底水稠油油藏双水平井泡沫压脊技术及参数优化

在水平井开采底水稠油油藏过程中,底水一旦脊进突破,导致含水率迅速上升,产油量很快下降,堵水作业困难。在生产水平井下方布置1口泡沫压脊水平井,可以减缓底水脊进,控制含水率上升速度,改善开发效果。利用数值模拟方法,研究了压脊水平井注泡沫( 氮气和发泡剂溶液) 、生产水平井采油的底水稠油油藏开采技术。结果表明,优化后双水平井泡沫压脊开发效果明显好于双水平井氮气压脊、单一水平井泡沫压脊和单一水平井无措施 3种开发方式。结合室内实验分析、数值模拟结果以及现场施工条件对压脊水平井参数进行模拟优化,设计发泡剂溶液质量分数为0.5%,气液比为1∶1,压脊水平井水平段长度为300m,避水高度为2.5m,注氮气速度为1.76×104m3/d,排液量为200m3/d 时,实施双水平井泡沫压脊生产,4个周期累积增产油量达1.9×104m3,增油幅度达48.7% 。     

高温高盐底水油藏氮气泡沫压锥实验研究

底水锥进是制约底水油藏有效开发的关键。结合泡沫体系性质分析与物理模拟实验,研究了氮气泡沫在高温高盐底水油藏中压锥增油的潜力。泡沫体系性质分析结果表明,椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱(CHSB)抗温耐盐且对轻质原油敏感,其形成的泡沫可实现对底水水窜通道的选择性封堵。物理模拟实验结果表明,在水锥顶部注入氮气泡沫,能够有效地压锥控水,扩大底水波及效率,并驱替顶部油层剩余油。但因泡沫在水锥内静置时会不断破裂,焖井时间不易过长。同时,开井后控液生产,可减弱底水对泡沫的冲刷,提高氮气泡沫压锥的増油降水效果。与关井压锥、氮气泡沫+氮气复合压锥相比,氮气泡沫压锥可分别提高采收率16.45%和8%左右。     

冻胶泡沫在火烧山裂缝性油藏油井堵水中的应用

冻胶泡沫是由水、气、起泡剂(表面活性剂)、稳泡剂(聚合物)和交联剂组成.它是以冻胶为外相的泡沫,比以水为外相的普通泡沫稳定性好,因此冻胶泡沫堵水可延长堵水有效期.通过Ross发泡仪测定泡沫的起泡和稳泡性能,结果证实冻胶泡沫最好的起泡剂为YG240,用量为0.3%;稳泡剂为HPAM,用量为0.2%～0.4%;交联剂为0.09%重铬酸钠 0.16%亚硫酸钠;气体为氮气.在对冻胶泡沫成冻时间、堵水率等性能室内评价的基础上,在火烧山裂缝性油藏H1304井进行了堵水试验,堵水合理工艺包括高效洗油剂清洗大裂缝、注冻胶起泡液、注过顶替液、注氮气、注水、关井侯凝等环节.该井现场试验取得了很好的堵水效果,含水率下降20%～50%,月增油91～273t.     

胜坨油田二区沙二段3 砂组高温高盐油藏低张力氮气泡沫驱单井试验

针对高温高盐油藏的特点,采用分子模拟和室内实验等手段,研制了低张力氮气泡沫体系。室内评价结果表明,当温度为80℃时,不同质量分数的氮气泡沫体系在吸附前后发泡体积均保持在200 mL左右,半衰期大于5 000s,表明其具有良好的起泡性能和泡沫稳定性能。为了验证该体系在高温高盐油藏中的起泡性能、泡沫稳定性能及对高渗透条带的封堵性能,优选合理的注入方式和气液比,于2011年8月30日在胜坨油田二区沙二段3砂组高温高盐油藏开展了为期1个月的低张力氮气泡沫驱单井试验,30 d累积注入泡沫剂溶液2 087 m3,3口受效油井平均综合含水率由试验前的98.5%降至试验结束后的97.8%,平均单井产液量保持稳定,产油量由6.3 t/d上升到9.2 t/d。油水井动态变化及吸水剖面变化结果表明:低张力氮气泡沫体系在高温高盐油藏条件下能够形成稳定的泡沫,且封堵高渗透条带性能好;气液混合注入渗流阻力大,封堵效果好;试验条件下最佳气液比为1∶1。     

新型氮气泡沫压裂液体系研究及其在煤层气储层中的应用

针对沁水盆地某煤层气区块前期使用活性水压裂液体系压裂施工效果不理想等问题,通过室内实验研制了一种适合煤层气储层的新型氮气泡沫压裂液体系,具体配方为0.2%起泡剂SK-1+0.3%起泡剂SK-2+0.2%稳泡剂WP-11+2.0%防膨剂KCl+N₂。室内对该压裂液体系的综合性能进行了评价,结果表明：该压裂液体系在地层压力条件下能保持较长的泡沫半衰期,具有良好的起泡能力和泡沫稳定性;体系在40℃下剪切120 min后黏度仍能保持在90 mPa·s以上,具有良好的流变性能;此外,与常规氮气泡沫压裂液、活性水压裂液和胍胶压裂液体系相比,新型氮气泡沫压裂液体系具有更好的携砂能力、较低的滤失量以及较低的煤岩心渗透率损害率,能够适应煤层气储层压裂施工的需要。现场试验结果表明,与同区块内前期使用活性水压裂液的2口煤层气井相比,使用新型氮气泡沫压裂液体系施工的3口煤层气井见气时间明显缩短,日产气量明显提高,说明研制的新型氮气泡沫压裂液体系取得了较好的压裂施工效果。     

常规稠油底水油藏氮气泡沫控制水锥技术研究

通过室内实验优选出发泡能力最佳的发泡剂,并对其浓度进行了优选实验,研究了岩心渗透率、岩心含油饱和度及气液比对泡沫阻力因子的影响。利用数值模拟方法,研究了用氮气泡沫控制底水锥进技术。在水锥锥进的生产井中,用高压注入氮气和发泡剂溶液,然后关井焖井一段时间后再开井生产,进行多轮次的氮气泡沫吞吐。利用数值模拟方法,对常规稠油底水油藏氮气泡沫控制水锥技术的开发方式、焖井时间、日排液量、注入方式以及转注时机进行了优化。     

高温高盐底水油藏强化泡沫体系试验研究

我国底水油藏储量丰富,底水油藏的开发面临底水脊进的问题.泡沫具有视黏度高和选择性封堵能力,能够在底水油藏开发过程中起到压脊作用.为了得到压脊效果较好的强化泡沫,首先通过室内试验评价泡沫综合指数,筛选出了较好的起泡剂SA、DR和AM;然后进行了起泡剂的复配试验,筛选出4种泡沫综合指数较高的普通泡沫体系;为增强普通泡沫体系在高温高盐条件下的稳定性,加入聚合物稳泡剂,得到了强化泡沫体系.在模拟实际油藏条件下,对强化泡沫体系进行了7,14,21和28 d的老化试验,筛选出热盐稳定性较好、可用于现场的0.15%AM+0.05%DR+0.20%WP4强化泡沫体系.平板试验结果表明,强化泡沫体系的压脊效果比普通泡沫体系好,采收率提高明显.      

氮气泡沫吞吐的控水增油机理

对于存在边水的复杂断块油藏,无法实现远距离的泡沫堵水调剖,而泡沫吞吐刚好解决了这一问题。为了明确吞吐井的泡沫控水增油作用机理,在评价泡沫体系的性能、动态吸附性能及封堵性能的基础上,通过物理模拟实验对比氮气体系、起泡剂+稳泡剂体系及氮气泡沫吞吐的实施效果,分析氮气、起泡剂及稳泡剂各自在氮气泡沫吞吐中所发挥的作用,明确氮气泡沫吞吐控水增油机理。研究结果表明:所选的氮气泡沫体系与目标地层适应性良好,在矿化度4176 mg/L、温度85℃下与原油的界面张力为1.097 mN/m,泡沫综合指数为14750 mL·min,阻力因子在地层渗透率500×10-3数1500×10-3μm2情况下为26数103。氮气泡沫吞吐的作用机理如下:氮气的保压增能作用贯穿始终,并且占主导地位;起泡剂+稳泡剂能控制氮气的气窜,与氮气形成泡沫扩大波及体积;泡沫的形成发挥了独有的选择性封堵作用,良好的控抑了边水。     

江汉油田高盐油藏低界面张力泡沫驱提高采收率研究

为提高江汉油田高盐中低渗油藏注水开发后期的原油采收率,用起泡剂和稳泡剂配制了泡沫体系,通过考察起泡剂类型、浓度及稳泡剂浓度对泡沫体系发泡体积和半衰期的影响优选了泡沫体系配方,研究了泡沫体系的耐油性、耐盐性及耐老化性,对泡沫驱注入参数进行了优化,通过对并联岩心的驱油实验考察了泡沫体系的封堵能力。研究结果表明,起泡剂和稳泡剂质量分数均为0.4%时,泡沫体系的发泡能力良好,发泡体积为110 mL,半衰期为427 min,泡沫体系与原油的界面张力较低(10~(-2)mN/m数量级);泡沫体系耐油性较好,在含油量为30%时的半衰期为40 min;耐盐性良好,在矿化度为300 g/L或钙镁离子为5 g/L时的半衰期大于350 min;耐老化性良好,在70℃下老化100 d的发泡体积和半衰期变化较小;低界面起泡剂氮气驱最佳注入参数为:气液比1.5∶1、注入段塞0.4 PV、注入速度1.2 mL/min,在此条件下泡沫体系可提高单管岩心采收率7.51%、并联岩心采收率10.04%,对王场油田高盐非均质油层具有良好的调驱效果。     

基于Box-Behnken Design 法的底水油藏氮气泡沫驱影响因素分析

为了定量和定性地研究底水油藏氮气泡沫驱过程中地层韵律性、起泡剂质量分数和气液比等因素对驱油效果的影响,利用CMG数值模拟软件建立底水油藏模型,根据响应曲面法的Box-Behnken Design(BBD)中心组合设计原理和单因素分析法,分别设计氮气泡沫驱实验方案并对实验结果进行分析,确定了各因素与采收率增值之间的数学回归模型,明确了各因素对氮气泡沫驱效果的影响顺序以及影响规律,并对其进行优选。研究结果表明,数学回归模型对实验数据拟合效果好,各因素对采收率增值的影响显著性由大到小依次为地层韵律性、起泡剂质量分数、气液比。在正韵律地层、起泡剂质量分数为6%、气液比为1:2~1:1的实验条件下,采收率增值较大。从定量和定性2个方面研究底水油藏氮气泡沫驱影响因素,能够更直观地得到各因素对采收率增值的影响规律。     

三相泡沫堵水试验在草109单元的应用

针对草109单元边部油井多轮次调剖效果差的问题,通过室内实验对三相泡沫体系固相颗粒的粒径、浓度、起泡剂浓度和气液比等参数进行了优化,在草109单元进行了应用,并对现场效果进行了分析。试验表明,三相泡沫体系配方为:10%黏土+0.6%~1%起泡剂+氮气,黏土粒径为400目,气液比为1∶1~2∶1。三相泡沫堵水后,C109-P18含水由措施前的99%下降至80%,周期累计增油3557 t;C109-P1含水由措施前的94%下降至83%,累计增油1826 t。两口受效井产出投入达到8.37,有效地改善了边水稠油油藏边部中高含水期油井的开发效果,可将该技术推广应用至其他同类稠油油藏。     

注氮气泡沫控制水窜技术在油田高含水期的应用

基于大庆萨北油田高含水期油藏控制水窜的需要,研制了氮气泡沫驱替液。三管非均质岩心驱油实验结果表明,与聚合物驱相比,注氮气泡沫可以显著降低驱替前后高渗透岩心的出液比率和出水比率,氮气泡沫比聚合物能更有效地封堵高渗透带。现场应用结果表明,氮气泡沫驱替液能有效地抑制注入水沿高渗透部位的突进,提高驱油效率,使得整个试验井组产出液平均含水率由93.9%下降到90.2%,在产液量降低41 t/d 油量增加16.4 t/d,半年内累计增油3.486 t,增产和综合效益显著,该项技术适合大庆萨北油田高含水期进一步提高采收率,具有较好的应用前景。     

塔河油田AT2井区层状边水油藏氮气泡沫驱可行性研究

边底水油藏开发过程中由于边底水侵入导致垂向矛盾与平面矛盾。氮气泡沫驱因具有气源广泛、价廉经济等优点,是目前泡沫驱中矿场应用最普遍的一种。将氮气泡沫注入底水锥进的油井可发挥明显的压锥效应。塔河油田AT2井区注入水波及体积小,水驱效率低,为改善塔河油田AT2井区三叠系上油组开发效果,利用油藏数值模拟技术开展了氮气泡沫驱可行性研究。     

提高底水油藏采收率的综合处理技术

通过底水油藏模型试验,研究了在注水井进行弱凝胺调驱、在生产井注入堵剂隔板,以及在注水井进行弱凝胶调驱的同时在生产井注入堵剂隔板的综合处理对采收率的影响。进行弱凝胶调驱、采取堵剂隔板及综合处理时提高采收率分别约为20％,25％和30％。试验结果表明,综合处理技术抑制底水锥进提高采收率的效果好于任何一种措施单独作用的效果,是一种抑制底水水侵的有效措施,在底水油藏提高采收率中将会有广泛的应用前景。     

Experiments on Blocking Ability of Nitrogen Foam and Its Application in Anti-Water-Coning

Abstract

Foams have been used successfully in oilfields as a diverting agent to decrease mobility of the gas phase and to control channeling of the water phase in heterogeneous porous media. A series of experiments and numerical simulations focused on foam blocking ability and anti-water-coning technology. The experiments were carried out to measure foaming ability in order to optimize foaming agents. This article discusses the results from several experiments in which factors such as foaming agent concentration, permeability, oil saturation, and gas–liquid ratio were varied systematically to evaluate foam blocking ability. The mechanics of nitrogen foam anti-water-coning are analyzed according to the results of experiments. In order to quantitatively evaluate the production performance by nitrogen foam anti-water-coning, a numerical simulation method was employed to determine the optimal nitrogen injection time, shutting-in time, daily fluid production, nitrogen foam injection method, and nitrogen foam injection occasion. The results of numerical simulations show that nitrogen foam can effectively repress water-coning and allow incremental oil production in a bottom water reservoir.     

考虑启动压力梯度的低渗压敏底水油藏产能及水锥预测方法研究

控制底水锥进和确定油井合理产能是底水油藏开发面临的核心问题,前人预测产能时未考虑启动压力梯度、压力敏感效应等因素的影响,导致油井产能、见水时间的预测结果与实际情况相差较大,不利于油井的高效开发。基于流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了一种低渗透底水油藏考虑启动压力梯度、压力敏感效应等因素的油井水锥及产能预测方法。矿场试验表明,该方法预测结果更接近于油井实际情况,可以用来预测低渗透底水油藏油井初期产能、确定合理生产压差和预测底水突破时间,对于低渗透底水油藏开发方案的设计具有重要指导意义。     

氮气泡沫驱油用起泡剂的筛选与评价

针对靖安油田地层条件,对起泡剂的起泡能力和稳定性等进行分析。筛选出界面张力达到10^-1mN／m的低界面张力泡沫体系。性能评价表明,该体系具有较好的起泡性、稳泡性和较强的耐温抗盐性。运用单管驱油实验对泡沫体系阻力因子进行了评价．确定最佳气液比为2：1：双管驱油实验表明,泡沫可以实现对高低渗填砂管的均匀分流．水驱后再注入此泡沫体系．综合采收率可以提高10．94％。     

关井压锥控制底水锥进效果分析

底水锥进是底水油藏在开发过程中遇到的主要问题,关井压锥是现场普遍采用的抑制底水锥进的方法之一。为了指导关井压锥措施在现场的应用,以获得更高的经济效益,采用机理分析、理论计算和数值模拟等方法,对影响关井压锥措施效果的因素及其有效性进行了分析评价。定义了一个评价关井压锥措施效果的无因次参数——增产系数,该系数与数值模拟结果相结合评价关井压锥效果更准确。研究结果表明:关井压锥措施起到了增油效果,压锥效果与关井时间长短及关井时的含水率有关,关井时间越长、关井时的含水率越高,增油量越低,但增加的油量比关井阶段损失的油量小,即油井总体上表现为累计产油量降低。关井压锥在渤海底水油藏的现场应用效果分析,进一步验证了理论和数值模拟研究的结果。因此,建议在开发底水油藏时慎用关井压锥措施来解决底水锥进带来的不利影响。