稠油油藏热力泡沫复合驱数值模拟研究

以河南油田某区块为例,研究了蒸汽吞吐开发后储层地质特征,并进行了蒸汽吞吐转热力泡沫复合驱方案优化设计。研究发现,蒸汽吞吐结束后储层中仍有大量的剩余油,主要集中在油藏下部储层和距离井点较远的区域;蒸汽吞吐后,储层平均压力大幅降低,有利于蒸汽吞吐转蒸汽驱、蒸汽氮气泡沫驱接替技术的开展;油藏上部储层温度大幅升高并在井间形成有效热连通通道,利于热力泡沫复合驱过程中泡沫流体封堵上部储层,改善吸汽剖面。对该区块进行方案优化设计,蒸汽吞吐转热力泡沫复合驱最佳气液比为2∶1,最佳注入量为0.1 PV,最佳注入方式为段塞式注入,同时发泡方式宜采取地上发泡-伴随注入。     

热力泡沫改善稠油油藏蒸汽驱开发效果

稠油油藏蒸汽驱开发过程中存在蒸汽窜流及蒸汽超覆等现象,大幅降低了蒸汽的利用率,影响了蒸汽驱开发效果。利用二维可视化物理模拟装置,分析稠油油藏注蒸汽开发过程中的汽窜现象、泡沫封堵性能与改善微观波及体积的效果。研究表明：稠油油藏注蒸汽过程中,注采井间容易形成窜流通道;蒸汽在油层中产生明显的黏性指进现象,降低有效波及系数,窜流通道两侧滞留大量的剩余油;注入的泡沫流体进入并存在于窜流通道内,由于叠加的贾敏效应对窜流通道具有较好的封堵作用,使注入蒸汽及冷凝水进入含油饱和度较高的未波及区域,进一步驱替油藏内的剩余油。蒸汽驱开发的最终采收率为48.48%,热力泡沫辅助蒸汽驱的最终采收率可达到59.95%,最终采收率明显提高。该研究为稠油油藏蒸汽驱开发提供了借鉴。     

渤海稠油油藏N2泡沫复合驱室内评价

针对注水开发海上稠油油藏存在油井含水上升快,油井原油产量下降快,采出程度低等问题,研究了采用N_2泡沫复合驱提高采收率技术的可行性。通过室内试验优选出复合泡沫剂配方,即2 000 mg/L XM-3C+1 800 mg/L HAPAM;考察了N_2泡沫注入量和气液比对原油采收率的影响。驱油试验结果表明,采收率随着N_2泡沫注入量的增加而增大,当注入量增加到0.4 PV时,采收率的增幅趋于平缓;采收率随气液比的增加而先增大后减小,当气液体积比为3∶1时,采收率达到最大值37.12%。     

热力泡沫复合驱物理模拟和精细数字化模拟

根据稠油热采三维物理模拟相似准则,得到胜利孤岛油田特稠油油藏蒸汽驱及后续转热力泡沫复合驱三维物理模拟的实验参数并进行相关实验,基于实验结果,对蒸汽驱及后续热力泡沫复合驱进行三维精细数值模拟研究。结果表明,蒸汽驱后转热力泡沫复合驱可有效抑制蒸汽窜流、改善蒸汽波及状况进而提高稠油采收率。利用三维精细数值模拟技术优化设计的热力泡沫复合驱工艺参数为:最佳方式为泡沫段塞注入,最优蒸汽注入速度为25 mL/min,氮气注入速度为1000mL/min(标准状况),泡沫段塞注入时间为1.0min,段塞间隔时间10～20min;利用相似准则对优化结果进行反演计算,可得到现场最优注采参数,该条件下特稠油油藏采收率可达到42.15%,较单纯蒸汽驱最终采收率(29.64%)提高12.50%。     

深层稠油油藏降黏泡沫驱驱油特征及机理研究

降黏泡沫驱结合了降黏剂乳化降黏和泡沫选择性封堵的优势,可进一步提高开发后期深层稠油油藏的采收率。通过室内实验,根据降黏泡沫剂的降黏效果、起泡性能、泡沫稳定性,优选出合适的降黏泡沫剂浓度;通过单岩心驱替实验对比不同驱替方式下降黏泡沫驱驱油特征以及开采效果,通过并联岩心实验研究不同渗透率级差下降黏泡沫的分流能力,明确降黏泡沫驱提高采收率机理。结果表明：降黏泡沫驱过程中,降黏剂可以促进稠油乳化降黏,泡沫可以有效封堵大孔喉,同时抑制氮气窜流。二者结合有效提高波及系数和洗油效率,提高驱替压差,降低含水率。降黏泡沫驱可以在降黏泡沫剂驱的基础上进一步提高13%的采收率。非均质条件下,降黏泡沫驱可以有效降低高渗透岩心窜流,迫使流体转向进入低渗透岩心发挥乳化降黏作用,扩大波及范围的同时提高了洗油效率。降黏泡沫驱技术能显著提高深层低渗透稠油油藏的采收率,其优化了油流分布,增强乳化与减少稠油黏度,为深层稠油高效开发提供了有效策略。     

渤海稠油油藏组合调驱增油效果及作用机理

渤海地区稠油资源十分丰富,但由于储层厚度大、非均质性严重,水驱开发效果较差,亟待采取大幅度提高 采收率技术措施。针对矿场实际需求,以LD5-2 油藏地质特征和流体性质为模拟对象,开展了组合调驱增油降 水实验研究和机理分析,并提出了一种可定量研究层内非均质储层吸液剖面变化规律的实验方法,实现从注入 端和采出端同时监测剖面变化规律。结果表明,组合调驱可以产生协同效应。在注入段塞尺寸为0.3 PV条件 下,与单一三元复合体系调驱相比,组合调驱采收率增幅提高18 百分点。“分注分采”岩心实验发现,在发生液流 转向作用前提下,高渗透层入口分流率低于出口分流率,低渗透层反之。在调剖调驱过程中合理控制注入压力 可避免低渗层受到较严重污染,有利于提高调剖调驱措施效果。     

稠油油藏蒸汽泡沫调驱物理模拟实验——以吉林油田扶北3区块为例

针对稠油油藏蒸汽驱过程中压力维持困难和汽窜导致热效率下降等问题,开展了蒸汽泡沫调驱物理模拟实验.根据吉林油田扶北3区块的地质特点,设计了非均质双管并联驱替模型,将不同调驱方式下的驱油效率和分流量进行了对比.结果表明,在蒸汽混注泡沫调驱的过程中,注入发泡剂或泡沫能在一定程度上封堵高渗透管,启动低渗透管内的剩余油,其驱油效果好于其他驱替方式;蒸汽混注高温气体调驱的驱油效果略好于蒸汽驱,仅提高采收率约1％ ～ 3％.此外,泡沫对双管模型进行了有效的调整分流,使高渗透管和低渗透管的产液量趋于均匀,表明泡沫驱符合非均质地层的驱替要求.综合比较认为蒸汽混注混合气泡沫调驱适用于扶北3区块,其综合驱油效率可达54.8％,比单纯蒸汽驱提高30.7％.     

海上稠油油田热水复合增效适应性初步探索

渤海油田稠油资源丰富,黏度低于350 mPa·s的普通稠油油藏,通常采用常规水驱开发,但由于油水黏度差异明显,流度差异大,水驱过程中易产生指进现象,导致含水率上升快,严重影响开发效果;单纯的热水携带热量有限,热能利用率低,在热水的基础上复合化学剂、辅助气体,进一步提高驱油效率,扩大波及体积,有效改善水驱开发效果,因此,开展热水复合驱适应性研究,对海上稠油油田的高效开发具有重要的意义,本文通过室内实验的手段,开展热水复合驱增产机理研究,在此基础上,开展油藏参数、注采参数等适应性分析,初步提出适用热水复合驱开发的油藏参数界限,同时开展注采参数优化,为后续海上稠油油田的高效开发提供有利借鉴。     

河南稠油水驱油藏氮气泡沫调驱体系的研究及应用

河南油田稠油水驱油藏具有"浅、薄、稠"的特点,油层连通性较好,非均质性强,经过20多年的注水开发,含水上升快,为提高采收率开展了氮气泡沫调驱技术研究。通过配方实验和物模实验,研制了适合河南油田稠油水驱油藏地层条件的强化泡沫驱油体系,通过合注分采情况下对10倍和20倍级差岩心驱油实验,采出程度提高了30.2%和24.7%,证实复合泡沫调驱体系具有较好的调剖、驱油效果。研制的氮气泡沫调驱体系在古城和王集油田进行了3口井的矿场试验,见到了明显的增油降水效果。     

辽河油田稠油油藏氮气泡沫驱适应性研究

目前辽河油 田大多数普通稠油油藏都已经历了蒸汽吞吐开采个别原油粘度较低的稠油油藏.在经历了短暂的常规干抽后转入了水驱开发。由 于大多数稠油油藏非均质性较强,经过吞吐开采。其剖面及平面动用矛盾十分突出,加之压力大幅度下降、原油脱气粘度升高.使开发效果明显变差。在这种条件下,开展了氮气泡沫驱提高采收率的机理研究,研究结果认为.采用氮气泡沫驱可以改善上述油藏的开发效果。应用数 值模拟及物理模拟方法首次较为系统地对氮气泡沫驱的适应性进行了研究总结出适合氮气泡沫驱开采的油藏条件.并在此基础上筛选出辽河油田6个适合实施氮气泡沫驱的稠油区块     

辽河油田稠油油藏氮气泡沫驱适应性研究

目前辽河油 田大多数普通稠油油藏都已经历了蒸汽吞吐开采个别原油粘度较低的稠油油藏.在经历了短暂的常规干抽后转入了水驱开发。由 于大多数稠油油藏非均质性较强,经过吞吐开采。其剖面及平面动用矛盾十分突出,加之压力大幅度下降、原油脱气粘度升高.使开发效果明显变差。在这种条件下,开展了氮气泡沫驱提高采收率的机理研究,研究结果认为.采用氮气泡沫驱可以改善上述油藏的开发效果。应用数 值模拟及物理模拟方法首次较为系统地对氮气泡沫驱的适应性进行了研究总结出适合氮气泡沫驱开采的油藏条件.并在此基础上筛选出辽河油田6个适合实施氮气泡沫驱的稠油区块。     

聚合物微球油藏适应性评价方法及调驱机理研究

以大庆油田储层和流体物性为模拟对象,采用注入压力、含水率和采收率等评价指标,对聚合物微球油藏适应性评价方法及调驱机理进行研究。实验结果表明,随着水化时间的延长,微球吸水膨胀倍数(Q)增加,初期膨胀较快,之后膨胀减缓。与SMG_W相比,SMG_Y的Q增长较慢,Q较小。与聚合物相分子聚集体尺寸相比,SMG_W和SMG_Y微球状态粒径分布范围都较窄,具有更大的不可及孔隙体积。聚合物微球SMG_W和SMG_Y通过岩心时,压力达到稳定时的岩心渗透率极限值为237×10~(-3)μm~2和712×10~(-3)μm~2。聚合物微球调驱的调驱机理与聚合物驱不同,微球进入较大孔隙滞留和产生封堵作用,水进入较小孔隙发挥驱油作用。微球恒压实验的采收率增幅大于恒速实验的值,聚合物微球调驱(模型Ⅳ)的增油效果要优于聚合物驱(模型Ⅱ)的增油效果。     

渤海稠油油田氮气泡沫调驱室内实验研究

为了拓宽海上油田提高采收率技术的选择范围,有效开发海上稠油油田,选取满足泡沫调驱技术油藏筛选条件的QHD32-6油田北区开展了氮气泡沫调驱室内实验研究。在考虑海上平台空间有限的情况下,评价和研究了较低气液比(1∶2)氮气泡沫在岩心中的流动特点。实验结果表明:海上稠油油田氮气泡沫驱的合理气液比为1∶2~2∶1,最佳泡沫剂质量分数为0.3%~0.5%;气液比为1∶2时,氮气泡沫调驱能够较好地改善水驱效果,提高原油采收率幅度在26%左右。     

高浅北区稠油油藏空气泡沫驱实验

高浅北区稠油油藏平均地层温度65℃,原油地下黏度90.34 mPa·s,已经历多次调剖调驱,含水已达97%。为了寻找提高采收率接替技术,进行了空气泡沫驱室内实验研究。微观模型驱油实验表明,泡沫驱的主要机理是封堵和乳化作用。在静态空气氧化实验中,该油藏原油可在模拟油藏条件下缓慢氧化,氧化速率为（2.261×10^-5～2.448×10^-5 molO₂·h^-1·[mL(oil)] ^-1,随压力、温度升高而增大。在物理模拟驱油实验中,在水驱采收率12.35%的基础上,依次进行的空气驱、空气泡沫驱、后续水驱、后续空气驱分别提高采收率36.47%、14.12%、11.18%、0;驱替过程中产出气中CO₂和O₂含量变化指明原油发生了氧化;注入压力变化指明空气泡沫的封堵作用。对于高浅北区稠油油藏,空气泡沫驱是可行的。     

稠油热采氮气泡沫调驱技术实验研究

蒸汽窜流是蒸汽驱开采中影响开发效果的主要因素,为了有效解决蒸汽驱过程中蒸汽超覆和汽窜现象造成的驱替波及系数小、采收率低、油藏动用程度差等问题,开展了稠油热采氮气泡沫调驱技术研究,通过进行高温发泡剂的静态性能评价实验研究和蒸汽氮气热力泡沫调驱物理模拟研究,为下步泡沫调驱工作的开展奠定基础。     

泡沫复合驱体系稳定性及稳泡机理研究

泡沫复合驱油技术目前已在我国部分油田应用,选择泡沫性能优良的复合体系会推动该技术的广泛应用。文章研究了泡沫复合体系中发泡剂、稳泡剂和碱对复合体系稳定性的影响。筛选出配伍性较好配方是1.0%十二烷基苯磺酸、0.5%木质素黄酸盐与0.5%碱水复合体系,并对其进行了耐温、抗盐、抗油污染性能评价。通过扫描电子显微镜拍摄的泡沫照片分析,一般情况下泡沫体系Plateau边界越规则,泡沫半衰期越长,泡沫越稳定;泡沫间液膜越厚,发泡体积越小,发泡性能越差。该泡沫复合配方的确定对矿场实验具有一定的指导意义。     

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。     

浅薄层稠油油藏氮气泡沫调驱适应性研究

针对河南油田某区块稠油粘度大、油层厚度薄、蒸汽吞吐后期汽窜超覆现象严重,急需转变热采开发方式,利用室内物理模拟实验和数值模拟方法,进行了氮气泡沫调驱的适应性研究。实验结果表明,发泡剂静态性能综合评价指数有利于发泡剂的统一筛选;在蒸汽和发泡剂基本注入参数相同的条件下,热泡沫(蒸汽伴随)的发泡剂利用率较高,单位质量发泡剂产油量比冷泡沫(蒸汽不伴随)高24.4%;多层合注合采时各层启动压差受泡沫注入方式和渗透率级差的双重影响,冷泡沫注入时各级启动压差随渗透率级差呈线性增长,热泡沫注入时则呈对数式增长;此外,不同渗透率层对采出程度贡献度差异较大,泡沫对中、低渗透层动用率相近。在实验基础上,利用数值模拟得到的氮气泡沫调驱最优方案为:采用氮气泡沫段塞式注入,在蒸汽注入速度为4.5t/(d·m),发泡剂质量分数为0.5%的条件下,泡沫段塞最佳注入量为0.01倍孔隙体积,最佳地面气汽比为20∶1,最佳采注比为1.3∶1,最佳泡沫段塞停注时间为90d。     

冀东油田高浅北油藏天然气泡沫驱泡沫体系优选

模拟冀东油田高浅北区油藏油水条件,综合考虑起泡剂起泡能力、半衰期及界面张力评价指标,初步筛选出CEA/FSA1、CEA/DHF-1两种复配泡沫体系,质量比均为7:3,二者的起泡体积分别为152、140mL,半衰期分别为72、63 min,无因次筛选系数分别为21.144、19.881,界面张力达到10^-3数量级。泡沫性能评价研究结果表明,CEA/FSA1与冀东原油作用后,起泡体积降至110mL,半衰期降至40min,无因次筛选系数为1.180,耐油性较好,并且耐温抗老化能力较强。优选CEA/FSA1为该油藏天然气泡沫驱油起泡剂,起泡剂加量为0.5%。单管封堵实验中,单一CEA/FSA1泡沫阻力因子为127,封堵性较好;CEA/FSA1和爱森聚合物组成的强化泡沫的阻力因子为438,二者匹配性良好。双管驱油实验中,水驱后强化泡沫驱可提高采出程度22.9%,高、低渗模型的采出程度分别提高18.8%、27.0%。     

空气泡沫调驱技术在浅层特低渗透低温油藏的适应性研究

空气泡沫调驱技术综合了空气驱和泡沫驱的优点,可提高波及系数和驱油效率,在中高温油藏中取得了很好的应用效果,但是在浅层特低渗透低温油藏中的应用较少。根据陕北油区特低渗透油藏地质特征,以甘谷驿油田唐114井区为例,通过理论研究、室内实验和现场试验研究了空气泡沫调驱技术在浅层特低渗透低温油藏的适应性。结果表明:室内实验低渗透层中的原油被明显启动,驱油效率由水驱阶段的8.33%升高到50.55%;矿场试验井组含水率由98%下降至73%,产液量由3m3/d降至0.8m3/d,平均单井产油量由0.05m3/d增至0.2m3/d。空气泡沫调驱技术在甘谷驿油田具有较强的适应性,可大幅度提高油田采收率,对同类油藏的增油控水具有一定的借鉴作用。