注水后期油藏转注蒸汽开采可行性研究

克拉玛依油田六中区油藏埋藏浅,油层厚度大,连通性好。该油藏原油粘度大且非均质性严重,注水驱油效率低,注水开发二十多年,采出程度仅为１６．５％,综合含水超过７６％。利用新技术改善这类油藏的开发效果存在巨大潜力。利用一维模型研究了水驱后油藏转热采的可行性,物理模拟实验结果表明：水驱后转注热水驱效果较差,残余油饱和度达２８％左右;而转蒸汽驱效果较好,残余油饱和度为１０％左右,且水驱后含油饱和度和热采时的残余油饱和度无关。数值模拟是在物理模拟结果的基础上进行的,研究表明：水驱后油藏转注蒸汽开采有利的油藏条件是水驱后油藏转注蒸汽开采的油层净总厚度比大于０．５,油层厚度大于１０ｍ,含油饱和度大于５０％,油层孔隙度大于０．２,渗透率变异系数小于０．７５且油层呈正韵律。图１表４参５（沈德煌摘     

渤海旅大油田新近系稠油油藏水平井蒸汽驱油物理模拟实验

对渤海海域旅大油田新近系典型稠油油藏开展水平井蒸汽驱油物理模拟实验,利用长填砂管模型分析了蒸汽温度、注入速度和原油黏度对蒸汽驱油效果的影响,探讨了蒸汽驱油不同生产阶段的动态特征、温度场的变化规律以及蒸汽驱油机理。研究结果表明：①蒸汽驱油物理模拟实验采用长岩心单管模型,设置模型内径为2.5 cm,长度为50.0 cm,填砂后模型孔隙度为35.0%,渗透率为4 500 mD,设置蒸汽干度为0.7,注汽温度为250℃,注汽速度为6 mL/min,驱油效率可达82.52%。②研究区蒸汽驱油过程分为启动、稳定驱替、蒸汽突破和蒸汽剥蚀4个阶段;注、采水平井间蒸汽腔温度场扩展不均衡,水平井底部温度扩展速度快,顶部温度扩展速度慢,在启动和稳定驱替阶段温度场呈“三角形”推进模式,蒸汽突破和剥蚀阶段蒸汽腔温度场沿对角线扩展,速度减小;蒸汽驱替阶段采出程度为51.86%,稳定驱替阶段为主要的产油阶段,采出程度为39.06%。③热力降黏是旅大油田蒸汽驱油最主要的机理,高温蒸汽的剥蚀作用、蒸馏效应、微观波及效率的提高等也影响驱油效率。     

蒸汽驱在低渗透裂缝性轻质油藏中的应用

在过去的 4 0年里 ,人们一直在研究稠油油藏注蒸汽的机理 ,而对轻质油藏注蒸汽则研究得很少 ,对这一过程的机理和作用还不太了解 ,对于向裂缝性轻质油藏中注蒸汽的机理更是知之甚少。本研究利用热组分模拟检验低渗透裂缝油藏的热效率。岩石模型采用硅藻岩。油相由相对较轻的具有轻质油相似特征的三种拟组分代替。与水驱相比 ,平面及垂向采收率都有了很大提高。采收率的增加值取决于渗透率的分布 ,均质油藏采收率提高幅度最大。机理方面的研究表明 ,在蒸汽驱早期 ,烃类流体的热膨胀作用对采收率的作用最大 ,采收率的增加值约占总增加值的 5 0 % ;注入孔隙体积的 4 0 %以后 (在水驱基础上 ) ,提高采收率的机理为热膨胀作用、蒸馏作用以及原油降黏作用 ;当蒸汽带突破至生产井时 ,油井的生产动态受蒸馏作用影响。由于注入蒸汽的影响 ,在注采井间形成三个彼此相互独立的流体带 :冷水带、热水和蒸汽混合带以及蒸汽前缘。因而 ,轻质油藏蒸汽驱油机理完全不同于稠油油藏。在稠油油藏 ,蒸汽驱油机理主要是原油降黏作用和重力分离作用。虽然本次实验采用的是硅藻岩和流体模型 ,但其机理同样适用于一次采油以及水驱采收率极低的低渗透、裂缝性油藏。对这些油藏 ,主要是通过实施蒸汽驱来提高采收率。     

超稠油油藏小井距蒸汽吞吐转蒸汽驱先导试验

针对新疆超稠油蒸汽吞吐采出程度低,瞬时油汽比呈指数递减,经济效益较差的问题,在重３２ 井区筛选出９ 个先导试验井组,运用室内蒸汽驱替实验和数值模拟方法,对蒸汽吞吐后转蒸汽驱合理的井网井距、剩余油饱和度、热连通程度、蒸汽驱方式、蒸汽干度、原油黏度等指标进行了详细分析。研究结果表明,边井井距在５０～６０ ｍ 时,超稠油直井反九点井网转蒸汽驱是可行的。开展蒸汽驱先导试验,历时２. ５ ａ,蒸汽驱阶段采出程度为１７. １４％,阶段油汽比为０. １１,试验取得较好效果,为类似油藏开展蒸汽吞吐转蒸汽驱提供了借鉴。     

克拉玛依油田九_6区稠油油藏蒸汽-CO_2复合驱实验评价

克拉玛依油田九6区齐古组稠油油藏上油层蒸汽驱采出程度达60%,而下油层采出程度仅为32%,存在油藏原油动用程度差异大,部分储集层未被波及等开发问题,需要探索新的开发方式来进一步提高开发效果。通过室内物理模拟实验,研究了九6区蒸汽-CO_2复合驱油效率及其驱油机理,优化了复合驱最佳注入参数。实验结果表明,蒸汽-CO_2复合驱过程中CO_2可为蒸汽驱打开渗流通道,降低注蒸汽压力,还可以抑制蒸汽驱造成的高黏度油包水乳状液的形成,降低了原油黏度;蒸汽冷凝水形成水气交替段塞,减缓了CO_2气窜发生,增大了波及体积,形成了良好的协同作用,蒸汽-CO_2复合驱比蒸汽驱驱油效率提高35%左右,实验优选了最佳注入方式为交替注入,在蒸汽温度为220℃,蒸汽与CO_2注入比为10∶1～25∶1时,最终驱油效率可达80%以上。     

边水断块油藏三维物理模拟实验

为探索断块油藏人工仿边水驱技术的可行性,采用先进的三维物理模拟实验设备,在相似准则基础上针对实际油藏进行了三维物理模拟实验。模型饱和度场分布与流体的渗流特征研究表明,边水模型的无水期采出程度明显高于点状模型,点状模型在改为边水驱后采出程度提高了16.6%。人工仿边水驱可扩大水驱波及体积,提高驱油效率,改善水驱开发效果。     

蒸汽驱对储层润湿性的影响

储层润湿性决定着注入流体在储层中渗流的难易程度,对原油的驱油效率、采出程度起着决定性作用。为了明确蒸汽驱过程中储层润湿性的变化,通过室内实验非稳态法水驱油、蒸汽驱油测定油藏相对渗透率曲线的变化,研究了疏松砂岩油藏蒸汽驱对储层润湿性改变的影响。实验结果表明,由水驱到蒸汽驱,油相相对渗透率增加,残余油饱和度下降,残余油饱和度对应的水相相对渗透率增加,等渗点右移;综合相对渗透率曲线特征表明,蒸汽驱使得储层润湿性向亲水方向发展。通过非稳态法研究相对渗透率曲线,由相对渗透率曲线特征点的变化来判断储层润湿性的改变简单易行,蒸汽驱对储层润湿性的改善非常有利。     

萨北过渡带蒸汽驱合理井网井距优化

蒸汽驱技术在稠油油藏应用较为成熟,但对于水驱后特高含水稀油油藏开展蒸汽驱尚处在探索的阶段.借鉴稠油油藏蒸汽驱技术,针对两种油藏原油性质、开采方式等差异,结合萨北过渡带地区油层发育、开发现状,依据数值模拟分析,综合考虑蒸汽驱应满足的注汽强度、采注比、蒸汽干度、地层压力等参数要求,确定萨北过渡带蒸汽驱合理井网井距.这是对水驱后特高含水稀油油藏开展蒸汽驱技术的初步探索,有利于改善萨北过渡带地区的开发效果,同时对于大庆长垣过渡带地区的高效开发具有先导性的技术借鉴意义.     

稠油油藏蒸汽驱后期CO_2辅助蒸汽驱技术

为了进一步提高稠油油藏蒸汽驱后期采收率和开发效益,以新疆油田J6区块为研究对象,通过室内三维物理模拟实验,分别对全射孔条件下蒸汽驱、CO_2辅助蒸汽驱、CO_2泡沫辅助蒸汽驱和射开下部油层下半部分条件下蒸汽驱、CO_2辅助蒸汽驱进行了实验研究,提出了蒸汽驱后期CO_2辅助蒸汽驱开发技术。室内实验表明:蒸汽驱后期调整射孔后的CO_2辅助蒸汽驱形成了注汽井中下部蒸汽腔侧向扩展、生产井顶层蒸汽腔超覆重力泄油的开发模式,高温水、油、CO_2能够形成稳定的低黏拟单相乳化流体,且CO_2在顶部的蒸汽腔起到隔热作用,在蒸汽腔内部降低了蒸汽分压,有效提高了注入蒸汽热效率。根据新疆油田J6区块CO_2辅助蒸汽驱设计和应用效果,调整射孔后,与蒸汽驱相比,CO_2辅助蒸汽驱将油汽比从0.12提高到0.16,增长34.0%,阶段采出程度从16.1%提高到21.5%,最终采收率可以达到66.5%。图7表4参39     

稠油油藏氮气辅助蒸汽驱增油机理实验

蒸汽驱虽能大幅提高稠油油藏采收率,但由于受到储存非均质性等因素的影响,易发生汽窜,降低蒸汽波及体积。针对齐40区块稠油油藏特点,在单一蒸汽驱后设计了2种不同注入方式的氮气辅助蒸汽驱,通过对驱替压差、瞬时(累积)油汽比、含水率和驱油效率的分析,得到了氮气辅助蒸汽驱提高采收率增油机理。自行研制了双管长岩心模型,通过改变双管长岩心长度模拟了4组不同流线比下氮气辅助蒸汽驱实验,分析了不同流线长度比对开发指标的影响,根据实验数据得出了流线长度比与驱油效率的多项式函数。实验结果表明:蒸汽驱后开展氮气辅助蒸汽驱能进一步提升最终采收率;同一流场内不同流线的采出程度随着流线长度的增加而降低,注采主流线上原油的产出量占总原油产出量的50%以上。     

聚合物驱后油藏蒸汽驱技术可行性研究

为进一步提高大庆油田原油采收率,利用热采物理模拟技术,开展聚合物驱后油藏蒸汽驱提高采收率实验研究,探讨聚合物驱后转蒸汽驱的可行性。实验结果表明,油藏聚合物驱后转蒸汽驱不仅能够改善高、中渗层的驱油效率,且蒸汽的超覆作用能够有效动用油层上部剩余油,提高波及效率。聚合物驱后油藏转热采方式在技术上是可行的。该研究为大庆聚合物驱后油藏蒸汽驱现场试验提供了依据。     

聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究

首先利用正交实验设计,确定了化学剂最佳注入程序为0.1PV聚合物前置段塞、0.45PV三元复合剂主段塞、0.05PV聚合物后续保护段塞,其次再依据聚驱后区块特点及实际情况,设计了三套井网方案并开展了聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究。数模结果表明,三元复合驱与前一阶段聚驱相比平均可提高采收率12.9%,其中,水平井和直井的注采组合方案提高的采收率幅度最大,达到15.97%,所以聚合物驱后应综合考虑水平井的注采调整和三元复合驱的多重优势,以期取得更好的开发效果。     

聚合物驱后油藏强化泡沫驱参数优化设计

为进一步提高聚合物驱后特高含水开发后期油藏采收率,根据强化泡沫驱先导试验区的油藏特点及开发现状,利用CMG数值模拟软件,对双河油田强化泡沫驱的注入段塞大小、注入浓度、注入方式等参数进行了优化设计,并依此制定了开发方案。优化结果表明:强化泡沫体系为2 000 mg/L稳泡剂+0.3%发泡剂,合理气液比为1∶1,最佳注入量为0.5 PV,并且采用气液混注方式驱油效果最佳;预测矿场实施后,可提高采收率10%,对聚合物驱后油藏采用强化泡沫驱技术进一步提高采收率是可行的。     

砾岩油藏聚合物驱后二元和三元复合驱的优选

新疆克拉玛依油区七东区发育砾岩油藏,经聚合物驱后虽已进入高含水期,但仍具有较高的挖潜、开发、再利用价值。二元和三元复合驱是砾岩油藏聚合物驱后提高采收率常用的开发方式。利用柱状天然岩心进行室内物理模拟实验,分析对比聚合物驱后二元和三元复合驱的注入压力、含水率、采收率以及微观剩余油分布特征,优化选择砾岩油藏聚合物驱后的开发方式。实验结果表明:二元和三元复合驱的含水率和注入压力相差较小,三元复合驱的采收率略高于二元复合驱;通过紫外荧光显微镜观察二元和三元复合驱后的岩心薄片,分析微观剩余油分布类型,发现三元复合驱后的剩余油分布类型以粒间吸附状为主,容易堵塞渗流通道,开采困难;而二元复合驱后的剩余油分布类型以颗粒表面吸附状为主,对储层伤害较小,对后续开发影响较小。综合考虑采收率、施工成本和储层伤害等情况,最终优选二元复合驱作为研究区聚合物驱后的开发方式。     

聚合物驱后注气稳定重力复合驱数值模拟

聚合物驱后剩余油分布高度零散、顶部油层剩余油难以动用,而聚驱后的主导技术尚无明确方法。在原油受力分析的基础上,提出了油藏顶部注气、底部三元复合驱的思路。针对大庆聚合物驱后区块,进行了不同驱替方式的预测对比研究。结果表明,注气稳定重力复合驱效果最好,提高采收率幅度达到了13.53%。对比不同驱替方式的顶部油层剩余油饱和度,注气稳定重力复合驱能够将顶部低渗透油层有效动用,剩余油大幅减少。分析不同时间点的纵向剩余油饱和度分布,顶部注气后利用纵向压差驱替剩余油向下运移,底部实施三元复合驱利用平面压差驱替剩余油,实现了立体驱替。注气稳定重力复合驱技术为聚驱后提高采收率技术的发展提供了新思路。     

蒸汽驱油机理

通过高升油田岩样仿真模型所进行的驱油实验．研究稠油蒸汽驱油机理和流体渗流规律，为汽驱方案设计和提高稠油采收率提供了科学依据。     

聚合物驱后复合热载体泡沫驱提高采收率实验研究

针对聚合物驱后地层非均质状况进一步恶化、剩余油分布更加复杂分散、至今仍没有较好的接替技术等问题,提出了复合热载体泡沫驱提高采收率技术.通过单管模型、双管模型驱油效率实验,分析了复合热载体泡沫驱提高采收率的主要机理,认为复合热载体泡沫驱具有化学驱、氮气驱、二氧化碳驱、蒸汽热力驱和泡沫驱等多重优点,在聚合物驱后仍能大幅度提高采收率,实验岩心采收率提高幅度可达13.59%,因此,该技术可以作为聚合物驱后提高采收率的一种有效接替技术.     

三层油藏水驱后转聚驱的试井解释方法

目前在对于聚合物试井的模型研究中,没有同时考虑多层油藏及非牛顿-牛顿复合油藏2种情况的影响,导致许多海上聚驱油藏实际数据拟合效果不理想。通过考虑海上多层油藏水驱后转聚驱的实际情况,运用数学方法、渗流力学理论,基于严格的数学推导,建立了三层窜流非牛顿-牛顿复合油藏试井解释模型,绘制了井底压力响应特征曲线并对其影响因素进行了讨论,运用实例证明了模型的正确性与实用性。结果表明：三层油藏水驱后转聚驱的试井典型曲线可划分为6个流动段,与一般三层窜流无复合模型的典型曲线特征不同,存在末期复合流段上翘段,聚合物初始浓度对特征曲线影响较小,窜流系数主要影响“凹子”出现的时间,地层系数比和弹性储容比主要影响“凹子”的宽度和深度,复合半径主要影响压力导数曲线上翘段的下移程度。     

泡沫体系改善早期聚合物驱效果实验研究

为探索海上油田早期聚合物驱后进一步提高采收率的途径,开展了注入泡沫体系改善早期聚合物驱效果实验研究。采用双管并联岩心实验,研究聚合物驱注入不同尺寸泡沫体系以及不同含水率时注入泡沫体系对岩心采收率的影响。实验结果表明:注入泡沫体系的聚合物驱比纯聚合物驱可进一步提高采收率9.9%;随着泡沫体系注入量的增加,提高采收率幅度也增大,注入0.5 PV泡沫体系比0.3 PV泡沫体系的聚合物驱可提高采收率6.9%,相比纯聚合物驱可提高16.3%。在早期聚合物驱后的高含水率阶段注入泡沫体系,注入时机越晚,提高采收率幅度越大,在注入相同尺寸泡沫体系条件下(0.3 PV),含水率为98%时注入泡沫体系的聚合物驱比含水率为85%时注入采收率可提高9.9%。说明含水率阶段对于泡沫体系的稳定性有重要影响,泡沫体系注入时机越晚,泡沫体系越稳定且强度越大,泡沫体系聚合物驱建立阻力的有效时间越长,对于低渗透层的动用效果越好,采收率提高幅度越大。