孔隙型碳酸盐岩储层注气注水提高采收率试验

中东地区部分碳酸盐岩储层类型以孔隙型为主,裂缝不发育,气测渗透率低,流体物性较差.以中东某油田S油藏为例,开展注气和注水可行性试验研究,并探讨其提高采收率的微观渗流机制.结果表明:受物性特征影响,储层注伴生气驱最小混相压力高,地层条件下不易达到混相驱替,但整体上岩心注烃类气驱效率要高于水驱效率,尤其当达到混相条件时,气驱效率明显提高;注烃类非混相驱油效率也相对较高,主要是由于储层原油黏度较高,气驱使原油体积膨胀,黏度降低,进而改善流动性;试验采用的水驱和气驱方式在微观上主要动用大孔隙中的可动流体,可考虑优化驱替方式进一步提高驱油效率.     

草舍油田CO2驱中沥青质沉淀分析及防治措施

CO2驱油容易引发地层原油中的沥青质沉淀,使渗透率降低、润湿性反转,造成地层伤害,降低注气采油效率。针对草舍油田泰州组油藏CO2驱实际,开展了CO2混相驱过程中沥青质沉淀条件、沉淀机理及其危害的研究,探讨了CO2注入参数与沥青质沉淀的热力学关系,获取了沥青质沉积前缘与注气前缘一致,在注入端、泡点压力附近沥青质沉淀最多,低驱替压差比高驱替压差对应的沥青质沉淀量高的实验结论。利用P-X相图表征第二液相与沥青质沉淀的关系,建立了油气多次接触过程中沥青质沉淀的相态预测模型,指出较低的CO2注入压力和较高的驱替压差或注入芳烃类溶剂有利于减少沥青质在近井地带沉淀,提高CO2驱替增油效果。     

气体示踪表征CO_2驱渗流特征实验研究

为描述地下CO2驱渗流机理及混相/非混相驱替特征,选取SF6作为CO2驱气体示踪剂,利用气体示踪响应曲线解释原理,从示踪剂曲线的注入体积、曲线峰值、峰宽、药剂回采率及后续曲线预测等角度,描述CO2在混相/非混相驱状态下的驱替特征。结果表明:CO2在混相/非混相驱状态下示踪剂响应曲线不同,示踪剂见剂峰值浓度对应PV数越小、峰宽越小、回采率越低、预测模型系数越小,则CO2混相驱特征越明显,反之为非混相驱替特征,而非混相特征的出现,将加速CO2与原油的两相分离,降低驱油效率。CO2驱油过程示踪监测对于掌握CO2地下渗流状态,提高驱油效果具有极为重要的矿场指导意义。     

注伴生富化气近混相多级接触驱替机理研究

根据近混相驱理论,适当选择注入气的组成,形成湿气或富化气,在低于最小混相压力下可能会形成蒸发凝析双重传质作用的近混相驱,在适当降低注入压力的同时能使驱替达到与混相驱相同的效果。以我国海上油田某一实际油藏为例,采用该油藏伴生的富化气进行回注,通过注入气体与地层原油之间互溶性膨胀实验以及多级接触PVT相态特征实验和模拟研究,描述了近混相驱多级接触过程中注入气和地层油之间组成变化特征以及PVT高压物性变化规律,探索了我国海上油田注伴生富化气近混相驱油机理。     

阿尔及利亚某油田富气混相驱长岩芯物理模拟

结合长岩芯（细管）实验结果,利用长岩芯驱替实验评价了富气混相驱注入时机、注入方式以及注入量对混相驱效果的影响。在油藏条件下,液化石油气与天然气摩尔比为36:64时,混相流体与地层原油能完全混相,与水驱相比,提高采收率在15%以上。在注入工艺参数中,早期注入有利于提高采油速度,交替注入有利于控制气窜,注入量对驱替效果和后续水驱压差影响较大,建议用数模方法优化注入段塞大小。     

基于孔隙尺度的低渗透油藏CO_2驱替特征研究

基于多孔介质油气两相渗流理论,采用截断威布尔分布作为孔喉特征分布函数,模拟储层岩心的气驱油过程,建立了能够反映多孔介质孔隙尺度的油气两相三维孔隙网络模型,推导了不同CO2驱替相态下界面张力及接触角计算公式。利用建立的孔隙网络模型,研究了相态变化对驱替效率的影响,从微观角度分析了不同CO2驱替相态下的驱替特征和驱油效果。结果表明:对于孔隙度以及颗粒分布状况相同的储层结构,在注入条件相同的情况下,与非混相驱替相比,实现CO2混相驱可以将原油的驱替效率提高约15%。     

低渗透油藏气驱注采压力系统诊断模型

注采压力系统对注气驱油效果影响很大。根据流场速度分布,提出气驱注采压力系统分析应首先关注主流线上的压力分布情况,实现"三维化一维";根据井间压力分布,明确游离态注入气尚未到达的油水两相共渗区为注采压力系统研究目标区,实现"三相化两相"。基于微分方程叠加原理提出并推导"拟单相"渗流压力扩散方程,进而建立气驱注采压力系统诊断数学模型,即"带移动定压外边界拟单相渗流"定解问题。首次区分"注入气-地层原油"体系和"注入气-油墙油"体系最小混相压力差异,即"两级混相"现象。应用新方法研究了井底流压对二氧化碳驱地层压力的影响,论证了增压见效阶段降低采油速度对实现混相驱的必要性,以及油墙集中采出阶段油井井底流压略高于"油墙油"泡点压力有利于维持混相的观点。研究成果对于矿场注气混相驱注采井工作制度的制定有指导作用。     

超低渗油藏超临界CO2驱油特征及原油动用能力

为明确超临界CO_2驱替特征,结合核磁共振技术对比了超低渗透油藏超临界CO_2非混相、混相驱及水驱对储层孔隙原油动用效果,明确了长庆超低渗油藏岩心内原油分布特征,对比了不同注入介质对不同孔喉内原油采出程度的贡献程度。结果表明:超临界CO_2混相及非混相驱的见气阶段是采出程度迅速增加阶段,气窜后驱油效率大幅降低,对比了不同驱替方式采出程度,油藏条件下水驱主要动用大、中孔隙;CO_2非混相驱主要提高中、小孔的采出程度;水驱及非混相驱均无法动用小于0.1μm的微孔内原油;而CO_2混相驱对小、微孔提升较大,在混相气驱后,大、中孔隙动用程度接近100%,小孔和微孔分别达到34%和10%。混相气驱效果最佳,其次为非混相驱与高压水驱,低压水驱对原油动用能力较差。研究为超低渗油藏驱油方式的选择提供了理论依据。     

原油空气氧化动态驱替实验研究

低渗透油田现有开采方式多为注水开发,采出程度低、含水率居高不下。采用物理模拟方法,结合实际参数,对低渗透油田L35区块进行了空气氧化动态驱替实验。实验结果表明,温度、压力、注采压差(注气速度)及油层渗透率是影响空气驱油效率的主要因素。在地层条件下,原油与空气难以达到混相,表现为非混相驱替特征。实验结果对现场开采提供了有效的技术支持。     

烃类气驱油效率影响因素实验研究?

为了研究压力、原油含气性质、烃类气体组成和气体注入方式对烃类气驱油效率的影响,分别利用细管和长岩心模型进行了不同实验条件下的气驱油实验。结果表明:随压力的升高,烃类气驱突破点驱油效率和总驱油效率均增大,且气体突破后高含气采油阶段提高驱油效率幅度逐渐减小,即压力越高气体突破后提高驱油效率幅度越小;随原油初始含气量的增大,烃类气驱突破点驱油效率和总驱油效率均减小,即原油初始含气量越高,烃类气驱油效率越低;随烃类气体中丙烷含量的增加,突破点驱油效率和总驱油效率均明显增大;均质模型中,水驱后烃类气水气交替驱油效率与水驱后连续注气相近,注入方式对烃类气驱油效率影响较小。     

玛湖致密砾岩油藏注烃类气混相驱油藏数值模拟

玛湖凹陷地区衰竭式开发直井初产高、递减快,常规注水开发不适应,通过注烃类气转换开发方式,可以大幅提高采收率。利用细管法测定注气试验区最小混相压力为41.71 MPa,玛湖地区目前地层压力条件下普遍可以实现混相驱;根据玛湖地区储层特征及地质力学参数,同时将天然裂缝及人工描述参与模拟,优化裂缝展布形态,建立了三维压裂缝网模型;基于压后缝网模型开展布井方式、注气速度及气驱油藏动用规律研究。结果表明,水力压裂平均缝网长轴173.90 m,最长846.90 m,短轴6.44 m;采油井部署井轨迹距顶2/3厚位置,气体波及范围更大;以维持混相为目标优化注气量,设计前10 a水平井单井日注气5.5×10⁴ m³,后10 a日注气4.0×10⁴ m³,试验区采收率可达22.5%;注入烃类会优先沿着采油井压后长压裂缝驱替,优先动用该区域原油,造成注气波及范围不均匀;随着烃类气体的注入,沿驱替前沿原油黏度大幅降低,同时,由于注入烃类气体与原油发生混相,通过蒸发气驱作用,注气5 a后采油井SRV范围内剩余原油黏度明显增大。此研究可以有效指导玛湖注烃类气体提高采收率试验现场开发技术政策制定。     

人工气顶稳定气驱条件及其影响因素

为了开发倾斜断块油藏构造高部位的剩余油,提出了人工气顶稳定气驱(artificial gas cap stableflooding, AGCSF)方法。在明晰人工气顶稳定气驱机理的基础上,以注N_2形成人工气顶(artificial gas cap, AGC)为例,运用油气两相渗流理论和Dietz模式几何关系,明确了倾斜油藏人工气顶稳定气驱的条件,建立了保持气驱前缘界面稳定运移的临界速度模型。研究认为,气顶气驱速度小于临界速度是人工气顶稳定气驱的前提条件;重力、浮力、毛细管力、黏滞力和多相流动中所产生的各种附加阻力是人工气顶气驱前缘界面气油界面稳定的主要力学机制;原油相对渗透率、地层原油黏度、地层原油密度、地层次生气顶气(N_2)密度是影响临界速度的主要因素,且原油相对渗透率、地层原油密度越大,地层原油黏度、地层次生气顶气(N_2)密度越小,稳定气驱速度越大,越有利于人工气顶稳定气驱油。实例验证结果表明:新模型考虑的影响因素全面,且更为科学、合理、可靠;Y47X28断块古近系沙河街组二段1砂组油藏人工气顶稳定气驱速度小于其次生气顶气侵临界速度1.07×10~3m~3/d时可以实现稳定气驱。研究成果与认识可为倾斜油藏人工气顶稳定气驱开发关键技术的研发,为倾斜断块油藏阁楼油的高效开发提供理论基础和技术指导。     

室内注二氧化碳微观驱油机理研究

通过大庆外围特低渗透储层岩芯一维物理模拟实验,研究注水、注气、注水转注气这3 种方式的驱油微观机 理,对现场注水转注CO2 提出可参考性建议。实验中主要利用了CO2 的萃取、降黏等特点,与水驱相比,CO2 驱驱油 效率更高,增油效果明显。实验表明：对于低渗透储层,注水开发效果最差,约为40%;不同注水时机转气驱效果均好 于水驱,而且注水时机越早采出程度越高,在10% ～20% 含水率转注气能有较好的经济效益;注气驱采出程度最好且 采出程度都能达到67% 左右。通过核磁信号测量,对比不同开发方式的剩余油分布可以得出,水驱和气驱动用的主要 都是大孔隙中的油,而水驱转气驱由于CO2 的波及范围更广,能对小孔隙中的部分原油进行动用。     

注气混相及非混相驱替物质平衡方程式

常规物质平衡方程在油田已广泛应用,然而对油田注气物质平衡方程的研究较少。注入气与油藏油接触时,油气体系间会发生相传质和传热,由于气体溶解于油中引起油的体积膨胀,所以注气过程中物质平衡方程与以前传统的没有考虑相间传质作用的物质平衡方程不同。从物质平衡原理和膨胀理论出发,建立起了注气混相及非混相驱替和气水交替注入过程物质平衡方程式。该物质平衡方程考虑了油气体系相间传质作用和油中溶解气体后的体积膨胀,为注气开发油藏的开发动态分析及预测提供了一种有效的手段。     

低渗透油藏气驱“油墙”几何形态描述

在界定气驱类型的基础上,阐述了高压注气"油墙"形成过程。将气驱"油墙"形成机制概括为"差异化运移"和"加速凝析加积";并首次区分出控制气驱见效高峰期生产效果的"先导性显式油墙"和"伴随性隐式油墙"两种类型。基于简化实际气驱过程的"三步近似法"、物质平衡原理和低渗透油藏气驱增产倍数等概念,给出了见气见效时单井组内"先导性显式油墙"的形态、宽度、高度、面积、周长、体积等几何产状要素的定义和描述方法。进一步提出"油墙集中采出体积"和"油墙集中采出时间"概念及其计算方法,为见效高峰期持续时间估算和气驱开发阶段定量划分提供了理论依据,也为注气开发方案编制提供了必要依据。     

特低渗透油藏注气驱长岩心物理模拟

西部某油藏的储层物性为低孔特低渗,平均孔隙度12.32%,平均渗透率2.1×10-3μm2,在开发过程中存在注水困难的问题.为了研究油藏注气可行性,在室内进行长岩心驱替实验,得到了不同气体(CO2、N2及烃类干气)改善原油物性的效果,以及注入不同流体(纯水驱、纯N2驱、纯CO2驱、烃类干气驱、N2泡沫驱)提高原油采收率的效果.研究结果表明:在CO2、N2及烃类干气中,CO2能明显改善原油的物性,对原油的降黏效果和膨胀效果较明显,而N2和烃类干气对原油的膨胀不是很明显.与注水相比,注入4种气体都可以大幅度提高特低渗油藏的采收率.在4种气驱中,N2泡沫驱的驱油效率最高,达到57.12%,但驱替压差随着驱替进行而一直升高,而且在实验过程中注入压力超过了地层破裂压力,且注入量也达到7.10 PV的体积,现场实施时应引起高度重视.其次是纯CO2驱,N2驱最差.     

气体混相驱与最小混相压力测定研究进展

气体混相驱具有对地下环境影响小、采收系数高、可同时实现温室气体封存等优点。在优选注气工艺时,岩芯驱替实验、气体与原油的最小混相压力测定（MMP）是油藏实现混相驱的基础。针对上述问题,首先讨论了混相驱岩芯驱替实验的影响因素,其次分析了地层温度、气体组成、原油组成等条件对MMP的影响,再次,对比分析了不同测定MMP的实验方法,最后,对近年来新研发的MMP测试手段进行了归纳总结。当用天然岩芯进行混相驱研究时,为达到混相建议选择尽可能长的岩芯。MMP的测试手段种类繁多,但目前仍未形成公认的实验方法。     

提高三元复合驱现场应用效果的技术途径

双河油田IV5~IV11层系油藏温度81 ℃、原油黏度3.3 mPa·s、综合含水97.9%、采出程度53.3%,呈现出典型的东部老油田水驱低效益开发特征。为了改善IV5~IV11层系开发效果、大幅度提高采收率,集成应用了驱油效率高的三元复合驱技术、扩大波及体积的层系重组井网调整技术和防止窜流的化学驱全过程调剖技术。室内研究和现场应用效果表明,3项关键技术产生多种协同效应,在扩大波及体积的基础上大幅度提高了驱油效率,取得优异的增油降水效果。截至2017年12月,IV5~IV11层系累计注入0.72 PV化学体系,累计增油26.09×10⁴ t,中心区峰值含水由97.9%降至90.2%,日产油由23.0 t升至106.1 t;阶段提高采收率10.2%,预计最终提高采收率14.2%。