地震波提高原油采收率的机理评价

根据一些油田的成功经验,地震振动是一种低成本提高原油采收率的方法.这种方法的主要难点在于其采油机理尚不清楚,因此,过程动态预测和可行性方案设计至今都无法实现.振动驱油方法的增产机理主要是利用了油藏的非均质性.将流体注入强非均质油藏的低渗储层中是非常困难的,而振动波却能有效地传播到高渗透层和低渗透层.当地震波在非均质油藏中传播时,不同渗透率地层的孔隙压力不同,产生瞬间压差和层间窜流,从而驱出低渗透储层中的原油.岩石的形变和流体流动方程都描述了低频振动孔隙的弹性形变对窜流的影响.事实上,地震振动改善了增产处理剂向低渗透储层(例如天然裂缝油藏的基质部分)的流动,从而从难以触及的致密基岩中采出更多的原油.     

气驱窜流特性理论研究

为研究水驱后气驱的窜流特性,在水驱油模型的基础上推导了气驱窜流突破公式,研究了均质和非均质,混相和非混相,以及垂直方向的气窜特性,指出混相形成段塞式驱替,非混相一定发生突进,但突进很小.加入表面活性剂形成泡沫或增加压力达到混相等方法可以达到增加驱替相的黏度,减少气相渗透率和气窜的目的.通过水气交替注入和加入聚合物等材料,降低驱替相的相渗透率,可以减少黏性指进.混相与非混相时,都是高渗透层突破快,指出发生窜流主要是因为地层非均质引起的前缘突破时间不同.在垂直方向,上部地层压力高于下部地层,流体处于连续状态,气体无法上窜,上部流体流入下部;下部地层压力高于上部,出现黏性指进,存在高渗透层则出现舌进.裂缝的存在只是加快窜流速度,窜流前缘突破时间大大减少.在容积器皿中的气液分离效应是重力分离,多孔介质中是黏性指进和高渗透层窜流.     

低渗透纵向非均质油层水驱波及规律实验研究

多层非均质油藏普遍存在层间矛盾,导致低渗透层动用程度、水驱波及程度及采收率低,纵向非均质性严重影响了低渗透油藏的高效开发.通过单岩心水驱油、岩心组合模型水驱油实验,结合多层非均质油层注水量劈分公式和水驱波及系数计算方法,研究了渗透率级差对水驱波及规律的影响.结果表明:岩心组合模型的吸水量分配符合多层非均质油藏吸水量劈分理论公式,岩心组合模型可以较为准确地反映非均质油藏的水驱波及规律;随着岩心组合模型渗透率级差的增大,高渗透层的吸水量比例逐渐增加,当渗透率级差大于9时,注入水几乎无法波及低渗透层.     

多层非均质层间窜流定量表征及开发对策

针对水驱油藏非均质储层层间窜流干扰问题,设计了多层非均质长岩心物理模型,运用阿尔奇方法计算各级渗透率岩心组沿程饱和度分布,模拟研究多层水驱生产特征及层间窜流规律,通过末端岩心饱和度变化确定窜流程度,对比不同非均质性条件下层间窜流程度的差异.结果表明:逐层启动开发方式下,层间窜流程度大幅降低,其采收率较多层并行合采提高4...     

低渗透非均质油藏提高采收率实验研究

低渗透非均质砂岩油藏水驱开发时,注入水易沿渗透率相对高的部位窜流,而低渗透层动用程度差,整体开发效果不佳.对此类油藏,研究水驱后进一步改善开发效果的可行性,并探索提高低渗透层动用程度的有效方法具有重要意义.本文通过长岩心物理模拟实验,考察了低渗透非均质砂岩油藏常规水驱后,依次采用间歇开采、注氮气、水气交替注入等方法对改善开发效果的作用,也探讨了该类油藏水驱后进一步提高采收率的可行性.实验结果证明,通过采取合理方法可以在水驱基础上进一步提高采收率.其中采用间歇开采最多可以获得采收率近7%,但作用有效周期少;注入氮气可以得到约6%采收率,但在气窜后易导致注入气无效循环;水气交替注入方式效果最明显,可以进一步提高采收率15%左右.     

低渗透非均质油藏二氧化碳非混相驱窜逸控制实验

低渗透油藏普遍存在非均质性严重、裂缝发育等特点,导致二氧化碳驱油过程中会发生不同程度的气窜现象。为了研究非均质性及裂缝对二氧化碳驱油效果的影响,建立均质岩心模型、不同渗透率级差的人造非均质模型、高渗透气窜通道模型及裂缝模型4种室内实验模型,用以模拟低渗透储层的非均质性及裂缝发育。利用4种模型依次开展水驱和二氧化碳连续气驱实验,并针对不同类型的岩心模型采取相应的封窜体系对二氧化碳实施气窜封堵。实验结果表明,二氧化碳连续气驱的采出程度与渗透率级差呈幂函数下降趋势,岩心非均质性越强,气体窜逸现象越严重,气驱效果越差。针对不同非均质级别的岩心,可采用不同的封窜体系实现二氧化碳的窜逸控制。其中,乙二胺体系可用于封堵渗透率级差小于等于100的非均质模型的高渗透层,改性淀粉凝胶与乙二胺体系可用于封堵岩心内渗透率级差大于100的高渗透气窜通道以及裂缝。     

裂缝性低渗油藏试井模型与非稳态压力特征

流体在裂缝性油藏基质岩块中的流动速度和压力梯度成二项式关系,基于此分析了二项式中各项式作用及意义,进行了裂缝性低渗透介质非稳态压力动态分析建立了流体在裂缝性低渗透介质中的运动方程和双重渗透介质非稳态渗流数学模型,并采用隐式差分格式形成了渗流方程的数值求解形式,对其进行了求解研究结果表明：二项式系数对压力及压力导数有着较大的影响a值和6值越大,等产量条件下压力及压力导数变化幅度越小、越缓;a值同时影响着窜流发生的时间和程度,而b值则主要影响窜流发生的时间;启动压力梯度的存在;夹定着基质岩块向裂缝窜流的难易程度,启动压力梯度越大,基质岩块向裂缝窜流的程度越 低;而渗透率比对压力及压力导数的影响和普通油藏类似。     

低渗透非均质油藏动用程度评价新方法

根据低渗透非均质油藏的特点,分析了启动压力梯度、纵向非均质性、小层厚度和平面砂体厚度展布对该类油藏开发的影响.从势能叠加原理出发,推导出该类油藏小层有效驱动半径计算公式.根据该公式建立低渗透非均质油藏动用程度评价方法.实例分析表明,该方法具有预测精度高、简便和实用等优点,能为进一步有效开发低渗透非均质油藏提供一定的指导.     

泡沫驱前调剖提高采收率室内实验

海上油气藏疏松砂岩地层经过长期注水开发后,其高渗透层易形成大型窜流通道,非均质性进一步增强,单独实施泡沫驱会导致泡沫在窜流通道中突进,造成无效驱替,因此有必要在泡沫驱前进行调剖。通过室内实验研究,利用3层非均质岩心模拟高渗透强非均质性油藏,进行单独泡沫驱和调剖后泡沫驱。实验结果表明:一次水驱后先进行调剖再进行泡沫驱的最终采收率比一次水驱后直接进行泡沫驱提高了18.0%,最终采收率达50%以上;增大泡沫注入量,有利于提高采收率,最优泡沫注入量约为0.4倍孔隙体积;对于层间非均质模型来说,选用高强度改性淀粉强凝胶作为调剖剂,会优先选择性封堵高渗透层,迫使后续泡沫进入中、低渗透层,从而有效改善吸液剖面,大幅度提高采收率,相对于一次水驱采出程度可提高36.0%。     

特低渗透油藏天然气非混相驱实验

利用单层和双层物理模型,开展了特低渗透油藏注天然气开采模拟实验。单层模型实验结果表明,特低渗透油藏天然气驱同水驱相比不仅可以提高驱油效率,还能提高微观波及效率;天然气驱采收率比水驱采收率高4.50%,水驱后注天然气的开采效果更好,可提高采收率幅度达12.50%;未见气与低气液比阶段内油井的产能高,是主要生产期。双层非均质模型实验结果表明,由于油藏内实际的层间渗透率级差比实验室内测定的级差大得多,同一套开发层系内低渗透层不具备吸气能力,气体完全进入高渗透层,高渗透层的开发效果非常好;天然气在高渗透层中形成窜流后,剩余油主要分布于低渗透层中,需要用凝胶体系对高渗透层进行封堵;封堵后,低渗透层的吸气能力非常强,能被充分开发利用,双层非均质模型的采收率由30.85%提高到55.91%。     

利用ANFIS模型预测吸水剖面

随着开发时间的延长,严重非均质油藏层间干扰越来越严重,需要对开发层系进行调整重组。根据油藏动、静态资料,对胡7南油藏沙三中的严重非均质储层的渗透率、级差分布进行合理选取,设计长岩心水驱油实验,通过实验确定不同渗透率岩心动用规律;在实验基础上利用修正的数值模拟模型进行多层联合水驱动用条件下的分层动用规律研究;提出用综合影响因子来反映非均质性对低渗透层的动用特征、驱替效果的定量影响程度;并找出不同渗透层组合的合理界限,用以指导此类严重非均质油藏开发政策的制定。     

非均质性对低/特低渗透油藏CO_2驱气窜的影响规律及封堵实验研究

非均质性是影响特低渗透油藏注气开发效果的重要因素,为了确定非均质性对特低渗透油藏CO_2驱油过程中气窜的影响规律,通过采用合注分采方式测得不同渗透率级差CO_2驱替实验得到不同阶段见气时间、气窜时间及采出程度的变化规律。实验结果表明,气体的波及体积受储层非均质性影响严重,在渗透率级差较小的情况下,采出程度随渗透率级差的增加而降低,当级差大于100时,采出程度急剧下降,气窜严重,低渗透储层难以波及到,造成总采出程度低。通过优选高性能乙二胺作为高渗层的封窜剂,该封窜剂与CO_2反应生成胺基甲酸盐(白色晶体和黏稠液体,黏度14 000 m Pa·s),突破压力高,能够稳定封堵基质中的相对高渗层的窜流,有效扩大CO_2驱的波及体积,室内提高采收率30%以上。     

低渗透非均质油藏压敏性及其对流体分布的影响——以CO2驱油藏为例

非均质油藏各层的渗透率和孔隙结构不同,当有效压力变化时每一层的渗透率压敏性也不同,这必然会影响注入流体的分布.利用并联岩心模型,对低渗透非均质油藏的CO2驱开发过程进行了研究,分别讨论了渗透率和渗透率级差与有效压力的关系以及有效压力对流体分布的影响.研究结果表明,有效压力变化后,不同渗透率的岩心其渗透率压敏性不同,低渗透岩心渗透率压敏性比高渗透岩心的强;有效压力增加,渗透率级差变大,非均质性增强,高渗透岩心中分流率增加,低渗透岩心中分流率减少,波及体积减小.因此,在低渗透非均质油藏开发过程中应该保持合理的地层压力,尽量避免因压敏性而导致的波及体积减小的现象.     

影响砾岩油藏注水开发效果的地质因素

砾岩油藏注水开发效果明显差于砂岩油藏。储层严重的层间、层内、平面、微观非均质是影响注水开发效果的主要因素：平面上油水运动规律受沉积相带的控制；剖面上水洗状况极不均匀；大量的高渗透结构与构造导致不少油井水窜、水淹；严重的微观非均质和储层敏感性又使得储层的驱油机理变复杂，驱油效率降低。     

可动凝胶纵向非均质物理模拟研究

由于注入水的长期冲刷,储集层的孔隙结构及物理性质发生了变化,层间和层内的非均质性加剧,影响后期开发效果.可动凝胶能调整地层的非均质性,在纵向非均质模型上进行可动凝胶油藏物理模拟实验,通过布置高精度的压差传感器,了解可动凝胶体系调整非均质地层渗透率和压力场动态分布的能力,对比水驱、聚合物驱和可动凝胶封堵对采收率的影响.结果表明,可动凝胶封堵比水驱提高采收率8.7%,比聚合物驱提高采收率1.6%.由压力场变化分析可知聚合物驱确实能改变油藏内流体流动方向,提高波及范围,驱替出水驱不能波及到的低渗透油藏内的油;可动凝胶成胶后,封堵高渗区,可改变油藏内流体流动方向,进一步提高采收率.图9表1参5     

低渗透油藏不稳定注水岩心实验及增油机理

根据长庆油田低渗透油藏典型储集层特征,开展并联岩心和双层岩心实验,模拟非均质低渗透油藏不稳定注水驱油效果。由于岩心实验可视性较差,建立层间非均质和层内非均质数值模拟模型,依据渗流场变化,揭示不稳定注水增油机理。结果表明,对于层间非均质储集层,相较于连续注水,不稳定注水能够促进较低渗透层水驱前缘推进,发挥毛细管力驱油作用,提高较低渗透油层采收率,其中短注长停方式的采收率提高幅度最大;对于层内非均质储集层,不稳定注水能够在储集层中产生压力振荡,使较高渗透层和较低渗透层之间发生流体交渗,增大注入水在较低渗透层中的波及,提高较低渗透层采收率,从而提高油藏总采收率。     

高渗区分布形态对砾岩油藏聚合物驱窜流的影响

储层非均质性导致的驱替介质窜流是制约砾岩油藏注水、注聚合物开发的主要因素之一。根据克拉玛依砾岩油藏的非均质分布情况,针对油藏高渗区呈连通、零散及复合分布特征设计3种可视化填砂模型。通过水驱和高、低2种质量浓度聚合物驱实验,分析不同非均质性分布下水驱窜流与聚合物驱窜流特征;选用弱凝胶和凝胶颗粒2种调驱剂来封堵窜流通道,探索不同类型非均质窜流的针对性治理方法。结果表明,高渗区之间的连通、零散及复合分布均易导致水驱窜流,中、低渗区及非主流线上的高渗区原油难以得到有效动用。不同非均质模型中聚合物驱窜流特征和治理方法不同:当高渗区连通或复合分布时,低质量浓度聚合物驱(1 000 mg/L)仍窜流明显,增大聚合物质量浓度(2 000 mg/L)能够扩大对非主流线上高渗区的波及,采收率大幅度提高,但中、低渗区原油仍未得到有效动用,凝胶颗粒调驱是治理聚合物驱窜流的最佳方法;当高渗区零散分布时,低质量浓度聚合物驱采收率增幅明显,而高质量浓度聚合物驱采收率难以大幅度提高,弱凝胶调驱是治理聚合物驱窜流的最佳方法。     

层内非均质储层内部窜流规律实验研究——以大庆喇嘛甸油田为例

大庆喇嘛甸油田厚油层以多段多韵律为主要特征,深入认识窜流规律对于进一步挖潜剩余油至关重要。为此,采用层内非均质岩心,对层内非均质储层内部窜流规律实验展开研究。结果表明,在注入量为0～0.4 PV水驱阶段,高渗透层注入端分流率略低于采出端,中、低渗透层则相反;在注入量为0.4 PV至水驱结束阶段,高渗透层采出端分流率大幅度增加,中渗透层分流率大幅度降低,低渗透层分流率小幅度减小。随岩心渗透率级差增大,采出端与注入端各小层窜流程度减小,层间干扰作用减小。随水驱开发的不断进行,层间窜流程度先减小后增大。随注入速度增加,高渗透层采出端与注入端分流率差值增加,窜流程度增强。采取提高水井注入速度的方式可以达到增大注入压力的目的,但由于高渗透层吸液量增幅远大于中、低渗透层,加之储层内部窜流作用的影响,扩大波及体积效果并不十分明显,同时提高水井注入速度还对注入端、采出端和地面设备能力提出更高的要求,因此采取增加高渗透层渗流阻力措施才是提高注入压力的有效技术途径。     

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。     

油田高含水期窜流通道定量描述方法

油田开发进入高含水期,储层的非均质性和储层的敏感性导致孔喉增大,注入水沿着高渗透带形成窜流通道,严重地影响了开发效果。根据储层参数、微观孔隙结构的变化,阐述了综合分析窜流通道的定性方法。引入大孔道综合指数的概念,应用模糊综合评判的方法,定量识别了窜流通道的分布规律。