低渗透油田建立有效驱替压力系统研究

启动压力规律和渗流理论研究表明，只有当驱替压力梯度完全克服油层启动压力梯度时，注采关系才能建立，因此克服低渗透油层启动压力梯度的最小驱替压力梯度所对应的注采井距，即是注水井和生产井之间能够建立有效驱替的最大注采井距。根据低渗透油田油气渗流理论推导出不等产量的注水井和生产井之间驱替压力梯度的分布表达式，可以反映出注水井与生产井之间的压力分布情况。模拟计算表明，若将该成果应用于低渗透注水开发油田将会明显改善开发效果。     

稠油油藏火驱驱油特征研究

为了探索稠油油藏火驱驱油机理及驱油特征,通过物理模拟实验方法和数值模拟方法,结合现场生产井生产动态数据,研究了不同阶段的火驱含油量分布,并给出了火驱开发过程中各阶段生产特征。研究表明,已燃烧区的残余油饱和度几乎为零,此阶段火驱为活塞式驱油。未燃区平均含油饱和度随着火线推进而升高,且未燃区存在高含油饱和度面,跃变点推进到生产井时火驱驱油见效,未燃区为非活塞式驱油方式。     

杜66块火驱典型产出流体变化特征

为了深入研究火驱过程中流体监测判识地下原油燃烧状态,建立火驱气体分析方法,同时筛选出反映原油组成变化特征的分析方法,总结了原油高温氧化的油、气参数特征,并对辽河油田杜66块火驱先导试验区4个井组中的21口生产井产出流体进行了5 a的跟踪监测。结合现场火驱开发现状及油藏特征,综合运用油、气分析手段,总结出火驱开发过程中火线持续推进的典型流体特征:火线向生产井持续推进过程中,不考虑现场吞吐引效的影响,原油高温氧化的气体参数和原油组成变化在不同时期内具有连续性;受火驱驱替作用影响,改质原油到达生产井前期原油中轻质组分含量较高;火驱中后期,生产井采出尾气中可检测到一氧化碳,且随着火线运移,浓度逐渐升高,一氧化碳浓度变化可作为火驱动态判别参数。流体监测方法能有效了解火驱的燃烧状态和动态,全面认识火驱开发过程中流体变化特征,从而深入认识火驱开发相关机理,为日后开展类似工作奠定基础。     

火驱油墙技术界限判定及运移特征

针对火驱地下油墙形成及运动规律不清的问题，利用自主研制的火驱物理模型，开展了杜66块K039井天然岩心物理模拟实验，对比分析了含油饱和度与温度的关系，提出了油墙技术界限的判定方法。结果表明：油墙技术界限的上、下限分别为实验压力下的饱和蒸汽温度值和实验用油的拐点温度；火线形成后，原油在高温作用下聚集形成高饱和度油墙；随着火线推进，油墙范围不断增大，模型内压力不断上升，当油墙接近生产井时油墙范围达到最大，模型内压力达到峰值，生产井进入稳产阶段；随着原油不断采出，模型压力下降，油墙范围逐渐减小直至消失，火线到达生产井。将室内油墙运移特征应用于杜66块观察井，分析表明，试验井组油墙已形成，且前锋已到达生产井，处于热效驱油稳产阶段。该研究明确了火驱过程中油墙的运移规律及增油机理，通过对油墙的动态跟踪判识，可判断出现场油墙的相对位置及生产阶段，对稠油火驱开发现场的综合调控提供了技术支持。     

海上稠油油藏多元热流体吞吐后转火驱开发研究

针对NB35-2油田多元热流体吞吐部分井日产油量降低、回采水率及回采气率升高、井底流压较低的现象,从生产井生产特征出发,将低效井作为转火驱开发研究对象,分析低效原因。利用油藏数值模拟方法,建立考虑多组分转化关系的火驱数模模型,充分利用现有井网条件,以提高火驱单井产能及累产油量为出发点,优选适合海上稠油火驱的井网类型及驱替模式,论证大井距火驱开发的可行性,并对注采参数进行优化。结果表明,3口不同类型低效井转驱后累增油13.1×10⁴m³,且边部储量得到有效动用,边部转驱单井累产油达到12.4×10⁴m³,开发具有一定经济性,满足海上稠油热采少井高产开发要求。研究结果可对海上稠油油藏开发方式转换提供借鉴意义。     

新疆火烧山油田化学驱油配方研究

随着火烧山油田注水开发的深入,生产井含水率逐步上升,拟采用化学驱油方法减缓含水上升趋势。针对火烧山油田的条件,评价了所选驱油剂的驱油性能,利用物理模拟驱油实验测定了不同化学驱油剂配方的采收率增值,并绘制采收率增值等值图,确定了化学驱油方式,得到了2个能够较大幅度提高采收率的化学驱油剂配方。在此基础上,通过改变配方成分比例,对配方进行进一步优化,为火烧山油田降低生产井含水率、稳定生产提供了充足的技术储备。     

复杂断块油藏注水体积波及系数与驱替程度变化规律研究

对于注水开发油田而言,体积波及系数和驱替程度是重要的评价参数。以渤海湾盆地黄骅坳陷港东一区一断块明三油组和枣南孔一段枣1281断块为研究对象,采用油藏数值模拟研究、油藏工程计算和注采井网分析等方法,定量分析了研究区块注水体积波及系数与驱油效率及其在开发过程中的变化规律。指出在油田开发初期注水体积波及系数增长迅速,在开发后期增长缓慢,到高含水阶段后,宏观注水波及系数提高幅度不大,但水洗强度增加,使强水洗段厚度比例和驱油效率增大。认为需通过提高波及范围内的整体驱替程度来提高水驱采收率。该项研究对老油田开发后期调整具有一定的参考作用。     

稠油油藏火驱注采井化学调控技术

火驱开采技术是稠油油藏蒸汽吞吐、蒸汽驱后实现稳产的有效接替生产方式,随着开发进程的不断加快,火驱开发过程中各种矛盾日益凸显,主要存在火驱注气井吸气不均、火线推进速度不一致、生产井气窜等问题。针对火驱试验中存在的问题,进行了火驱注采井化学调控技术研究,研制了火驱注气井高温调剖剂配方体系和火驱生产井高温封窜剂配方体系,形成了火驱注采井调控配套工艺技术。现场应用表明,该技术可以有效改善储层非均质性,封堵气窜通道,扩大火线波及体积,提高油层动用程度,实现火烧前缘在纵向上、平面上均匀推进,从而提高火驱整体开发效果。     

致密油多场重构驱渗结合提高采收率技术

建立渗流-地质力学耦合的嵌入式裂缝流动模型,进行致密油多场耦合模拟,揭示致密油长期注水后压力场、渗流场和应力场的变化规律,在此基础上提出了致密油多场重构驱渗结合提高采收率技术。研究表明：致密油长期注水开发后,压力扩散范围小,难以建立有效驱替系统,地应力的变化幅度呈现差异性,水平最小主应力变化幅度大于水平最大主应力,注水井地应力变化幅度大于生产井,注水井周围地应力转向幅度较大。多场重构驱渗结合提高采收率技术通过注水井转采和大规模压裂技术,重构人工体积缝网系统;通过压前补能、压中增能、焖井蓄能、驱渗结合的全生命周期能量补充方法,有效解决了大规模压裂后注入介质易窜流、能量难补充的问题;通过多井联动强化渗吸效应,重构复杂缝网下驱替与渗吸结合体系,由避缝向利用裂缝转变,提高微观波及效率和驱油效率。鄂尔多斯盆地华庆油田元284区块现场应用实践表明,该技术提高采收率12个百分点,可实现致密油规模效益开发。     

水驱油藏均衡驱替开发效果论证

注水开发是目前油田最主要的开发方式之一,受地层、流体、井网等条件的影响,注入水在地下驱替不均衡。油田进入高、特高含水开发阶段,剩余油分布越来越复杂,传统的开发调整措施面临较大的困难。生产实践表明,注入水在地下驱替的均衡程度与油藏开发效果密切相关,为此提出均衡驱替的概念用以指导油田开发调整方案设计,但目前主要是基于经验的定性认识,缺少定量的、理论上的论证。因此,基于油藏工程和渗流力学理论,首先推导注水开发过程中各注采方向累积注水量与累积产油量的关系式,来描述各注采方向的驱替动态;然后推导各注采方向的驱替动态和油田开发净现值的关系式,并对其进行分析;最后推导均衡驱替注采井距及注采压差优化设计公式。     

注蒸汽后油藏火驱见效初期生产特征

克拉玛依油田红浅1 井区将火驱作为稠油油藏注蒸汽(蒸汽吞吐、蒸汽驱)后的一种接替开发方式,进一步提高原油采收率。通过油藏数值模拟、物理模拟等方法,研究了该种方式下次生水体对火驱进程的影响,并给出了火驱开发过程中一线生产井的5 个生产阶段及各阶段生产特征。结合矿场试验实际生产动态,分析了生产井见效初期的3 种产状及不同产状的形成机理。这对分析类似油藏的火驱动态具有重要意义。     

火驱储层区带特征实验研究

利用一维和三维火烧油层驱油物理模拟实验装置,研究了稠油油藏直井井网火驱过程中各个地层区带的宏观热力学特征以及压力场、温度场、饱和度场分布规律。研究表明,从注气井到生产井可依次将地层划分为已燃区、火墙（燃烧带）、结焦带、油墙、剩余油区5个具有明显热力学特征的区带。结焦带为火驱过程提供固态燃料,高含油饱和度油墙是地层中压力梯度最大的区带,是注气压力的集中消耗带。保持一个稳定的油墙是确保火驱前沿持续推进、实现稳产和提高采收率的必要条件。     

油砂SAGD开发后期转火驱数值模拟

当蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发进入平台期末时,日产油量降低,汽油比急剧升高,在蒸汽腔发育的楔形区域存在大量剩余油,造成热量的损失,并降低了开发的经济性。文中提出了SAGD开发后期转火驱的接替方式,基于加拿大某油砂区块储层、流体特征建立数值模拟机理模型,将蒸汽腔波及至油层顶部边缘位置时作为转火驱的开发时机,利用在SAGD井两侧添加的垂直注气井排与原水平生产井分别作为火驱开发的注、采井,对转驱开发进行油藏数值模拟研究。结果表明:转驱开发分为4个阶段,即气驱次生水期、火驱见效期、火驱稳产期以及产量递减期;转驱采出程度达到20.9%,平均空气油比仅为788 m~3/m~3,最终采收率达到82.1%。该研究对于油砂高效开发具有积极的推动作用。     

低渗透/致密油藏驱替-渗吸数学模型及其应用

在亲水性低渗透/致密油藏注水开发过程中存在驱替和渗吸双重作用开发机理。为定量表征驱替和渗吸作用在低渗透/致密油藏注水开发中的贡献,明确影响低渗透/致密油藏注水开发过程关键因素,基于毛细管束模型,开展驱替和渗吸双重作用下驱油过程力学机制分析,明确驱替压力梯度、孔喉大小、润湿性、油水黏度、界面张力等因素对驱油速度的影响;基于孔喉分形分布特征,考虑束缚水和残余油赋存特征,构建岩心尺度驱替-渗吸数学模型,给出不同驱替压力梯度下岩心尺度驱油流量和采收程度随时间变化关系;构建驱替压力梯度-渗透率双对数图版,将低渗透/致密油藏注水开发分为驱替为主、渗吸为主和驱替-渗吸共同作用3类不同注水开发机理。驱替压力梯度-渗透率双对数图版可以判定低渗透/致密油藏任一点处注水开发机理类型,定量表征驱替与渗吸对注水开发驱油速率的贡献,为低渗透/致密油藏注水开发方案设计与调整提供一定依据。     

中深层稠油油藏火驱提高采收率技术

火烧油层(火驱,In-situ Combustion)是一种有效的提高采收率技术,具有驱油效率高、采收率高、热效率高、适用范围广等特点.火驱技术利用原油中重质组分为燃料,空气或富氧气体为助燃剂,采取人工点火等方法点燃油层并持续燃烧,加热油层温度至600-700℃,重质组分高温裂解,轻质组分被驱替到生产井,火驱采收率可达...     

稀油火驱室内实验原油性质变化规律

为了认识稀油火驱过程中原油微观性质的变化规律,利用室内一维物理模拟装置开展了稀油的火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油开展了族组分、官能团、轻烃、饱和烃等方面的研究.研究表明:稀油火驱高温氧化后品质变好,含氧的羰基官能团特征明显、烷基侧链变短、碳链支化程度变高;轻烃、饱和烃受高温氧化作用影响较大,轻烃化合物中环烷烃与正构...     

低渗透/致密油藏驱替-渗吸数学模型及其应用

在亲水性低渗透/致密油藏注水开发过程中存在驱替和渗吸双重作用开发机理。为定量表征驱替和渗吸作用在低渗透/致密油藏注水开发中的贡献，明确影响低渗透/致密油藏注水开发过程关键因素，基于毛细管束模型，开展驱替和渗吸双重作用下驱油过程力学机制分析，明确驱替压力梯度、孔喉大小、润湿性、油水黏度、界面张力等因素对驱油速度的影响；基于孔喉分形分布特征，考虑束缚水和残余油赋存特征，构建岩心尺度驱替-渗吸数学模型，给出不同驱替压力梯度下岩心尺度驱油流量和采收程度随时间变化关系；构建驱替压力梯度-渗透率双对数图版，将低渗透/致密油藏注水开发分为驱替为主、渗吸为主和驱替-渗吸共同作用3类不同注水开发机理。驱替压力梯度-渗透率双对数图版可以判定低渗透/致密油藏任一点处注水开发机理类型，定量表征驱替与渗吸对注水开发驱油速率的贡献，为低渗透/致密油藏注水开发方案设计与调整提供一定依据。     

稠油火驱历年大修井效果及认识

杜66火驱开发自2005年开展先导试验以来,年产油每年增加2万吨,由转驱前13万吨上升到目前的25万吨,基本上实现常规火驱技术的完善配套。但在火驱开发过程中,受气体腐蚀影响,导致火驱区域套坏井持续增加,注采井网不完善。近年来,通过实施大修完善注采井网,有力保障了火驱开发效果持续改善,取得了较好的效果。     

淡水驱替过程中的岩石电阻率实验研究

在注水开发油区和地层水多变的油区，电性参数解释非常困难，从岩石物理的角度进行了模拟油田水淹过程的实验室驱替测量，得出增饱和油及淡水水淹的减饱和油两个过程中岩心的电性参数变化规律，为地层含油性评价提供了重要基础。     

原油黏度对火驱开采效果的影响实验

火驱是一种高效、环保、低成本的稠油开采技术，具有良好的应用前景。原油黏度对火驱采油效果的影响仍缺乏规律性认识，需要进一步研究。利用新疆、河南和辽河油田的3种稠油研究了原油黏度对火线推进、燃烧前缘的稳定性和火驱开采效果的影响。结果表明：黏度大的原油在火驱过程中产出的CO_x浓度高，燃料消耗量大，驱替压差高，火线推进速度小，采油井的见效时间晚，油墙的有效厚度小，最终采收率低；依据不同黏度原油火驱过程中的累计产油量、产出气体浓度和驱替压差的变化规律，可将火驱开采过程划分为点火、可动油流动、油墙形成、快速产油和火驱结束5个阶段。研究成果可为火驱技术在不同原油黏度油藏中的现场应用提供重要的参考依据。