碳酸盐岩缝洞型油藏注水开发研究

碳酸盐岩缝洞型油藏由于裂缝、溶洞的分布随机性强,其流动机理和开发方式与常规的碳酸盐岩裂缝性油藏存在很大差别,注水开发目前处于试注阶段,还没有形成相应的油藏注水开发理论体系。因此,建立适合碳酸盐岩缝洞型油藏的注采关系及注水方式,优化碳酸盐岩缝洞型油藏不同注水方式下的注采参数,是碳酸盐岩缝洞型油藏注水开发理论与方法的关键基本问题。该研究以油藏工程学、流体动力学理论为基础,以室内物理模拟实验、数值模拟、矿场注水试验和大量动态资料统计分析为基本手段,充分考虑理论研究、室内实验研究与现场试验研究相结合,针对课题研究目标,选择具有代表性的缝洞单元模型进行重点研究,对油藏能量、注采关系、注水方式、注采参数、注水开发动态及开发效果评价方法进行深入研究,进而形成系统的缝洞型油藏注水开发技术政策及注水开发效果评价方法。2013年通过进一步开展室内物模和数值模拟研究,建立了缝洞型油藏室内三维注才井组实验模型,完善了缝洞型油藏单元注水方式,优化了缝洞型油藏单元注水的注采参数,进一步完善了不同类型岩溶缝洞储集提注水技术政策。该课题完成了年度研究计划内容和目标。     

塔里木油田轮古井区注水替油参数优化研究

塔里木油田轮古井区奥陶系碳酸盐岩油藏属于缝洞型油藏,油藏非均质性极强,很多单井由于钻遇封闭缝洞
体产量迅速递减。注水替油技术可以大幅度恢复停喷或低效油井的产能,是开发缝洞型油藏的有效新方法之一。注
水替油的注采参数是否合理对注水替油的开发效果至关重要。以塔里木油田轮古井区注水替油典型井的地质、流体
资料为基础,建立单井注水替油的地质模型,通过数值模拟的方法优化注水时机、周期注水量、注水速度、焖井时间、
开井工作制度等注采参数,并将注采参数无因次化或拟合公式,以消除注水前油井生产动态差异对优化参数造成的影
响,使优化参数更具实用性。     

缝洞型油藏泡沫驱效果及缝洞结构动用机理

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间主要以裂缝和溶洞为主,非均质性极强,注水和注气开发过程中储集空间内残余大量剩余油。本文根据塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏的地质特点设计制作了能够表征不同缝洞结构特征的二维可视化物理模型,并基于可视化模型开展了的泡沫驱物理模拟实验,揭示了泡沫驱对不同缝洞结构的驱油效果及不同缝洞结构的动用机理,并明确了泡沫对不同驱替阶段剩余油的动用效果。研究表明泡沫具有极好的流度控制能力和高渗通道封堵能力,对于水平方向、垂直方向和高角度的裂缝都具有很好的驱替效果,能够有效的提高缝洞型碳酸盐岩油藏不同开发阶段后的原油采收率。充填介质的存在有利于扩大泡沫波及体积提高微观驱油效率;增强泡沫的强度和稳定性,能够增强泡沫调流转向的能力;减小泡沫的密度,降低界面张力,提高泡沫在缝洞油藏中的采收率。室内研究结果可为缝洞型碳酸盐岩油藏泡沫驱矿场应用提供理论基础。     

缝洞型碳酸盐岩油藏非对称不稳定注水研究

非对称不稳定注水广泛应用于强非均质和裂缝型砂岩油藏中,但由于大尺度碳酸盐岩缝洞型油藏地质构造和流体流动规律的复杂性、特殊性,在大尺度碳酸盐岩缝洞型油藏运用较少。笔者在深入调研国内外周期性注水理论、注水机理和影响因素、吸入过程非平衡状态、砂岩油藏中非对称不稳定注水理论及示踪剂监测技术等基础上,从非对称不稳定注水作用机理出发,结合碳酸盐岩缝洞油藏地质构造的特殊性,针对由于地质、流体参数难以有效获取而导致的不能确切计算合理的注水参数的难题,先后对注入量和注水周期和示踪剂监测的原理和意义进行了研究。研究表明,对于缝洞型碳酸盐岩油藏非对称不稳定注水,在注水初期可利用示踪剂监测峰值及衰竭时间来近似确定合理的停注时间,并进一步判断水窜风险;在注水后期,结合示踪剂突破时间和受效井生产动态进行动态调整可取的良好的效果。最后笔者通过实例分析进一步论证了,非对称不稳定注水对大尺度缝洞型碳酸盐岩油藏有很好的适应性。     

缝洞单元注水驱油可视化物理模拟研究

为了研究缝洞油藏注水驱油机理,以及注采参数对注水开发效果的影响,采用可视化物理模拟的方法研究了注采井位、注水强度对缝洞型油藏剩余油分布、含水率、采收率的作用机制。同时进行了单相物"理模拟实验和注气提高采收率实验。研究发现:注采井位对水驱油效果产生明显影响,底部注水的采收率高于顶部注水。低流速范围内,无论注水井位置如何,重力对油水置换都起到积极的作用。在一定的流速范围内,注入速度越大,注入压力越大,生产井见水略早,含水采油期越长,采收率越高。单相物理模拟实验,在低流速范围内注入压力与注入速度成线性关系;在高流速范围内注入压力与注入速度成非线性关系。研究结果表明:注气可以有效地驱替缝洞中的剩余油,特别是对阁楼油和绕流油效果显著。     

塔河风化壳储层典型单元注水方式优化研究

风化壳古岩溶作用形成的缝洞型油藏是塔河油田奥陶系油藏的主要储层类型,其由于缝洞发育,非均质性极强。目前在注水开发过程中,部分缝洞单元注水效果变差。为强化注水效果,利用数值模拟方法研究了塔河某油藏典型生产单元的最佳注水方式组合。根据注水见效期、稳定期以及调整期的含水率特点,通过对注水方式的组合优化模拟,论证了最佳注水组合的模式及注采参数。模拟结果显示,最佳注水组合为先温和持续注水,后周期注水,最终转为脉冲注水的模式。基于该油藏参数,三种注水方式的参数的优化结果为持续注水强度200 m3/d,常规周期注水采用长注短停注60 d停15 d的方式,脉冲注水为(100~200)m3/d间隔30 d的方式间歇注入。     

裂缝-孔洞储层连通溶洞模式注气效果研究

针对缝洞碳酸盐岩油藏主要进行自喷采油或停喷后注水替油作业,导致本体溶洞内存在大量剩余油的问题,开展了缝洞碳酸盐岩油藏注气采油开发效果的研究。对裂缝孔洞储层连通溶洞模式进行模型简化,计算分析氮气、甲烷及二氧化碳气体的注入适应性,通过物理模拟方法对该类储层进行自喷、注水及注气模拟实验,并建立了注气开发分析方法,结果表明,对于该类储层溶洞连通底水规模越大,裂缝孔洞储层物性越好,注气开发效果越差,且随注气周期增加,缝洞体的弹性能量逐渐增大。在矿场条件下,应选择上部裂缝孔洞储层物性较差,溶洞连通底水规模较小的缝洞体进行注气实践;建立弹性产率与压缩系数的线性关系式,可预测气顶体积、油水能量及周期产出量等参数,为注气效果评价提供一定依据。     

泵挂深度对注水替油开发效果的影响研究

塔河奥陶系碳酸盐岩油藏属于缝洞型油藏,不同类型的缝洞单元由于储集体规模和水体的发育程度不同造成天然驱动能量具有较大差异,部分油井天然能量严重不足、产量递减快,采收率低。注水替油作为塔河碳酸盐岩油藏一种新型开采方式,已经取得了较好的效果。针对注水替油后期,油水界面上升导致含水上升快的问题,对衰竭式开发、单纯注水替油机抽开发以及采用机抽－深抽开发等不同方式的效果进行对比研究,明确了采用加大泵挂深度可以提高油藏采收率,改善开发效果,从而为矿场实施提供依据。     

低渗透油藏注采井间驱替压力梯度应用分析

低渗透油藏注水开发方式下,只有当注采井间的驱替压力梯度完全克服启动压力梯度后,有效的注采关系才能建立。本文通过对Y22注采区块的研究,计算了各注采井间的最小驱替压力梯度,从理论上确定了建立注采关系的可能性,并结合干扰试井结果,分析了实际注采效果的原因。分析表明,研究注水井和生产井之间驱替压力梯度的分布和变化,对确定合理的注采井距,建立有效的注采井网,合理开发渗透油藏具有直接的指导意义。     

缝洞型油藏注水驱油可视化物理模拟研究

采用可视化物理模拟方法直观研究了缝洞油藏的注水驱油机理,考察了不同注入流体、注入方向、注入角度等多方面因素对注水效果的影响,直观了解了缝洞油藏注水驱油前后的油水分布,并进行了注气提高采收率实验。结果表明:缝洞位置对水驱效果产生明显的影响;重力分异在缝洞模型中具有重要的作用;对于缝洞型油藏,剩余油的形成和分布主要受缝洞通道不规则性和重力捕集的影响,水驱后剩余油主要分布在上部溶洞和下部溶洞顶部难以驱替的"阁楼空间"内,这部分剩余油也是注气驱替的主要驱替空间;实验发现,水驱油过程中一旦形成水流通道,孔洞中的剩余油就难以被驱替,改变注水方式或注入介质(如注气)等,有可能进一步驱替孔洞中的剩余油,提高采出程度。后续注气实验证明通过改变注气方式可以明显驱出"阁楼空间"中的剩余油。     

碳酸盐岩缝洞型油藏气驱机制微观可视化模型试验

针对缝洞型碳酸盐岩油藏开发中开口向上和开口向下两种缝洞类型,建立该类油藏气驱机制下的微观可视模型,采用模拟油和液化气,在常温低压下进行水驱、活性水驱、直接注气驱及气-水交替驱4组试验,研究不同注入流体及注入方式对驱替效率和含水率的影响。结果表明:水驱、活性水驱、气驱和气-水交替驱的驱替效率分别为81.12%、68.95%、74.88%和99.84%,缝洞型油藏的最佳注入方式为气-水交替注入;注气只能驱开向下的洞,注水只能驱替开口向上的洞,气-水交替驱可以同时解决这两种洞的驱油问题;活性水由于毛管压力低不利于驱油。     

海相稠油油藏高倍数水驱岩心润湿性实验及微观机理

中国南海珠江口盆地海相砂岩强边底水稠油油藏,采用水平井、大液量和天然能量开发。由于水驱倍数高,储层经过强烈冲刷,储层润湿性发生改变,从而影响水驱渗流特征。目前关于高倍数水驱储层润湿性变化的研究集中于陆上稀油油藏,对于海相沉积的稠油油藏研究偏少,且微观机理解释不多。本文改进了常规润湿角实验规范和流程,首先利用不同黏度油样和地下岩样进行高倍数水驱实验,然后测定高倍数水驱后岩心润湿性,研究原油黏度和驱替速度对岩心润湿性变化影响。结合X-衍射定量分析、扫描电镜、稠油四组分含量测定实验结果和分子动力学模拟方法,从矿物成分变化和极性物质含量方面,分析了润湿性变化的微观机理。结果表明:原油黏度越大,高倍数水驱前油湿性越强,高倍数水驱后接触角变化的绝对值越大;当原油黏度为150 mPa·s时润湿性改变的潜力最大;水驱过程岩心黏土矿物含量的变化和岩心表面油膜的破坏是润湿性转变的重要因素。该成果对海相稠油油藏提高采收率具有指导意义。     

多层砂岩油藏可视化模型水驱油物模实验研究

为了获得更为直观的多层砂岩油藏水驱油渗流特征和机理,结合实际油藏地质特征,设计制备了一种大尺度可视化砂箱物理模型,进行了不同注水方式、不同注水速度的水驱油实验,考察了不同注采方式、不同注入速度对水驱油效率的影响,以及水驱油过程中的油水运动分布特征。该模型具有设计尺寸大、模拟程度高及直观可视等特点,较其他模型更具代表性。通过模拟NP 油田某区块砂岩地层,根据几何相似、井型相同、层序韵律相同、流体黏度相同的原则,更加真实的模拟地层条件。实验结果表明,不同的注水方式及注水速度对模型的采收率有较大影响。采油井数多,单井控制面积小,采收率略高;而注水速度低,油井见水晚,含水率上升缓,可以有效提高采收率,这一过程也反映了重力分异的影响。水驱特征曲线拟合表明,该实验过程符合水驱特征,能够较准确地预测可采储量及采收率。     

落水岩地下河开发研究与示范

根据喀斯特地区特殊的地质地貌,探讨了喀斯特山区地下水库的成库条件及渗漏问题.并结合落水岩地下河的具体情况,对落水岩地下水库的成库条件进行了分析研究.提出了落水岩地下河的开发方式,并进行了示范,取得了良好的经济社会效益.     

玛湖砾岩油藏体积压裂开发后烃气混相驱提高采收率实验

在新疆玛湖致密砾岩油藏采用烃气驱大幅提高采收率技术,面临水平井体积压裂规模开发后,小井距下水力压裂缝网易形成气窜通道,影响气驱波及体积的问题。为研究压裂后水平井井网对烃气驱开发效果的影响,提出了玛湖致密砾岩油藏人工裂缝+基质注烃气驱油模式,基于该模式设计实验模型,利用拼接比例的不同造缝与未造缝全直径岩心模型进行气驱实验,明确压裂缝与基质关系。结果表明：通过烃气驱岩心采收率可达38.26%;全直径岩心造缝比例越高,采收率越低;小规模的压裂可以使采油速度更加平稳,同时可以获得更高的采收率;烃气驱结束后通过吞吐的方式可进一步提高采出程度7.1%。该项实验可以为烃气驱现场试验水平井压裂规模、合理井距及注气速度提供了具有现实指导意义的研究基础。     

贵州岩溶地下水库的研究现状与展望

本文对贵州省岩溶地下水库的成库原理、类型、工程地质条件和水质保护进行了综述,提出了岩溶地下水库下一步研究的一些设想.     

高密度电法在地下暗河探测中的应用—以石林诗玛溶洞为例

诗玛溶洞位于石林景区南东约3 km,具有较好的旅游区位优势。诗玛溶洞洞穴发育特征报道见于2003年,但受溶洞空间分布和地下暗河水流的影响,探明的范围较小,溶洞的走向不清,溶洞是否具有利用的价值不清。因此,为进一步了解诗玛溶洞的平面位置,利用溶洞随地下暗河分布的特点,布置20 m道间距的高密度电法工作。分析物探成果,了解溶洞顶端埋深和溶洞空间大小,经后期工作查证,在工作区范围内,物探推测地下暗河走向和溶洞空间特征正确,西面走向延伸1 200 m,东面延伸700 m,物探成果进一步明确了溶洞及地下暗河范围,高密度电法在地下暗河勘察中取得了较好的应用效果,诗玛溶洞具有开发利用价值。     

低渗致密油藏适度温和注水技术研究与矿场实践

为解决低渗致密油藏注水过程中,水相沿着裂缝水窜水淹、基质原油难采出、水驱采收率低等技术难题,以鄂尔多斯盆地延长组长₆储层为研究对象,开展驱替速度对水驱采收率影响的驱替实验并进行核磁测试分析,建立考虑毛管力的非稳态油-水两相水驱前缘推进数学模型,形成适度温和注水强度优化图版。结果表明,水驱油过程存在最佳驱替速度使得水驱采收率最大,实验中最佳驱替速度为0.06~0.08 mL/min。以延长油田ZC区块为例,调整注水强度为0.85~1.20 m³/（d·m）,采油泵沉没度控制在100~150 m,技术应用后水驱采收率从20%提高到24%。适度温和注水技术对低渗致密油藏提高采收率效果显著,研究成果为类似油藏高效注水开发提供了借鉴。     

高压低渗砂岩油藏储层驱替特征及影响因素

利用室内水驱油、氮气驱油驱替实验,对东濮凹陷深层高压低渗砂岩油藏驱替特征及影响因素进行研究.研究结果表明:随物性变好,两相共渗区变宽,驱替效果变好.水驱中相对渗透率曲线交叉点分布相对集中,气驱中气相相对渗透率曲线发散.气驱与水驱效果对比,特低渗储层气驱效果好,低渗及低渗以上储层水驱效果好.影响驱替特征的主要因素有驱替速度、净覆压力、两相启动压力梯度、储层物性.特低渗储层存在一最佳驱替速度,驱替时要求净覆压力尽可能小.水驱或气驱中驱油效率不会大幅度提高.气驱与水驱相比,其驱替特征的差异在于流度比、润湿性、储层微观孔隙结构及气、液渗流规律等的差异.