多层非均质油藏注聚合物井吸水指数预测模型研究

吸水指数是注入井注入能力的主要表征参数,是影响聚合物驱油效果好坏的重要因素之一,准确预测注聚合物井的吸水指数尤为重要。基于聚合物驱溶液的非牛顿流体性质和非活塞驱替特征,将注采井间的区域划分为聚合物溶液区、油墙区、油水混合区,确定聚合物溶液前缘和油墙前缘的含水饱和度方程;结合等值渗流阻力法,得到注采井间的渗流压差;考虑纵向多层非均质性的影响确定各层的分流量,根据吸水指数的表征形式建立不稳定渗流条件下的多层聚合物驱吸水指数预测模型。利用室内实验数据和渤海油田注聚合物井资料对该模型进行了对比验证,结果表明,该模型具有较高的准确性,平均计算误差为10%。该研究可为聚合物注入量的合理设计及现场注聚合物井的生产管理提供指导。     

多层油藏非活塞式水驱驱替效率研究

中国很多储层都是由完全间隔开的砂层组成的。准确计算水驱驱替效率将为高效合理地开发该类油藏提供理论依据。建立线性多层非活塞式水驱驱替模型,运用达西渗流理论可确定各油层的水驱注入量;综合运用各层等饱和度面运动方程和Welge-Craig方程分析各层的水驱驱替状况与总体含水率之间的关系。算例分析表明,在总注入量一定的情况下,绝对渗透率和油层厚度是影响各油层注入量的主要因素。储层渗透率越大,驱替效果越好;油层厚度对驱替效率也有一定的影响,但其影响远没有储层渗透率那么大,薄层的驱替效率稍好于厚层。应用所介绍的方法可以准确简单地评价多层油藏的各油层水驱开发动用状况,从而为预测多层油藏极限采收率和合理选择调剖堵水等工艺的时机提供理论指导。     

聚驱条件下高含水井层合理打开时机

聚合物井网投产初期,对特高含水油井采取暂时关井、高含水饱和度油层实施分步射孔的措施,以获得良好的驱油效果和最佳的经济效益。本文根据聚合物流体性质和在油层中的渗流特征,考虑了油层中聚合物溶液浓度随时间和位置的变化,及聚合物粘度、油层渗透率的变化,建立了非均质不规则井网条件下聚合物前缘位置和油水井动态预测模型,定量分析了高含水井开井和高含水层补孔时机对聚合物前缘推进速度、水并注入压力、聚合物驱油效果的影响,给出了聚驱条件下高含水井层的合理打开时机,在大庆采油一厂北一区PI组油层聚驱井网进行了实际验证和应用。     

大庆油田二类油层聚合物驱油技术要点

大庆油田长垣二类油层与葡I组主力油层地质特点差别较大,平面非均质和纵向非均质相当严重。在考虑井网对油层的控制程度和聚合物分子与油层的配伍性的基础上,引入聚驱控制程度这一重要概念,确定了二类油层注聚对象、渗透率下限、渗透率级差等技术标准,提出了二类油层注聚必须缩小井距、细分层系的观点;介绍了应用聚驱控制程度确定聚合物驱分子量和注入速度的方法;研究了油层渗透率级差和差油层厚度比例对最佳分层配注量的影响规律;对主力油层应用的聚合物驱分层配注方法进行了改进。     

水平井二元复合驱三维油藏物理模拟研究

为研究水平井二元复合驱提高石油采收率的渗流机理,建立了三维纵向非均质物理模型,利用模型上布置的饱和度测量探针,测量了水平井二元复合驱的开采效果、进口压力和饱和度场变化。实验结果表明:对于纵向非均质油藏,二元复合体系在油藏内的吸附、滞留、乳化等作用使阻力增大,压力升高,液流转向,波及范围扩大;在平面上,在二元体系的协同作用下,驱替出水驱波及域外和簇状剩余油;在水平井、重力和正韵律"低渗透屏障"作用下,注入的流体优先流动到高渗层,再由高渗透层向中、低渗透层渗流,提高了纵向波及范围。因此,水平井二元复合驱可以大幅度提高原油采收率。     

聚合物及聚合物交联微凝胶调驱效果评价

为了评价聚合物交联微凝胶的调驱效果,了解聚合物交联微凝胶驱动态反应特征并探索聚合物交联微凝胶驱油机理,在具有河南油田油藏地质特征的五点法井网、纵向非均质物理模型上进行了驱替实验。实验结果表明,与聚合物驱相比,由于聚合物交联微凝胶在多孔介质内滞留量大,流动能力差,注入压力高,因而调驱效果好。在聚合物驱及聚合物交联微凝胶驱后,地层内剩余油主要分布在中、低渗透层,这是进一步提高采收率的潜力所在。     

多层非均质油藏定压驱替效率计算方法

为定量评价储层纵向非均质性对驱替效率的影响,以恒定注采压差为边界条件,推导出油井见水前后水驱前缘位置、采出端含水饱和度等随时间变化的理论公式。在此基础上,建立多层油藏总驱替效率计算方法,并应用于玉门鸭儿峡油田,计算结果由数值模型进行了验证,同时对比分析了笼统注水和分层注水因非均质性强弱不同而导致开采效果差异的原因。研究结果表明:该方法具有较高的计算精度;多层油藏分层注水驱替效率明显高于笼统注水方式,可用于非均质油藏储层精细划分和重组的定量分析。该研究成果可为油田开发中后期调整提供一定的理论指导。     

基于非均质大模型的特高含水油藏提高采收率方法研究

针对特高含水开发阶段水油比急剧上升、注水量大幅增加和现有技术适应性差等问题,采用非均质物理大模型探索了进一步提高水驱后和聚合物驱后特高含水油藏采收率的方法。研究了聚合物驱-井网调整、自聚集微球-活性剂驱等不同驱替阶段含油饱和度的分布特征,分析了试验过程中注入压力、采收率的变化情况。研究发现,采用井网调整改变流线方向结合聚合物驱扩大波及系数的方法,可使水驱后处于特高含水期油藏的采收率提高26.0%;自主研发的自聚集微球能够运移至油层深部封堵优势渗流通道,迫使后续驱油剂发生液流转向,进入剩余油潜力区,从而提高聚合物驱后特高含水期油藏的驱油效率,自聚集微球-活性剂体系的残余阻力系数是聚合物的1.5~1.6倍,可使聚合物驱后特高含水油藏的采收率提高5%以上。研究结果表明,水驱后特高含水期油藏可采取井网调整结合聚合物驱的方法提高其采收率,而对于高波及系数和高采出程度的聚合物驱后油藏,可采用微球活性剂相结合的深部调堵驱油方法提高其采收率。      

平面非均质性对特低渗透油藏水驱油规律的影响

对于特低渗透油藏,平面非均质性对储层的驱替效率和油气最终采收率的影响很大。通过考虑特低渗透油藏的储层特征,建立一维油水非混相驱替数学模型,并进行数值求解,重点分析了渗透率的平面非均质性及其分布方式对特低渗透油藏水驱油规律的影响。结果表明,渗透率的平面非均质性造成地层平均含水饱和度和地层压力下降,油井出口端含水率升高,驱替效率降低;在渗透率平面非均质性确定的情况下,按线性增加型和先增后降型2种分布方式驱替时,驱替效果较好;在水驱油过程中,地层注入端的平面非均质性对水驱油规律影响较大。     

非均质线性模型水驱油试验研究

为了确定岩心组合方式、渗流方式、渗透率的大小、非均质性等对驱油效率和剩余油分布的影响,首先选取不同的天然岩心,运用岩心组合技术,建立起不同的非均质模型;然后结合物理模拟技术,用恒速法进行水驱油试验。试验发现:平面非均质模型单向渗流时,剩余油饱和度和驱油效率与岩心渗透率无关,而与岩心所处位置密切相关,从模型的入口到出口,剩余油饱和度递增,驱油效率递减;低中高模型剩余油分布较均匀,而高中低模型剩余油集中分布在低渗透岩心;模型的驱油效率与其等效渗透率、非均质性相关;纵向非均质模型驱替后,剩余油主要分布于渗透率最低的岩心。研究认为:在平面非均质性比较严重的油层,可采取高渗区注水,低渗区采油,这样可以获得较高的采收率;在纵向非均质性比较严重的油层,可采用化学调剖堵水封堵高渗透层、改善吸水驱替剖面或者分层注水开采的方式来获得较高的采收率。     

交替注入聚合物驱渗流场变化规律及驱油效果

为了进一步提高聚合物驱效率和提高采收率,降低聚合物用量,研究了交替注入聚合物驱。应用自动化岩心驱油装置,建立平面非均质油藏物理模型,在模型上布置饱和度测量电极和测压点,研究了单一段塞注入和交替注入聚合物驱渗流场变化规律和驱油效果。结果表明:聚驱注入方式对低渗层渗流场变化影响显著,注聚过程中,单一段塞注入低渗层注入端和采出端压力差异大,主要消耗在注入井附近,交替注入压力梯度分布比较均匀;聚驱结束时,交替注入低渗层含油饱和度较单一段塞注入多降低12百分点;交替注入提高了聚合物驱效率,在降低聚合物用量25%前提下较单一段塞注入多提高采收率3.9百分点;大庆油田开展了4个交替注入聚合物驱矿场试验,节约聚合物用量26.4%,预计最终较单一段塞注入多提高采收率1.58百分点。     

变流度聚合物驱提高采收率作用规律及应用效果

大庆油田二类油层相比一类油层具有渗透率低、非均质性强、砂体发育较差的特点,为了更大程度上发挥聚合物驱油技术在二类油层上的开发效果,基于聚合物驱油墙聚并理论和流度控制理论,提出了变流度聚合物体系的梯次降黏、恒压提速的注入方式,即采用先高黏低速调堵高渗层、后降黏提速启动中低渗层的段塞式注入方式。该方式与交替注入对比实验结果和矿场应用效果表明：变流度聚合物梯次降黏注入的驱替前缘压力梯度大,可聚并形成高饱和度油墙,大幅度降低含水率,明显增加高渗透层流动阻力,后续低黏段塞以提速注入的方式依次匹配进入中低渗透层,明显扩大了中低渗透层的波及体积,改善了高、中、低渗层流度差异,在降低注聚成本的基础上,进一步提高了聚合物驱在非均质油藏的采收率。在梯次注入基础上提出的变流度聚合物驱新设计思路,指出了变流度聚合物驱设计参数关键在驱替段塞的数量和聚合物体系同油层的匹配关系。     

层状厚层油藏水驱效率预测模型

层状厚层油藏在纵向上通常表现出非均质性强、油层厚、储层物性差异大等特征。水驱开发厚层油藏会受到非均质性影响,从而造成含水上升快、采出程度低等问题,因此准确预测驱替效率是水驱开发厚层油藏的关键。考虑到层内流体窜流及储层非均质性等影响,引入拟相对渗透率函数,结合Welge-Craig水驱油理论,建立了厚层油藏驱替效率计算方法。矿场实例计算验证了本文模型的可靠性和实用性;通过敏感性分析认为,渗透率变异系数和流度比越大,原油驱替效率降低,造成水驱开发效果差。对于水驱开发层状厚层油藏,应加强储层纵向非均质性认识,完善注采井网,增大驱替效率,从而提高厚层油藏水驱采收率。     

聚合物交替注入油层压力扰动及流体窜流规律

针对目前部分聚合物驱区块出现的聚合物用量大、吨聚增油下降,致使聚驱效益逐渐变差的问题,提出了交替注入改善聚合物驱开发效果的新型驱油方法。通过建立非均质油藏物理模型,应用自动化岩心驱替装置,研究了交替注入方式和单一段塞注入方式油层压力扰动和流体窜流规律。结果表明：与单一段塞注入方式相比,交替注入方式改变了油层渗流压力场和流体窜流规律,该注入方式有利于低渗层吸液,从而提高了低渗层动用程度;交替注入较单一段塞注入提高采收率2个百分点左右,且降低聚合物用量25%左右。该研究成果一定程度上解释了交替注入能够改善开发效果的原因,为优化聚合物驱注入参数和注入方式提供指导,为交替注入技术的推广提供理论依据。     

厚油层中纵向非均质状态对聚合物驱油效果的影响

该文依据非均质变异系数相同,但不同渗透率分层在纵向上分布不同的厚油层,水驱及聚合物驱采收率的数值模拟结果,建立了不同渗透率分层在纵向上分布状态与厚层采收率间的关系的定量描述方法,深入地讨论了不同渗透率分层在纵向上的分布状态对厚油层聚合物驱油效果的彭响,为大庆油田在推广聚合物驱油时的合理选层问题提供了理论依据。     

非均质油藏井网注采参数优化的可视化模拟驱替实验

油藏储层的非均质性是影响油、水渗流规律及采收率的内在因素,注采参数是影响非均质油藏采收率的外在因素,可视化模拟驱替实验是确定非均质油藏合理注采参数的有效手段.利用可视化动态仿真驱替实验装置进行水驱油的驱替实验,通过设计7套采用不同的注采参数的实验方案,研究非均质油藏的物性差异、井网形式以及注采参数对水驱程度的影响.研究结果表明,对于非均质油藏,注水开发初期,渗流阻力主要为油对水的阻力,驱替受储层非均质性影响不明显,随着驱替不断进行,孔隙喉道的阻力成为主要阻力,驱替越来越不均衡.对比不同实验方案,通过优化调整非均质油藏的井网形式和注采参数,可以实现最大程度的均衡驱替,改善水驱油藏开发效果,获得更高的采收率和经济效益.     

渤海稠油油田聚合物驱影响因素研究及现场试验

由于海上稠油油田开发的特殊性,聚合物驱技术的应用面临着挑战和风险。根据渤海稠油油藏的特点,利用聚合物驱数值模拟软件研究了缔合聚合物驱提高采收率效果的主要影响因素,包括注入参数、油层非均质性、地层原油粘度、注入时机、井网井距等,并将得到的规律性认识和结论用于指导渤海稠油油田聚合物驱现场试验。结合单井聚合物驱试验的经验教训,对SZ36-1油田开展了五点法井组聚合物驱现场试验,目前已显示出良好的降水增油态势,表明聚合物驱提高采收率技术在渤海稠油油田具有良好的应用前景。     

三元复合驱提高原油采收率的三维物理模拟研究

建立了三元复合驱纵向非均质油藏物理模型。在该模型上布置了压差传感器和饱和度测量探针,测量了三元复合驱的开采效果、压力场和饱和度场变化,研究了三元复合驱提高波及效率与驱油效率的宏观渗流机理。对于纵向非均质油藏,三元复合剂在油藏内的吸附、滞留、乳化等作用下使阻力增大、压力上升及流动转向。在平面上,三元复合剂从主流线流向两侧非主流线的剩余油区,驱替出剩余油,提高了平面上的宏观波及范围;在纵向上,三元复合剂从高渗透层内流向中低渗透层,提高了纵向波及范围。在三元复合剂的协同作用下,不仅驱替出高渗透层及主流线上的残余油,而且驱替出中低渗透层、非主流线上的剩余油。因此,三元复合驱可以提高波及效率和驱油效率,从而大幅度提高了原油采收率。     

纵向非均质油藏聚合物变阻力渗流规律实验研究

聚合物驱在多个矿场试验中取得了良好的应用效果,但在聚合物驱过程中常常出现吸液剖面返转现象,而传统的交替注入聚合物溶液来控制吸液剖面返转的理论对笼统开发纵向非均质油藏并不适用。从计算油水两相流的阻力出发,研究了聚合物驱过程中发生吸液剖面返转的机理与判别方法,探讨了交替注入聚合物溶液在笼统开发过程中提高采收率的机理,确定了聚合物驱适用的渗透率级差界限。结果表明,在纵向非均质油藏中,各层的流度极值点对应的注入量为聚合物驱吸液剖面返转发生点;在笼统开发纵向非均质油藏的情况下,交替注入聚合物溶液没有明显提高低渗层吸液量,而是通过聚并油墙作用来提高采收率;当纵向非均质油藏储集层渗透率级差大于4时,单一聚合物驱已不能达到最佳的开发效果,需要调整吸水剖面后再进行聚合物驱以提高原油采出程度。     

多层长岩心水驱油实验数值模拟研究

多层长岩心水驱油实验,主要用于解决纵向非均质油藏普遍存在的层间矛盾突出、水驱效率低、低渗储层难以动用等问题而开展的.文中在完成了多层长岩心水驱油实验的基础上对实验结果分别进行了考虑启动压力梯度和不考虑启动压力梯度的拟合,结果表明,考虑启动压力梯度的拟合结果更好.选择其中拟合效果较好的模型给出的网格压力、饱和度数据进行了水驱油渗流场变化研究,研究结果表明:高中低渗层的压力、含油饱和度分布随注入速度的提高分别有所提高和降低,且同时表现出高渗层变化不明显;不同工作制度下低渗层压力变化很大,即提高驱替速度时低渗层的压力在高渗层开时会下降,反之提高驱替速度关闭高渗层会大幅增加低渗层的压力.