基于核磁共振的水平井开发孔隙动用机理研究

利用三维物理模拟大模型驱替实验,基于核磁共振成像技术及T2谱测量技术,建立了一套研究高含水后期水平井挖潜动用规律的实验技术。应用本技术对Ng5–6油层水平井开采后剩余油分布规律及不同孔喉尺寸孔隙动用规律进行了深入研究。结果表明:高含水期,小孔隙开发程度对于驱替程度较为敏感,而大、中孔隙随驱替程度变化较小。开发过程中,大–中孔隙的原油优先动用,当油藏开发至一定程度后,小孔隙中的原油开始动用;水驱开发后期,小孔隙的动用程度甚至大于大–中孔隙的动用程度,这是由于小孔隙的渗吸作用产生的。应用水平井可以有效开发小孔隙,对主流线区和水平井附近区域的剩余油控制尤其突出,水平井附近区域对采出程度的贡献最大,高含水期采出程度高。     

延长油田致密砂岩油藏CO_2驱油机理研究

CO_2驱是提高低渗透油田产量、缓解温室效应的有效途径。针对鄂尔多斯盆地油藏压力系数低、原油轻质组分含量高的特点,通过PVT和最小混相压力等测试分析方法,揭示了低压、低孔、低渗油藏CO_2驱提高采收率主要机理。开展了CO_2注入储层与无机、有机物作用后的沉淀研究,表明CO_2在无机盐溶液中不会形成沉淀堵塞孔隙,CO_2与有机质作用后沉积点高于油藏压力,且注入压力越高,CO_2在地层原油中的溶解能力越强,目标区块CO_2注入后不易形成沥青质沉淀。物模驱替实验结果表明,均质岩心的采出程度明显高于非均质岩心,且随着岩心非均质性的增加,水驱采出程度、气驱采出程度及最终采出程度均明显下降。     

流花油田礁灰岩储层微观性质及驱替特征研究

与碎屑岩储层相比,礁灰岩储层的微观孔隙结构复杂且具有油湿性,其水驱油机理主控因素尚不明确。采用"岩芯扫描电镜、铸体薄片、压汞、润湿性"等静态资料与"微观驱替及岩芯驱替实验"等动态测试相结合的分析方法,建立了"静态数据动态化"的渗流机理研究新方法,明确了礁灰岩储层的微观性质与流体驱替特征的关系以及不同孔隙结构的剩余油分布规律。研究表明,流花礁灰岩储层微观孔隙结构可分为4类,其中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类为有利储层,具有低排驱压力、低退汞效率及强非均质性的特点,储层渗流能力与储层类型关系密切,主控因素有储层类型、孔喉半径比和润湿性3个关键因素。水驱前后的油水分布特点及不同岩芯驱替动态与驱替效果受储层微观性质控制并有直接的相关性。     

海上轻质油藏水驱渗流阻力特征研究

轻质油藏注水井常存在井口压力不断升高的现象,酸化、微压裂等常规措施并不能有效降低井口压力。为进一步探究注入压力过高的原因,以流管模型为基础,依据水电相似原理,开展井间渗流阻力变化规律研究。结合达西定律推导了渗流阻力表达式:渗流阻力与储层形状和总流度有关。而非活塞驱替过程的总流度变化通常分为两种:单调增加(中、高黏),先减小后增加(低黏)。原油黏度较小时,总流度会呈现减小的趋势,渗流阻力随之增加,导致注入压力升高,此时表现在注水井井口压力不断升高,即发生了"伪堵塞",严重制约油田注水。通过对渤海南部区域不同油田注采井间渗流阻力的计算,得到了能够反应渗流阻力变化规律的无因次阻力系数图版,图版展示了"伪堵塞"可能发生的含水阶段,能够有效指导注水井的治理。结合KL油田群的治理实践,当注水井发生"伪堵塞"时,可采取以下措施:(1)对高破裂压力、低裂缝发育的油藏,实施提压增注;(2)对低破裂压力、高断裂程度的油藏,采取层内生气调驱;(3)对超低原油黏度、埋藏深的油藏,可考虑气驱开发;(3)对多层合采开发油藏,应优先解决纵向水驱矛盾。     

孔隙型碳酸盐岩储层注气注水提高采收率试验

中东地区部分碳酸盐岩储层类型以孔隙型为主,裂缝不发育,气测渗透率低,流体物性较差。以中东某油田S油藏为例,开展注气和注水可行性试验研究,并探讨其提高采收率的微观渗流机制。结果表明:受物性特征影响,储层注伴生气驱最小混相压力高,地层条件下不易达到混相驱替,但整体上岩心注烃类气驱效率要高于水驱效率,尤其当达到混相条件时,气驱效率明显提高;注烃类非混相驱油效率也相对较高,主要是由于储层原油黏度较高,气驱使原油体积膨胀,黏度降低,进而改善流动性;试验采用的水驱和气驱方式在微观上主要动用大孔隙中的可动流体,可考虑优化驱替方式进一步提高驱油效率。     

中东低渗透碳酸盐岩油藏多层水驱物理模拟

为研究中东某低渗透碳酸盐岩油藏在不同驱替方式时的渗流机理,提高各类油层的动用程度,开展了3种不同驱替方式的水驱油物理模拟实验。选取2组不同渗透率级别的岩样,针对1-1号和2-1号岩样进行2层合注分采实验,1-2号和2-2号岩样进行分注合采实验,1-3号和2-3号岩样进行常规单层注采实验,并结合低磁场核磁共振技术,分析了不同注采模式时微观孔隙结构的开发效果。实验结果表明,同一注采方式时,不同岩样的含水率和最终采收率差距很大,低渗透层采取合注分采时的采出程度高于单层注采,高渗透层采取单层注采时的采出程度高于合注分采,分注合采时的采出程度相差不大。核磁共振数据还表明,原油主要分布在大孔喉半径范围内,经过水驱之后,动用的主要是大孔喉范围内的原油,小孔喉半径部分内的原油主要是通过渗吸作用得到动用。     

致密油储层气驱油核磁共振实验研究

针对鄂尔多斯盆地致密油储层岩心,将核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)技术与气驱油物模实验相结合,对储层原油赋存特征和气驱油后微观剩余油分布特征进行研究。研究表明:气驱油前目标储层总含油率较高,但微米孔隙(>1μm)赋存油量较少(7.27%),原油主要赋存于亚微米(0.1～1μm,包括0.1μm及1μm)和纳米孔隙(<0.1μm)中(分别为27.67%和24.00%);气驱油1 PV(pore volume)后,微米孔隙原油相对采出程度R较高(64.34%),亚微米孔隙次之(37.27%),纳米孔隙较低,气驱早期首先将赋存于较大孔隙内的原油驱出,较小孔隙内原油动用程度较低;气驱油50 PV后,储层微米孔隙几乎无剩余油,R达到90%以上,亚微米孔隙有一定量剩余油,R约为60%,纳米孔隙R较低,是剩余油主要赋存空间;随渗透率的降低,储层较大孔喉比例减少,微观非均质性降低,气驱油微观波及程度增加,亚微米孔隙采出油量有增加的趋势;致密油储层注气能力明显优于注水能力,且渗透率越低,注气能力优势越明显。研究成果可为致密油有效开发及制定合理开发方式提供依据。     

海上“三低”油藏CO_2注气开发适应性评价

针对南海西部海域油田"三低"特征(即电阻率低、含油饱和度低和渗透率低),在开发过程中由于束缚水饱和度高和泥质含量高,水敏性强,面临注水困难和地层能量补充的问题。在充分调研国内外CO2驱室内试验研究和注气开发适应性评价的基础上,以油藏为例,完成了CO2注气室内试验和油藏数值模拟研究,并在此基础上进行了CO2注气开发适应性评价。通过数值模拟研究,对衰竭式开发、连续注气和WAG水气交替注入两种驱替方式进行了方案设计和对比分析,结果表明该油田CO2注气开发具有很好的适应性,WAG水气交替注入能进一步提高油田开发的采收率。     

ZJD油田阜宁组大倾角油藏注CO_2方式探讨

倾角对于CO2驱利用重力来改善驱油效率和提高原油采收率具有重要意义。针对ZJD油田阜宁组大倾角油藏,应用数值模拟方法研究了地层倾角和注气部位对CO2驱油效果的影响。结果表明:随着地层倾角的增加,注CO2驱油采出程度也增加,而油藏高部位剩余油饱和度降低。低部位注气采出程度均低于高部位注气,且地层倾角越小,高部位注气的优势越不明显,地层倾角越大,高部位注气效果越好,CO2可在高部位形成小的气顶,更有利于气驱油。应用大倾角油藏实际地质模型研究注气方式对CO2驱油效果的影响,高部位注气比低部位注气可提高采收率8.69%,并可动用更多的储量。油藏现场实际应用后取得初步效果,高部位注气半年后油藏腰部的中心井从无产量恢复到9.3 t的原油产量。     

影响特低-超低渗透砂岩油藏开发效果的因素分析

以特低-超低渗透砂岩油藏为研究对象,应用恒速压汞技术深入分析其微观孔隙结构,通过低渗透物理模拟试验研究该类储层的应力敏感性、单相流体渗流以及油水两相渗流特征,并从微观孔隙结构角度进行解释,在此基础上讨论该类油藏开发效果的影响因素。结果表明:微观孔隙结构是决定和影响特低-超低渗透油藏开发难度和开发效果的根本性因素;当渗透率小于2×10-3μm2时,孔喉微细,储层动用难是开发面临的最核心的矛盾,但储层一旦得到有效动用,因其良好的喉道分选,开发效果会比较好;而当渗透率大于5×10-3μm2时,流体流动通道较宽,建立起有效的驱动压力体系较为容易,开发此类储层面临的关键问题是微观非均质性降低了储层的开发效果。     

致密油藏气驱微观驱油机理研究

针对致密油藏产能低,注水开发困难的现状,为提升致密油藏开发效果,选取鄂尔多斯盆地某区块致密油储层不同渗透率等级岩心平行样,进行注CO_2和N_2物理模拟实验,结合核磁共振技术,研究了岩心不同孔隙区间的占比和含油饱和度,以及2种气驱下不同渗透率等级岩心的采出程度和残余油分布。研究结果表明:对于致密油油藏,CO_2驱整体上好于N_2驱;对于渗透率在0.2×10~(-3)~1.4×10~(-3)μm~2的致密油岩心,渗透率越高,CO_2驱效果越好,渗透率越低,N_2驱效果越好;岩心的大、中孔隙贡献了大部分的采出原油,CO_2和N_2在大、中孔隙上的驱油效果较好。     

基于油藏工程方法的低渗透油藏合理注采系统研究

在低渗透油藏开发过程中,由于低渗透油田的渗透率低、孔喉细小及对压力敏感效应等特点,低渗透油藏较之中高渗油田,具有特殊的渗流规律和油气田开发特征。针对油藏特点的注采系统也对油藏的开发效果及采出程度有巨大影响,为延缓产量下降、推迟油井见水时间以至最终提高开采效果和采收率,运用油藏工程方法,研究了低渗透油藏的合理地层压力、合理采油速度及合理注采比等注采系统的优选方法,并通过对实际数据的应用比较了各种方法的优缺点。通过计算得出,实际油藏现有地层压力、采油速度和注采比偏低。     

周期停层在聚驱控水提效中的应用

聚驱进入后期开发阶段,低渗透率油层动用比例降低,聚合物溶液沿厚油层的底部产生"舌进"现象,油井含水回升速度快。为了有效地控制含水回升,改善注聚后期开采效果,选取5个以注入井为中心的典型井组。对厚油层实施周期停层,利用停层后渗流压力场重新分布,使高低渗透率油层之间产生压差,驱动低渗透率油层剩余油向高渗透率油层流动,提高驱油效率。方案实施后,取得了一定的经济效益。     

基于微观驱替实验的剩余油表征方法研究

为了弄清楚水驱油藏微观剩余油的形成和分布机理及剩余油挖潜的方向,采用毛细管模型研究了微观剩余油形成机理;利用玻璃刻蚀模型进行了室内水驱实验,研究了微观水驱渗流机理。结果表明,在驱替初期,原油沿着微观模型主对角线流动,当形成有利渗流通道时,驱替液将通过有利孔道流向出口端导致驱替效率降低。根据微观水驱剩余油特征建立了剩余油微观判识定量分类标准,将剩余油分为滴状、柱状、油膜型、分枝状和连片型五种类型。定量分析了水驱结束后不同类型剩余油的比例,分枝状剩余油的比例远远超过了其他几种剩余油的比例,这为进一步进行剩余油挖潜工作提供指导。     

断块油藏剩余油再聚集速度的敏感性影响因素

为了研究断块油藏特高含水阶段剩余油再聚集速度及其影响因素的敏感性,以胜利东辛油田断块油藏为研究对象,从剩余油的受力分析入手,计算原油聚集的驱替压力梯度后认为:当持续注采时,与注采井间注采驱替压力梯度相比,剩余油分异再聚集的动力处于次要地位;当油藏高含水废弃静置后,注采井间驱替压力梯度逐渐消失,剩余油的分异再聚集动力则发挥主要作用,并在油层高部位重新聚集形成剩余油富集区。正交试验结果表明,影响东辛油田高渗稀油断块油藏剩余油再聚集速度的主要因素为地层渗透率,而地下原油黏度、原油密度,地层倾角、综合含水率为次要因素。     

平行水平井网水驱剩余油分布规律实验研究

海洋油田狭窄的开发环境与高开发成本,促进了水平井开发方式在海上油田注水开发中广泛应用。针对中国海上油田储层多为三角洲碎屑岩沉积,储层非均质性强,目前采用平行水平井网注水开发效果欠佳,大量剩余油存在的实际情况,采用水驱油物理模拟实验方法,研究了驱替速度和储层非均质性对平行水平井网水驱剩余油分布规律的影响。实验结果表明,均质储层中的采出程度较非均质储层高,剩余油分布于采油井趾部附近;驱替速度的变化不会影响均质储层剩余油分布位置;在渗透率级差不同的平面非均质储层中,级差大、储层高渗透带的渗透率较小的非均质储层见水晚,最终采出程度和平均驱油效率略高于级差小、渗透率较高的储层,剩余油均主要位于中、低渗透区采油井跟部中部附近区域;级差小,渗透率高的储层中剩余油分布于低渗透区采油井跟部附近区域。平行井网更适合在较低的驱替速度;平行水平井网更适合于级差较大、储层渗透率最大值较小的非均质储层,该研究为油田水平井井网设计方案提供了理论和技术支持。     

裂缝-孔隙介质油、水两相微观渗流物理模拟

为了研究油、水在孔隙-裂缝介质中的渗流微观机理，利用微观岩石薄片模型，研究了不同裂缝分布情况下，孔隙-裂缝介质中水驱替油的微观过程，分析了裂缝形态、孔隙结构等因素对油、水渗流的影响，得出了有益的结论。对于认识非混溶两相流体在孔隙-裂缝介质中渗流规律和油气田开发具有重要意义。     

孔隙型碳酸盐岩油藏高含水期剩余油挖潜对策研究

以国外某孔隙型碳酸盐岩油藏为例,开展孔隙型碳酸盐岩油藏在高含水期提高采收率方法的研究。首先分析储层内部的非均质性,精确描述隔夹层,建立精细地质模型。其次,通过流线模拟方法研究水线分布规律,弄清开发中存在的主要矛盾。最后,对剩余油分布规律进行总结,分析影响剩余油分布的主控因素,针对不同剩余油提出了相应的挖潜策略。通过对该孔隙型碳酸盐岩油藏开发方案的优化,使得最终采收率提高了2.5%。     

一种基于水淹影响的相渗曲线重构方法

针对储层水淹对地层流体渗流规律影响刻画较难的问题,基于渤海典型疏松砂岩稀油油藏LD油田和稠油油藏Q油田密闭取芯井岩芯样品,开展水淹程度对油水相渗曲线影响实验研究。基于水淹对相渗影响认识,提取不同水淹程度下相渗曲线特征参数并重新组合,建立两种类型油藏考虑水淹影响的"全寿命"油水相对渗透率曲线。实验结果表明,与采用未水淹、弱水淹层段岩石样品完成的油水相对渗透率曲线相比,中水淹、强水淹层段相渗曲线束缚水饱和度更高,残余油饱和度更低,等渗点更偏右,驱油效率更高。与不考虑水淹情况相比,考虑水淹影响的重构相对渗透率曲线,其残余油饱和度和束缚水饱和度更低,含水饱和度相同时,两相相对渗透率均呈现整体降低趋势,最终驱油效率增大。与不考虑水淹影响的方案相比,考虑水淹影响的重构相渗在Q油田矿场数值模拟中应用,在含水98%时的采出程度提高近1%。     

水驱油田采收率与注入孔隙体积的定量关系

采收率是评价油田开发效果的重要标准。通过对胜利油区不同油田多块岩心驱替试验结果的分析,发现采收率E_R与注入孔隙体积倍数n_(PV)存在定量关系,从丙型水驱曲线出发结合注采关系和驱替试验数据得出E_R-n_(PV)关系式,并分析E_R-n_(PV)关系式中系数的物理意义。对岩心驱替试验与现场生产数据回归曲线以及孤岛试验区聚合物驱前后E_R-n_(PV)回归曲线进行对比分析。结果表明:储层低含水阶段水驱采收率明显低于岩心试验的水驱采收率,而在中后期差距逐渐减小,计算值与实际生产数据吻合度高;注聚开发可有效地提高采收率,且注聚开发前计算的波及体积大于实际波及体积,证明聚合物驱有效提高了波及体积;E_R-n_(PV)关系式能应用于水驱油田采收率预测,并对提高采收率措施效果进行评价。