

应用CT研究水平井置胶成坝深部液流转向机理

根据水平井置胶成坝深部液流转向技术思路,采用室内水驱油实验结合计算机断层扫描(CT)成像技术,研究水平井置胶成坝提高采收率机理。人工胶结非均质模型表面用环氧树脂浇铸,对模型置胶成坝前后水驱油过程进行CT动态扫描,观察胶坝分布特征,跟踪非均质模型内部油水分布、水驱流线改变、流体饱和度分布及其动态变化。结果表明:对于正韵律油层,应用水平井置胶成坝,能够有效封堵高渗透层位深部窜流通道,使注入水转向驱替,启动低渗透层位剩余油。置胶成坝后,水驱采收率提高16.7%,含水上升速度减慢。水平井置胶成坝技术突破了堵剂深部放置的技术瓶颈,实现油藏深部液流转向,有效扩大了水驱波及体积,是正韵律厚油层高含水期一项有前景的控水挖潜技术。     

海上稠油边底水油田氮气泡沫驱技术试验研究与应用

目前渤海海上稠油边底水油田经过长期注水开发,指进现象严重,窜流通道导致注入水低效循环的现状,油田的主要矛盾及对策:由于地层非均质性、油水黏度差异导致主力层注水水窜,波及体积小,油藏采出程度低,注水调驱(扩大水驱波及体积)势在必行。本文通过对秦皇岛32-6油田的油藏研究,结合氮气泡沫调驱筛选原则,通过针对性的研究,建立了适合秦皇岛32-6油田氮气泡沫调驱的氮气泡沫体系,同时应用物理模拟和数值模拟结果,结合秦皇岛32-6油田油藏地质特点,进行氮气泡沫调驱工艺方案研究与优化,开展了氮气泡沫控水技术的室内研究和矿场先导试验。结果表明:氮气泡沫控水技术能够有效封堵稠油边底水油田开发中后期疏松砂岩形成的大孔道,改变液流方向,提高注入水利用率,扩大注入水波及体积,达到稳油控水的目的,能够显著改善水驱开发效果。     

渤海Q油田隔夹层发育底水稠油油藏精细注采技术

渤海Q油田底水稠油油藏隔夹层发育区域水平井提液效果差、注入水驱油效果不明显,针对该问题开展了精细注采技术研究。采用油藏工程方法,推导了隔夹层参数对产量影响大小的控制系数的表达式,结合油水两相渗流产能公式研究了隔夹层对产液量的控制作用;通过数值模拟和正交试验分析了注入水驱油效果差的原因,研究了隔夹层对注入水驱油的影响;针对笼统注水隔夹层上、下部吸水极度不均的情况,提出了依托隔夹层的层内分段注水新技术,并确定出了分段注水时各注水段的最优注采比。隔夹层发育底水稠油油藏精油注采技术在渤海Q油田进行了现场应用,取得了很好的效果。研究与实践表明,相同含水率条件下,产液量越大所需生产压差越大;对于隔夹层发育的底水油藏,"层内分段注水+大泵提液"高效开发模式具有很好的增油效果,可为海上稠油油藏高效开发提供理论依据和生产经验。      

渤海稠油底水油藏精细定量注水研究——以秦皇岛32-6油田西区为例

渤海稠油底水油藏注水开发过程中如何优化注水和提高注水效率是一直面临的问题。通过设计恒压注水装置,对注入水在不同注入条件下的流动形态及样式进行了室内实验。根据注入水流动形态,应用渗流力学基本原理,结合重力作用研究了稠油底水油藏注水波及系数、注水强度、注采比及井距之间的关系,建立了注采比与波及系数、注水强度与波及系数理论图版。根据理论图版,参考地层破裂压力及工程因素,提出了秦皇岛32-6油田西区底水油藏注水定量优化调整的技术界限。应用该技术界限对秦皇岛32-6油田F8注采井组进行了增注先导试验,调整后单井增油量达到10 m3/d,且日产液缓慢增加,有效减缓了底水油藏的产量递减,为秦皇岛32-6油田西区稠油底水油藏的综合调整方案提供了技术保障。     

海上底水油藏水平井水驱波及系数定量表征

海上底水油藏开发中后期面临着水驱油规律认识不清及水平井井间水驱波及系数定量描述难的问题。以渤海Q油田为例，利用室内一维长岩心水驱油实验、油藏数值模拟方法，建立了底水油藏精细数值模型，研究了底水油藏长期水驱后驱油效率和水平井井间水驱波及系数变化规律。结果表明：水驱油实验中驱替倍数提高至2 000 PV，驱替速度由1 mL/min提高至5 mL/min，驱油效率较常规水驱驱替倍数为100 PV时提高了15%～20%；基于数值模拟的水平井水驱波及体积研究，通过引入高倍水驱后相渗曲线，并将模型网格精度提高至长×宽×高为10.0 m×10.0 m×0.3 m时，实现了对水驱波及体积的精细刻画，计算出的波及系数由原始模型的66.7%降低为54.6%，提高了模型计算精度；水平井布井油柱高度和井距均是影响井间水驱波及系数的主控因素，水平段油柱高度越低，井距越大，井间水驱波及系数越低。基于以上研究结果，建立了海上底水油藏井间水驱波及系数图版，明确了底水油藏水平井布井界限参数：布井井距100～150 m，油柱高度6～8 m，井控储量（15～25）万m³，水平井最大提液幅度2 000 m³/d，极限经济产油量10 m³/d，水平井累计产油量大于5万m³。该研究成果成功指导了海上Q油田底水油藏21口加密水平井的实施，可为底水油藏中后期高效挖潜提供借鉴。     

吉7井区稠油油藏油水自乳化作用及水驱特征

因具有自乳化特征,吉7井区稠油油藏常温注水开发水驱特征不同于稀油油藏和普通稠油油藏,水驱开发驱油效率更高。基于吉7井区自乳化成因及乳化液特性分析,明确吉7井区水驱特征,认为吉7井区中含水期含水率长期稳定的主要原因是油包水自乳化使水油比接近1。进一步提出稳定水油比是适用于稠油油藏水驱管理的有效方法之一,保持水油比稳定在1可使稠油油藏采收率最大化。     

低渗透油藏黏弹自调控剂试验及应用效果评价

A1油藏为典型的低渗透油藏,随着开发的进行,受水驱不均影响,投产后油井含水率上升较快,目前已进入高含水率开采阶段。黏弹自调控剂调驱是近年来发展的一种新型调驱堵水技术,在进入底水层大孔隙中,剪切小的状态下黏度大,可增大注入介质向底水层驱替的阻力。在进入上部油层小孔隙中,高剪切的状态下黏度小流速快,可改善吸水不均问题,抑制底水锥进,实现增油降水的目的。为了提高水驱波及体积,改善吸水状况,在A1油藏北部3口注水井进行先导性矿场试验,整体采用0.1%浓度进行注入,注入后对试验井组注入压力、含水率阶段、底水厚度及渗透率分析,封堵效果明显,通过对动态变化及见效情况分析,评价不同条件下的增油效果,试验井组提高采收率效果明显。     

常规亲水稠油油藏注水吞吐开发的研究与实践

在油田开发中,稠油油藏在储量和产量上均占有重要地位,采用常规技术手段开发稠油油藏难度大、驱替效果差。本文根据亲水介质水驱油机理和室内注水吞吐试验的结果,提出了改善这类油藏开发效果的新方法——注水吞吐采油开发。该方法利用亲水孔隙介质常规稠油油藏水驱油机理,将井底蹩压的注水井直接转采,经过一段时间的生产后再次将其转注,经过几轮的反复吞吐和油水置换后,可将注入水向油层纵深推进,直到实现正常的水驱开发。根据这一理论,在自来屯油田自19-14断块进行了整体试验,参加实验的7口井均获得成功,表明对亲水的常规稠油油藏采用吞吐开发是可行的。笔者认为这种方法可适用于亲水孔隙介质的常规稠油油藏,也可以适用于油层连通性差以及低渗透的油藏开发。     

水平井化学机械组合堵控水工艺及管柱分析

筛管完井方式下的水平井出水治理一直是油田开发生产中的难点。常用的化学堵水工艺成功率低,中心管柱控水能力有限且有效期短。综合考虑化学堵水与中心管柱控水的特点,提出一种集成ACP环空化学封隔、定点化学封堵、中心管控水3种工艺技术于一体的堵、控水新工艺。针对目标井实际情况改进工艺管柱,可利用一趟管柱实现ACP管外化学环空封堵分段,化学堵剂定点封堵及中心管控水的组合治水方式,既能大幅降低现场作业时间及成本,又能有效确保工艺效果。现场试验效果显著,有效期超过8个月。     

调压注水泵在高压欠注井增压注水中的应用

调压注水泵是在增压注水泵基础上发展起来的一种新技术装备,它可以把配水间来水压力重新分配,同时产生一个高压和一个低压,分别为高压欠注井和低压注水井注水,既减少低压注水井注水闸门节流造成的能量损失,又达到为高压欠注井增压注水之目的。介绍了调压注水泵的结构、工作原理及主要技术参数。东辛采油厂采用3台TYB—Ⅰ调压注水泵调配高压欠注井4口,低压注水井3口,累计运行5587h,连续运行达2025h,运行平稳,故障少,完全满足生产需要。     

自升式分层注水技术研究

针对现有分层注水管柱所用扩张式与压缩式2种封隔器存在的问题及其产生的原因,研究了自升式分层注水技术。该技术由分层管柱和注水管柱2部分组成:分层管柱由封隔器和防砂管(或带孔管)组成,注水管柱下部的配水器插入分层管柱,用密封插入实现层间分隔,上部特别设计了可地面控制的提升器,通过提放注水管柱来实现分层注水或洗井。该技术可显著提高分层注水井的分层合格率,对于海上油田还可提高注水井的安全性。     

分流道注水工艺的研究与应用

为弥补常规偏心注水和同心集成注水工艺的不足研究了一种分流道注水工艺,本工艺具有独特的注水管柱、井下工具和配套测试方法。在实现大斜度、薄隔层注水井分注的基础上,侧重考虑了测试过程中的流态稳定,简化了测试工序、提高了测试精度,降低了注水成本。     

强密封自控式注水管柱

针对普通注水管柱封隔器密封效果差、密封周期短及停注返吐等问题,研制了强密封自控式注水管柱。这种新型管柱注水时管柱自动锚定,停注时管柱缩短,水嘴自动关闭,锚定自动解除,再次注水时管柱重新锚定。在注水、停注过程中封隔器均处于密封状态;反洗井时封隔器自动解封,洗井液经油套环空到达底球然后经油管返至地面。强密封自控式注水管柱现场试验验封9口井,验封良好率100%;测试调配26口井,成功24口,成功率92.3%。该管柱用于分层注水能较好地解决测试仪器中途遇阻及水嘴堵塞问题。     

双管分层注水工艺技术的研究与应用

为了在一个注水系统下对层间差异较大的2层实现有效分注,并减少流量波动对井口闸门及仪表的损害,开展了双管分层注水工艺技术研究。该工艺技术基本解决了胜利油田注水井广泛存在的分层调配难度大、分注率及层段合格率较低问题。井口安装电磁流量计和恒流调节器,既可减少测调工作量、保持流量恒定、实现稳定注水,又使测试工作直观、可视。该工艺施工成功率100%,层段合格率100%,应用效果明显。     

耦合注水在河道砂油藏中的探索与实践

塔河油田河道砂岩性油藏平面非均质性较强,横向分布变化较快,河道中心砂体厚、物性好,向两边减薄尖灭且物性变差。非均质性造成区块采出程度难以进一步提升,井间大量剩余油滞留,虽局部发育小规模边水,但天然能量供给不足,必须注水补充能量。常规连续注水初期有效但容易发生水窜,且水窜后有效治理手段少、治理难度大,为此进行了最优注采方式、合理注采比及合理液量、合理注水周期的研究,并在T5井区三叠系阿四段河道砂油藏进行了耦合注水的实验,效果明显。     

油田注水井智能双流调节阀装置的研制

针对油田注水工艺存在高压闸阀易卡易漏、人工调节不安全和易产生“倒灌出砂”等问题 ,研究开发了油田注水井无线智能监控网络系统。其中 ,单井智能双流调节阀装置是整个系统的基础单元 ,由智能控制器、电动执行机构、双流调节阀及干压表、油压表等组成。装置具有注水井工况显示、控制参数设定、远程阀门开度调控、数据处理和存储等多种功能。 9口井的现场试验证明 ,这种单井智能双流调节阀实现了精确注水 ,平稳注水 ,可防止倒灌出砂并降低工人劳动强度。     

考虑应力敏感和复杂运移的页岩气藏压力动态分析

页岩气藏渗透率极低,储层存在很强的应力敏感性,所以需对其进行水力压裂。通过分析吸附解吸、Knudsen扩散、非稳态窜流和渗流等多种气体运移机制来建立页岩气藏复合模型,采用Mathieu函数、Pedrosa变量代换、正则摄动理论、拉普拉斯变换和Stehfest数值反演等方法来求解数学模型,并绘制出无因次拟压力曲线,同时对渗透率模量、SRV半径、外区裂缝渗透率、扩散系数和解吸压缩系数等相关参数进行敏感性分析。结果显示：气体流动阶段可划分为9段,渗透率模量的增加导致气井定产量生产时所需压差增大,而SRV半径和解吸压缩系数的增大使得压差减小;较大的外区裂缝渗透率与较小的流度比相对应,扩散系数越大,页岩基质表观渗透率越大,窜流发生的越早。提出的试井模型可提高页岩气藏压力动态分析的准确性,对压裂开发页岩气藏具有一定的理论指导意义。     

一种ZC型堵水注水管柱支撑扶正器

为了延长丢手堵水和斜井注水等管柱的工作寿命,研究了一种ZC型堵水注水管柱支撑扶正器。该工具由坐卡、支撑扶正、锁紧、解卡等部分组成,油管内憋压推动活塞和锥体上行,锥开强力蛇行弓簧片,依靠强力蛇行弓簧片与套管之间的摩擦力扶正和支撑井下管柱;上提管柱解卡,操作简单方便,既不会伤害套管,也不会卡死在套管内,安全可靠。现场应用100多井次,成功率100%,有效地延长了丢手堵水管柱和斜井注水管柱的工作寿命,取得显著经济效益。