低渗油藏纳米膜增注技术研究与应用

针对低渗油藏物性差,在注水开发过程中存在注水井注入压力高、注水量不能满足配注要求的突出问题,提出酸化处理后通过注入一种带有阳离子基团的纳米膜剂溶液来改善储层的润湿性,提高储层吸水能力,进一步提高水驱采收率的技术。纳米膜以水溶液为介质,依靠静电作用成为膜动力,吸附到呈负电性的岩石表面,改变储层表面的润湿性,降低注入水在孔隙中的流动阻力,避免粘土颗粒的膨胀与运移,从而提高水相渗透率,降低注水压力,达到降压增注的目的。室内实验研究及现场应用表明,该纳米膜可以改善低渗油藏注水井的注水开发效果。     

低孔低渗油藏分级溶蚀增注技术矿场实践

现河低渗油藏孔喉半径小、渗透率低,低孔低渗区域水驱动用差,常规增注手段无法满足开发需要。针对该类问题,文章在充分调研国内外微观孔隙渗流、增注机理及矿场应用基础上,基于典型砂岩油藏为研究对象,开展储层微观孔隙认识、黏土矿物构成分析,通过酸岩溶蚀试验、电镜扫描、数字岩心建模等技术方法,形成了低孔低渗油藏分级溶蚀增注模式,优选评价了酸液体系及用量配比,实现扩大渗流通道、增进孔隙连通的目的。矿场实践证明,该技术取得了低孔低渗砂岩油藏增注技术的突破,有效提高了水驱动用程度,对同类油藏水驱开发具有借鉴意义。     

特低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特征

通过岩心样品的恒速压汞测试,对特低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特征进行的研究结果表明,储层有效喉道半径、有效喉道体积、有效孔隙半径、有效孔隙体积及孔喉比等特征参数与孔隙度、渗透率之间具有较好的相关性;对于孔隙度、渗透率较高的岩样,有效喉道、有效孔隙发育程度较高,孔喉比较低;特低渗透砂岩油藏储层孔隙结构具有中等孔隙和小喉道发育、孔喉连通性差及孔喉性质差异大的特点,开发过程中可能存在潜在的贾敏效应伤害。特低渗透砂岩油藏储层性质主要由喉道控制,喉道半径分类明显。渗透率越低,喉道半径与渗透率的相关性越好。喉道控制储层渗透性,进而决定开发难度和开发效果。     

中低渗油藏储层微观孔隙结构研究

中低渗油藏在我国已探明储量中占比越来越大,目前针对储层的沉积、成岩等方面的研究主要是从宏观角度入手,对储层自身的微观结构及其孔隙分布认识不足,使得而传统开采方法应用到该类油藏时效果并不明显。因此,对中低渗油藏储层微观孔隙的深入研究是高效开发该类油藏的关键基础技术,利用所得特征参数对测井数据进行解释、工作液的设计具有重要的指导作用。     

稠油蒸汽吞吐前后储层参数变化规律及机理研究

为了探索稠油油藏蒸汽吞吐前后储层微观变化规律,指导油田注蒸汽开发,以探井、检查井的岩心分析数据为基础,研究了红浅1井区稠油蒸汽吞吐前后储层参数变化规律。总体表明:蒸汽吞吐水淹后经改造的次生孔隙发育,出现大孔隙或超大孔隙;孔隙直径与喉道在不同的岩性下变化不同,加剧了储层微观非均质性;近井筒附近,岩石骨架、矿物溶解量最大,微粒迁移活跃,孔喉半径增加,储层物性明显变好;远离井筒地带,矿物溶解作用减弱,蒙脱石的膨胀性能剧增、碳酸盐沉淀结垢堵塞孔喉,储层物性变差;储层润湿性由亲油向亲水性方向转变。     

流固耦合作用下注水井井壁稳定性研究

注水开发油田在生产过程中，渗流场会对油藏地应力场产生影响，在井壁附近产生应力集中。研究了注水过程中流固耦合作用下套管损坏的力学机理，在传统的Biot 方程的基础上，考虑介质渗透性能随应力的变化，建立了注采过程中流体渗流与固体弹塑性变形的非线性耦合数学模型，采用全耦合的有限元法对所建立的模型进行求解。通过对大庆油田南二区某注水井注水开发过程的数值模拟，分析了注水对储层孔隙压力、井壁围岩应力场和变形场的影响，并对比了不同注采情况下储层孔隙压力和井壁应力随时间的变化关系。研究表明，油藏注水开采过程中，油藏流固耦合作用对地层特别是井壁附近围岩的应力和变形影响很大。研究结果为合理建立油藏注水开发的流固耦合计算模型，合理控制注采压差，预防和减少该地区地层变形、套管损坏等提供了依据。     

恒速压汞实验的低渗透储层孔隙结构特征研究

利用恒速压汞技术,对牛圈湖油田西山窑组低渗透油藏孔隙结构和渗流特征进行研究。恒速压汞实验通过检测汞注入过程中,压力涨落不仅能够得出喉道和孔隙各自的发育情况,而且能够给出喉道和孔隙的大小及其分布特征。实验表明喉道是控制低渗透、特低渗透油藏储层性质的决定因素。储层主流喉道分布的微观非均质差异是渗流能力非均匀性的重要原因。通过与同类型油田对比得出,相同渗透率级别的岩心,牛圈湖西山窑组油藏喉道半径往往比大多油田小,这就决定了牛圈湖油田开发难度大的原因之一。     

疏松砂岩稠油油藏岩石应力敏感性对蒸汽驱的影响——以BZA油田为例

针对稠油油藏蒸汽驱过程中储层岩石变形会对开发效果产生影响这一问题,首次提出对疏松砂岩稠油油藏进行岩石应力敏感性实验,以及开展岩石应力敏感性对蒸汽驱油效率影响的物理模拟实验研究。结果表明,无论是高渗储层还是低渗储层,随着有效覆压的增加渗透率逐渐降低,且渗透率的变化具有不可逆性;有效覆压越高,岩心受到挤压加重,孔隙结构变形越严重,驱油效率越低;低渗储层岩石应力敏感性强于高渗储层;岩石的应力敏感性对蒸汽驱过程中的开发效果影响较大。研究成果对后期稠油油藏蒸汽驱开发及策略制定具有一定指导作用。     

水驱后特低渗透油藏氮气驱驱油特性分析

特低渗透油藏水驱采收率低,注入压力高,而氮气在特低渗油藏具有良好的注入性。本文在特低渗透岩心水驱后分别进行了常规的注氮气、水驱后水气交替、水驱后脉冲注氮气驱替实验。实验结果表明:特低渗储层微观非均质性导致气体在大孔道易形成窜流,水驱后常规注氮气提高采收率的效果有限。水气交替通过多轮次的注入使油藏中不同相态流体的分散程度提高,在优势流动通道中形成毛管阻力,促使后续注入气体进入局部致密区,可有效提高采收率16.37%;脉冲注气通过周期性注气方式,在局部高渗区和局部低渗区间形成压力扰动与交互渗流,使流体在地层中不断地重新分布,从而启动油层低渗区原油,提高采收率15.94%。此外,脉冲注气的注气压力比较低,与水气交替开采方式比较注入性提高。图6表1参12     

变形介质油藏-井筒耦合流动研究

针对油气生产的实际过程,不仅考虑了储层介质变形对储层渗透率的影响,而且考虑了油藏与井筒的耦合流动,将油藏渗流与井筒管流作为整体来进行研究。建立了变形介质油藏-井筒耦合流动模型。采用无条件稳定的全隐式方法对模型进行离散,应用Newton迭代方法求解,得到井口定产量生产时,定压外边界情况下．变形介质油藏-井筒耦合流动模型一个计算示例的数值解,并绘制了压力图版。     

低渗砂岩储层数字岩心构建及渗流模拟

基于CT扫描的数字岩心技术是研究低渗砂岩储层内部微观孔喉特征及孔隙尺度渗流机理的有效途径。为直观、深入研究低渗砂岩储层微—纳米尺度流体输运特征,先通过Micro-CT扫描技术获取低渗介质多尺度三维灰度图像,统计轴向截面孔隙率分布整体考察岩心非均质程度;再结合三维重构及逆向工程技术,精准构建低渗介质复杂孔隙三维数字模型后并转换成CAD实体模型;再利用COMSOL建立多组表征单元体有限元模型,数值计算不同边界条件下微—纳米孔隙内流体输运特征;然后通过三维流线及孔隙压力分布场,动态可视化再现低渗介质渗流过程;最后对比常规渗流实验与数值模拟结果,分析两者差异的产生原因,并提出应用数字平台研究低渗岩石物性及渗流机理的深入关注点。文中研究成果为低渗油藏多尺度数字岩心建模及深层次微观渗流机理研究提供了思路。     

宝浪油田宝中区块注水开发过程中储层敏感性及其预防措施研究

宝浪油田属于低孔低渗和低孔特低渗碎屑岩油藏，储层整体物性差。在注水开发过程中部分井出现注水越注越困难的现象。针对这一问题，室内试验评价了储层岩石的水敏性，系统分析了该区块注水井吸水能力差的原因。并针对性地研究出提高强水敏储层注水井吸水能力的预处理技术。该技术可降低注入水对储层的伤害，提高注水井吸水能力，保证油田正常注水。     

CO2辅助增能压裂气体注入时机优选研究

CO₂增能压裂与常规水力压裂相比,具有压后增能、返排迅速、对储层伤害小以及单井产能高等优势,在非常规油气藏高效开发中发挥着重要作用。为优化CO₂辅助增能压裂过程中气体的注入时机,通过多孔介质气体扩散微观数值模拟、油藏数值模拟方法等分别从微观和宏观角度研究了不同注入时机下CO₂波及范围及地层压力分布规律,对比了不同储层物性及CO₂注入速度对CO₂增能效果的影响。研究结果表明：1)CO₂前置注入井筒附近含水饱和度低,CO₂伴注井筒附近含水饱和度高,CO₂前置注入扩散进入深部地层的CO₂量比CO₂伴注增加了约50%,深部地层压力上升更多;2)储层物性对CO₂增能效果有一定影响,CO₂注入过程中,随着孔隙度、渗透率由1%和0.003 mD变为10%和0.01 mD,地层压力进一步上升,最大地层压力可增加约8 MPa; 3)在近井筒地带...     

致密油藏活性水采油机理

注活性水相较于注水有诸多优势,在特低渗、超低渗油藏的实际开发中效果较好,因此可以借鉴到致密油藏的开发上。针对鄂尔多斯盆地X区块致密油储层,选取不同渗透率的岩心进行注水和注活性水驱油物理模拟实验,结合核磁共振技术,分析致密油岩心的微观孔隙结构、可动流体饱和度以及不同渗透率等级岩心的采出程度、残余油分布等。研究表明:大部分致密油油藏的孔隙为亚微米、微纳米孔,可动流体主要赋存于大于1μm的孔隙中;注活性水效果好于常规水驱,注活性水能够有效地动用微纳米孔中的原油;渗透率越低注活性水的驱油效果越明显,对于渗透率低于0.6×10~(-3)μm的致密油藏,建议采用注活性水开发。     

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油气储层岩石是一种典型的多孔介质。在油气藏开发过程中，由于流体的流出而孔隙压力下降，储层所受到的有效压力增大。储层发生变形并使储层多孔介质的孔隙结构发生改变、孔隙体积缩小、孔隙度和渗透率降低。在多学科研究相结合的基础上，阐述了储层多孔介质变形的类型，并从多孔介质的微观物理特性(如物质组成，颗粒类型及它们之间的接触关系、排列方式、胶结方式以及孔隙内流体的类型和特征等)分析对其产生变形的影响。利用先进的仪器和改进的实验装置，分析了储层多孔介质因变形而使其孔隙结构、孔隙体积、孔隙度和渗透率所发生的变化。文章对储层多孔介质变形的理论和实验研究，对受变形影响较大的油气藏制定合理的开发方案和生产措施十分有益。     

红河油田长6特低渗油藏多元复合酸降压增注技术

红河油田长6特低渗油藏近年来通过注水开发减缓了产量递减,但还存在注水井注入压力高、欠注甚至注不进水的问题,地层能量无法得到有效补充。分析认为,长6特低渗油藏注水井欠注的主要原因是自身储层物性差、渗透率低、孔喉半径小,其次是注入水与地层水不配伍、结垢,加之注水过程中黏土膨胀运移等进一步降低了储层的渗透率。为此,提出利用多元复合酸酸化技术来解决该油藏的注水井欠注问题。酸液配伍性、腐蚀速率及岩心的溶蚀速率等室内试验结果表明,多元复合酸与该油藏的注入水、地层水配伍性良好,具有腐蚀率小、黏土膨胀率低、岩心溶蚀慢的特点。8口井的现场应用结果表明,多元复合酸酸化技术能够解除注水井近井地带的污染,恢复、提高地层渗透率,达到降压增注的目的。      

裂缝性油藏注CO_2物质平衡方程的建立与应用

注气开发,特别是注CO2开发,已经成为提高油藏采收率的重要手段之一。以往这种开发方式主要应用于常规油藏中,目前也开始逐渐应用于裂缝性油藏的开采。裂缝性油藏中的注气过程与非裂缝性油藏有很大区别,文中在常规油藏物质平衡的基础上,考虑注入气在裂缝和基质孔隙双重介质中的渗流和CO2的溶解,建立了裂缝性油藏的注气开采模型,进而建立了裂缝性油藏注CO2物质平衡方程。实例验证表明,本文所建物质平衡方程可以准确地拟合注CO2开发的裂缝性油藏的基质和裂缝储量,并为注CO2开发裂缝性油藏的方案编制提供有效依据。     

深层高压低渗透油藏储层微观非均质性及其对开发的影响

文东沙三段中亚段油藏是我国典型的深层高压低渗透油藏，储层以砂层薄、粒度细、非均质性显著为特征。油田开发中后期地层压力下降明显，储层物性及注水效果差。为此，开展了细致的微观非均质研究，指出主力产层呈大孔较粗喉及中孔、中细喉型孔隙结构；大多数储层为中小孔、细喉型孔隙结构，表面积大，储层非均质性强。另外，还首次进行了净覆压对储层性质的影响和真实砂岩微观水驱油模型研究，建立了净覆压与储层物性的定量关系模型，阐述了高压低渗透油藏驱油规律；指出储集岩孔隙结构的非均质性是影响驱油效率的主要因素，增加注入压力与注入水推进速度对降低剩余油饱和度作用不大。     

氧活化测试资料在海上中低渗油田的应用

由于海上K油田中低渗储层的渗透率不同，导致储层间物性差异大。注水井投注后，注入压力快速上升，吸水能力下降，使得注水量无法满足地质油藏的需求。根据地质油藏静态资料和油水井生产动态数据，选用氧活化测试手段，来确定各储层吸水能力及启动状况。利用测试资料成果，分别采取细分层系和提高注入压力两种方法，不仅注水井注水量增加，油井自然递减率随之减缓，还提高了低渗透储层的采出程度，从而有效改善了油田的开发效果。从现场注水井应用效果来看，在中低渗油田值得推广使用。     

低渗-特低渗储层微观水驱油特征及其影响因素

通过鄂尔多斯盆地延长组低渗-特低渗透砂岩微观模型水驱油实验,总结微观水驱油特征,探讨微观水驱油驱油效率的影响因素。研究发现,低渗-特低渗透砂岩储层水驱油过程中,水驱油特征主要表现为:驱油方式主要以非活塞式驱替为主;残余油主要以绕流残余油为主;非均质性越强,驱油效率越低;原油黏度越低,驱油效率越高;驱替速度不同,驱油效率不同;通道类型不同,去提效率不同;影响因素包括:物性;孔隙结构非均质性;微观孔隙结构;水驱倍数;驱替压力和开采方式。低渗-特低渗透砂岩储层水驱开发中影响开发效果的因素较多,但是主控因素是微观孔隙结构和非均质性。因此对于低渗-特低渗透砂岩储层水驱开发,应选择合理的工艺参数和具有针对性的改善水驱开发效果措施,才能保证较好的开发效果。