非均质油藏CO2泡沫与CO2交替驱提高采收率研究

针对非均质油藏注CO2驱油时普遍存在CO2易沿高渗层过早发生气窜,导致CO2驱提高采收率低,低渗层难以动用的问题,开展了CO2不同注入方式优选的室内试验,并对优选出的注入方式进行了包括段塞大小、段塞比以及气液体积比在内的影响因素的研究。结果表明：相对于CO2气驱、CO2水气交替驱以及CO2泡沫驱,CO2泡沫与CO2交替驱（FAG）能够解决层内矛盾,延缓气窜发生时间,扩大波及体积,提高采收率;FAG驱存在最优注入段塞大小0.4PV,最佳段塞比1：1以及最佳气液体积比1：1。     

泡沫交替注入参数优化设计

为了使注入的泡沫能均匀分散,充分发挥调驱作用,选用发泡剂OA进行实验,研究最优气液比、段塞大小和注入速度。同时研究泡沫在不同地层压力下的封堵特性,指出地层压力越高,泡沫封堵能力越差。最后分析现场需要注入的产生泡沫的气液段塞,并推导出其计算公式。     

声发射检测气液两相段塞流特性

采用声发射技术对水平管内气液两相段塞流声信号进行非侵入式、实时检测。通过设定时间窗和长气泡定义时间计算声发射信号参数,分析段塞单元声信号特点,利用双通道声发射传感器,根据同一液塞到达前后两个传感器的时间差来计算段塞速度,测试结果与双平行电导探针、Nicklin经验公式对比。结果表明,段塞单元信号特征明显,液塞头部、液塞体和长气泡声信号依次减弱,长气泡区信号低于阈值。声发射技术可以检测液塞速度,具有油田现场工程应用价值。     

N开发区注聚合物段塞优选研究

为提高聚合物驱油效果,对N开发区进行不同段塞注入聚合物驱油室内实验,优选段塞。采用不同质量分数的2 500万和700万相对分子质量聚合物,对岩心进行室内驱油实验,明确各组合段塞的采收率、聚合物用量、含水率变化和注入压力变化,优选段塞组合。研究表明,高质量分数聚合物有助于地层憋压,提高采收率,可更快获得含水率低值及较低的含水率,单一聚合物驱宜采用高浓高分子聚合物,同时,高分子聚合物也可用于组合段塞的前置段塞使用;相同聚合物不同质量分数三段塞组合可获得与单段塞较接近的采收率,但随前置高质量分数段塞的注入量增大,其注压上升明显;实际中,宜综合考虑,选择采收率较高、注压较低、聚合物用量较少的方案;与单一段塞、相同聚合物组合段塞相比,不同聚合物组合段塞在采收率、聚合物用量、含水率及注压等综合性能上,更具优势。     

“弱凝胶+水基微球”组合调驱数值模拟量化的表征研究

为优化渤海B油田注水开发油田调驱效果,利用CMG数值模拟软件,围绕“弱凝胶+水基微球”组合调驱提高采收率效果展开了优化研究。根据该油田已知的地质油藏属性,对生产井的历史数据进行历史拟合,建立了实际三维地质模型,对影响单一段塞弱凝胶调驱、单一段塞水基微球调驱以及“弱凝胶+水基微球”组合调驱效果的因素进行分析优化设计,并针对相关生产指标进行了预测。结果表明,“弱凝胶+水基微球”组合调驱效果明显优于单一段塞调驱效果;通过数值模拟优选出调剖剂(弱凝胶)最佳注入工艺参数：质量分数为0.50%,注入量为0.000 11 PV,A2H井、A3H井注入速度分别为240、200 m³/d;通过数值模拟优选出调驱剂(水基微球)最佳注入工艺参数：质量分数为0.30%,注入量为0.003 00 PV,A2H井、A3H井注入速度均为500～600 m³/d。组合调驱方案能有效达到降水增油和提高原油采收率的目的。     

阿尔及利亚某油田富气混相驱长岩芯物理模拟

结合长岩芯(细管)实验结果,利用长岩芯驱替实验评价了富气混相驱注入时机、注入方式以及注入量对混相驱效果的影响.在油藏条件下,液化石油气与天然气摩尔比为36:64时,混相流体与地层原油能完全混相,与水驱相比,提高采收率在15%以上.在注入工艺参数中,早期注入有利于提高采油速度,交替注入有利于控制气窜,注入量对驱替效果和后续水驱压差影响较大,建议用数模方法优化注入段塞大小.     

冷却管内气液界面流动特性数值模拟研究

采用数值模拟的方法,并应用VOF多相流模型,对管内液膜的速度分布特性、管内动压力分布特性进行了分析,探讨了气液两相速度差与气液两相湍动能大小的关系及不同液膜入口厚度下的液膜流型。结果表明:液膜平均速度在轴向位置先增大,后趋于稳定;液体入口流量对液膜轴向速度分布影响显著;液膜沿管径方向速度梯度较大;管内动压力受液体入口速度的影响明显;气液两相速度差越大,湍动能越大;液膜入口厚度越厚,液膜越稳定。     

不同尺寸段塞组合等流度二元驱驱油效果评价

辽河油田锦16块实施二元复合驱以来,仍存在部分注入井单层吸液量过大,使注入液在各层中的推进速度不一致,从而导致相应的采油井聚合物质量浓度上升较快的问题。通过室内驱替实验,采用均质岩心和非均质岩心,对比不同段塞组合的等流度二元驱驱油方法在非均质岩心上的驱油效果。结果表明,在相同聚合物用量和总注入孔隙体积倍数条件下,在三层非均质岩心上等流度驱油方法比常规单段塞驱油方法化学驱采出程度高出3.54%;多段塞等流度驱油方法可以明显提高中、低渗层分流率,降低高渗层分流率。因此,合理段塞组合等流度二元驱油方法可有效提高高渗透非均质油藏的采收率。     

泡沫的封堵特性及液流改向作用研究

针对我国油田水含量日益增高的现状,泡沫具有良好的封堵性能和液流改向作用,拥有广阔的应用前景。主要对泡沫的封堵特性和液流改向作用进行了研究,分别考察了不同条件下泡沫的封堵特性,并考察了泡沫的液流改向作用及提高采收率效果。结果表明,泡沫具备良好的封堵特性,可在适宜条件下实现有效封堵。回压越高、气液体积比越大、岩心渗透率越大、泡沫注入速度越低,泡沫的阻力系数和残余阻力系数越大,泡沫的封堵越强。对于渗透率级差为5.56的非均质油藏,泡沫具备液流改向作用,可以对高渗层选择性封堵,使后续注入水进入低渗层驱出残余油,泡沫驱提高采收率幅度达28%。     

泡沫阻力因子和残余阻力因子预测模型

在均匀实验设计的基础上,通过spss软件,用逐步回归的方法拟合泡沫阻力因子和残余阻力因子与注入速度、渗透率、气液比、注入量和起泡剂浓度之间的关系式。     

基于正交试验设计的氮气泡沫稳油控水参数优化

在历史拟合的基础上,开展氮气泡沫稳油控水技术正交试验设计和数值模拟研究。根据正交试验设计原理,考虑注气量、注入方式、气液比、焖井时间和焖井后最佳产液量5个参数,以增油量和产出投入比作为评价指标,进行正交试验设计,找出泡沫稳油控水技术注采参数影响因素的主次顺序和最优组合。注气量和气液比对氮气泡沫稳油控水效果的影响最为显著,氮气泡沫稳油控水最优参数组合为:注气量40×104m3,连续注入,气液比为1∶1,焖井时间3d,焖井后最佳产液速度900m3/d。     

交替式注入泡沫复合驱实验研究

针对孤岛油田中二中Ng3-4聚合物驱后油藏条件,通过物模手段研究了交替式注入泡沫复合驱的特征及驱油能力.长细管实验表明,交替式注入泡沫复合驱,低气液比时模型两端的封堵压差上升缓慢,交替周期越大封堵效果越差.非均质模型驱油实验表明,泡沫复合驱主要是通过扩大波及体积来提高采收率,在与聚合物驱相同注入量条件下,其封堵能力是聚合物驱的2倍.     

非均质油藏特高含水开发期空气泡沫驱实验研究

孤岛油田在经历水驱、聚合物驱和聚驱后水驱等多轮开采后,地下剩余油高度分散,采出液含水高,开采难度加大。如何提高聚驱后油藏的采收率对于提高油田的整体开发效益尤为重要。基于“边调边驱”原则,室内开展了空气泡沫驱提高采收率方法研究。模拟了正韵律高含水油藏地质模型(由高、中、低渗并联岩心管组成)。通过对不同发泡剂质量分数、不同气液比下泡沫体系阻力因子的测定,得到最佳条件为发泡剂质量分数0.5％`和最佳气液体积比1∶1。经室内高、低采出程度下空气泡沫体系的封堵性和调驱性能实验,结果表明,优化空气泡沫的段塞组合,可大大提高不同采出程度下油藏的采收率。第一轮水驱后岩心为15.37％的低采出程度条件下,空气泡沫调驱采收率可提高22.02％;岩心采出程度高达45.53％的条件下,第二轮带有纯空气段塞的泡沫驱采收率可提高9.35％。     

马36区块氮气泡沫水交替驱室内评价研究

应用马36-5-5井地面分离器油气样按气油比24.7 m3/t进行配样,并用马36井区新下23和新下24-5的两组天然岩心进行了长岩心实验测试,研究注氮气泡沫水交替的驱油效率.研究表明,在水驱的基础上,第一组岩心新下23氮气/水交替提高采收率6%左右,氮气/泡沫水交替提高采收率10%左右,如若继续实验,采收率还会进一步提高.第二组岩心新下24-5氮气/水交替提高采收率3%左右,氮气/泡沫水交替提高采收率8%左右,同样如若继续实验,采收率仍会进一步提高.注泡沫水交替效果明显,获得的采收率更高.但是注泡沫水交替的时间较长,注入体积较大,注入压力上升快.     

聚合物微球调驱工艺优化设计

聚合物微球具有进行深部调驱的性能, 选用纳米聚合物微球与核壳自胶结微球进行室内实验, 对注 入段塞工艺、 不同类型微球组合注入次序与比例以及注入方式进行了系统的优化。结果表明, 相比高质量浓度短段 塞及低质量浓度长段塞, 中等质量浓度中等段塞注入聚合物纳米球工艺综合了以上两种注入工艺的优点, 可以在适 当的时间内获得相对稳定的采收率; 先注入核壳自胶结微球后注入纳米球对于中低渗地层进行深部调驱具有更高 的微球利用率及开发效果, 实验条件下两者的最佳P V数比为1∶1; 间隔注入工艺, 使得微球分布于更为广泛的地 层中, 对于前期形成的新的渗水通道可以进行及时的微球补充, 从而使得采收率持续增长。     

稠油泡沫驱起泡剂体系的研究

稠油油田泡沫驱过程中,单一起泡剂性能不稳定,针对这一难点问题,设计了一种新型泡沫驱起泡剂体系。采用Waring⁃Blender搅拌法,以泡沫综合指数和耐温抗盐性能为评价指标,对初步筛选得到的甜菜碱、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和十二烷基硫酸钠（SDS）4种起泡剂进行优选,最优起泡单剂为甜菜碱、CTAB。将两种起泡单剂进行不同比例的筛选,最终优选出质量比2∶1的CTAB与甜菜碱体系,并对其进行洗油能力测试和填砂管模拟实验。结果表明,该起泡剂体系耐温抗盐性好,洗油能力强,并且在填砂管模拟实验中对蒸汽驱加泡沫驱与蒸汽泡沫交替注入驱两种驱替方式进行对比,发现将蒸汽和泡沫流体交替注入油藏的驱油方式得到的原油采收率可达60.7%,具有一定的参考价值。     

基于多指标正交试验设计的CO2非混相驱注气参数优化

根据吐哈油田牛圈湖油藏储层和流体特征,应用油藏数值模拟和多指标正交试验相结合的方法对影响生产动态指标的主控因素进行了分析.结果表明,关井气油比是CO2连续注气非混相驱替的主要影响因素,水气交替段塞比、注气周期、生产井井底流压是CO2WAG非混相驱替的主要影响因素.应用优化的注气参数进行了水驱、CO2驱与CO2WAG驱开发方案设计,通过采出程度、换油率、气油比、CO2埋存系数、CO2滞留率和平均地层压力等指标的综合对比,确定CO2WAG非混相驱为最优开发方案,并进行了开发方案指标预测.研究结果对吐哈油田提高采收率技术具有一定指导意义.     

泡沫流体密度-压力-温度关系的实验研究

泡沫流体在石油工程中是一种优良的入井液,泡沫密度的确定对现场应用具有重要的意义。建立了 地层条件下测定泡沫流体密度的实验装置和测量方法,测定和分析泡沫流体密度随着压力和温度的变化关系,研究 了气液质量比对泡沫密度变化规律的影响,把实验数据进行了公式回归,并把实验结果与近似计算结果进行了比 较。结果表明泡沫流体的密度随压力的增大而增大,随着温度的增高而降低,泡沫流体的气液质量比越大可压缩性 越好。实验测得的泡沫密度总是小于近似计算的密度值,误差在1.45%~11.31%,存在误差的原因是近似计算没有 考虑液膜表面吸附的表面活性剂双电层离子间产生的斥力,回归公式与实验数据吻合较好。研究结果可为泡沫流 体在油田的应用提供理论指导。     

抗盐聚合物段塞优选及试验区见效分析

为提高LH 2 500万相对分子质量聚合物驱替效果,进行了单段塞和多段塞驱油实验,通过实验确定A块试验区采用段塞组合方式和注入方式为0.2、0.6、0.2 PV（1 800、1 500、1 200 mg/L）。A块试验区与常规2 500万聚合物区块相对比,注入压力上升幅度基本一致,但油层动用特别是薄差层动用更好,注采能力保持更好;注入相同PV条件下,采出井含水率降幅更大,见效更快,好于注常规2 500万聚合物区块;采出分类井在含水率降幅、受效时间、受效井比例存在差异,III类井指标要好于I、II类井。