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。     

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。     

溶洞单元水驱油机理实验研究

为了研究溶洞介质中水驱油规律,结合油田现场资料,根据相似理论确定物理模拟模型及实验条件,制作了单一溶洞充填模型;并提出了无因次重力数的概念,对该模型进行水驱油实验。研究了不同充填程度、注采位置、不同充填类型,模型的油水替换效率及水驱后的剩余油分布情况。研究发现:低注高采时,油水的重力分异作用明显,油水的替换效率高,因此剩余油饱和度较低,采收率较高;高注高采时,通过无因次重力数的大小来判断重力与黏滞力对油水替换效率的贡献程度,得到无因次重力数为0.18,注水速度在40 m L/min附近时,油水替换效率较高,注水开发效果最佳。对溶洞型碳酸盐岩油藏进一步提高采收率具有重要的指导意义。     

缝洞单元水驱油注采机理实验研究

为了揭示缝洞型油藏的注采机理,研究缝洞介质的水驱油规律,制作了二维平面规则缝洞网络模型;开展了物理模拟实验和数值模拟研究。研究了注采井网、注入速度、裂缝非均质性对水驱油含水率、采收率以及剩余油分布规律及形成机制的影响。研究发现:在二维平面上,重力分异作用较弱,注采井网是控制缝洞网络剩余油分布的主要因素。适当改善注采井网,可以控制更多的缝洞网络,有效驱替缝洞内剩余油。在一定注入速度范围内,注入速度越大,模型注入压力越高,惯性阻力的影响越大,采收率越高,注入速度越小,生产井提早见水,含水采油期延长。裂缝非均质性,导致压力分布不均,油水流动速度各异,导致部分原油被滞留在溶洞内,无法被有效驱替出来,从而形成绕流油。     

缝洞型油藏不同井间连通模式对调剖的影响

针对碳酸盐岩缝洞型油藏的井间连通模式,依据储集性宏观上相似、连通关系具有可借鉴性的原则,设计制备裂缝网络和裂缝-溶洞两种简化的缝洞岩心物理模型,通过凝胶调剖实验,研究了不同井间连通模式对调剖的影响。结果表明:两种简化物理模型的含水率变化均表现为经过一段无水采油期后暴性水淹,注凝胶调剖后含水率明显下降,与裂缝-溶洞模型相比,裂缝网络模型含水率下降幅度较大,且后续水驱过程中含水率上升较慢;裂缝网络模型的水驱采收率、最终采收率和采收率提高程度均高于裂缝-溶洞模型;裂缝网络模型注凝胶调整吸水剖面、扩大注入水波及体积的作用更明显,调剖效果更好。     

缝洞型油藏剩余油的主要存在形式分析*

将“拟颗粒模拟技术”应用至缝洞型碳酸盐岩油藏,设计多尺度缝洞网络概念模型,分析模型的水驱过程,揭示：由于溶洞和油井配置关系不理想,溶洞顶部滞留的洞顶剩余油和由于高导流通道而未被水体波及的剩余油是缝洞型油藏剩余油的主要存在形式。由模型的含水变化特征类比实体油藏单井的见水规律,选塔河4区S48单元TK412井为类比对象,在三维地质模型基础上,从储集体最高点逐级向下切片,按网格积分初步估算TK412井控制溶洞顶部滞留的“洞顶剩余油”110×104 t。分析表明：油井含水达90%以上,仍然存在大量剩余油,油藏开发潜力极大。     

缝洞型油藏剩余油形成机制及改善开发效果研究

采用数值模拟方法研究了缝洞单元剩余油形成机制和改善水驱开发效果方法。研究表明：油水重力分异作用导致溶洞内残余油和束缚水含量决定于流出侧缝洞连接点位置,从而得到了残余相饱和度表达式;油水密度差、缝洞连接关系和缝洞单元压力系统是影响缝洞型油藏剩余油形成和分布的三个因素,油水密度差是根本原因,缝-洞连接关系是主控因素,而缝洞单元压力系统则属于次要原因;提出了水驱后续注气开发、高含水期转换注采关系开发、注水井提液开发三种提高采收率技术,可不同程度降低剩余油饱和度,但各种方式的优劣并不是绝对的,需要根据缝洞连接方式和注采井与缝洞单元连接位置进行优选。     

高渗条带控制下剩余油微观赋存特征

特高含水期砂岩油藏中普遍出现高渗条带,为研究其控制下剩余油分布特征,在储层高渗条带条带动静态特征分析的基础上,建立二维刻蚀模型,通过微观驱替试验研究不同级别高渗条带控制下注入水波及及微观剩余油赋存特征。研究结果表明,对于存在高渗条带的模型,增大驱替流速仅对绕流式剩余油的挖潜有效,而对包围式簇状、并联式喉道状、死角式点状剩余油影响不大,说明单纯提高驱替流速已不能作为动用高渗条带下剩余油的有效方式,研究结果为特高含水期油藏提高剩余油采收率提供了理论基础。     

缝洞型介质结构对水驱油采收率影响的物理模型实验研究

为了研究缝洞型油藏的复杂结构对水驱油的影响,制作4类17个不同结构的缝洞介质物理模型,开展一系列水驱油物理模拟实验.结果表明:①单缝连通单洞的缝洞型介质,洞在缝上时水驱油最终采收率低,洞在缝下时高.②单缝不同洞密度的缝洞型介质,水驱油的最终采收率随着洞密度的增大而减小.③洞隙度比增大,水驱油的最终采收率减小.④缝洞网络结构对水驱油采收率有重要影响;相同连通度的网络结构,存在洞时最终采收率小;连通度越大,最终采收率越小.实验结果表明重力、洞密度、洞隙度比以及缝洞网络结构对缝洞型介质水驱油的采收率有重要的影响.研究结果对提高缝洞型碳酸盐油藏的水驱油采收率具有重要的指导作用.     

基于Fluent与Hernandez模型的缝洞型油藏水驱油机理及影响因素分析

针对碳酸盐岩缝洞型油藏剩余油分布问题,利用Fluent软件进行油水分布特征研究。在不同参数取值下,对Hernandez模型进行计算。将复杂的缝洞结构简化为4种几何模型。分析缝洞结构、驱替水的注入速度和油的运动粘度和油水粘度比4种因素对剩余油分布的影响,归纳缝洞内流体流动规律。数据分析结果表明:驱替水进入缝洞占据原油空间位置是水驱油的主要采收机理;水注入的速度会影响缝洞的初期出油率,但不会影响缝洞内极限原油剩余率;油水粘度比越高,原油采出率越高,缝洞内剩余油量越少;在水驱前缘位置所受到的粘性力越大,越有利于油水互相扩散;扩散系数对于不同的缝洞类型有不同数量级的取值。     

分层注采三元复合驱对大庆二类油层适应性评价

为了克服传统小岩心驱油实验在宏观尺度上的局限性,制作了三层非均质性三维平板径向流物理模型,在五点法井网条件下,分别开展笼统注采三元复合驱和分层注采三元复合驱实验,研究驱替过程中三个层位沿主流线方向上压力分布状况、采出液粘度和界面张力变化情况以及三个层位上每一点处含油饱和度变化情况,对比分析两种注采方式下的驱油效果和剩余油分布特征。研究结果表明,波及效率是影响非均质油藏最终采收率的一个非常重要因素,而分层注采能够有效提高水驱阶段中渗、低渗层的波及效率;在三元复合驱开始后,驱油剂在中渗、低渗层中运移距离更远,发挥作用时间延长,基质动用程度和最终采收率大幅提高。本实验的研究结果为油田矿场开发方案的编制提供了理论指导和参考依据。     

用于注聚驱后的含有中强缓冲碱三元复合体系研究

针对胜利油田孤岛河滩油区注聚驱后,开展改性天然羧酸盐/缓冲碱/聚合物三元复合驱研究。先对改性天然羧酸盐SDCM-2的界面活性及其影响因素进行了系统的研究,然后通过室内物理模型实验,研究了水驱、聚驱、缓冲碱ASP复合驱的驱油效果,当复碱质量分数为1.5%（碳酸钠与碳酸氢钠质量比为1：1）,SDCM-2质量分数仅为0.1％时油水界面张力就能达到超低; 在注聚驱后, 缓冲碱ASP复合驱室内驱油效率为18％OOIP;最后开展可视化微观模型驱油实验,直接观察了流体在孔隙介质内的流动形态。实验结果为：ASP体系进入模型中,能够使注聚后束缚残余油重新启动,使油块变形、拉细,通过毛细管喉道,渐渐形成油墙向出口处运移。表明缓冲碱ASP复合驱能够有效扩大波及体积、提高洗油效率,从而使驱油效率得到有效提高,该方法是注聚后提高采收率的有效方法之一。     

水驱突破前后注聚对聚合物驱效果影响

在油藏尺度上,聚合物可以通过提高驱替相的粘度进而将驱替相波及效率大幅度的增加。无论是水驱还是聚驱原油,微观波及范围的大小决定了宏观的驱油效果,注入时机就是影响波及效果其中一个关键因素。因此,本文以水驱突破时刻为注聚时机的分界点,采用微观可视化实验,研究不同注入时刻对非均质模型原油波及效率和采收率的影响,对比分析最佳注入时机。结果表明：水驱突破前转注聚可以使采收率达到50.26 %,直接注聚的采收率为40.01 %,水驱突破后转注聚的采收率为35.18 %。而且水驱突破前转注聚中,残余油分布以油水混合状和孤滴状,其次是斑块状和网络状。表明突破前转聚效果最好,为最佳的聚合物注入时机。     

塔河缝洞型碳酸盐岩油藏注气提高采收率物理模拟研究

鉴于塔河缝洞油藏单井注气吞吐试验取得了较好采油效果,为将注气技术从单井吞吐向单元区块进行推广,有必要优化缝洞型油藏单元注气方式。本文首先通过岩板刻蚀缝洞模型来研究不同气驱方式的产液特征、产液规律,在此基础通过具有类似缝洞结构的玻璃刻蚀模型开展可视化物理模拟研究来定性解释上述规律产生的机制。板状模型物理模拟研究发现,缝洞模型水驱后以不同方式注气,第一阶段皆表现为产水、不出油;不同注气方式产油速度、采收率增值差别较大。从采油速度看,转单纯注气效果优于气水同注、气水交替和注泡沫;从采收率增值看,泡沫驱 >气水同注> 纯氮气驱 >气水交替。研究表明,水、气体、泡沫在缝洞介质中流动特征可概括为：气往高处去,水往低处流,泡沫高低都能走,上述驱替介质在缝洞模型中特定的行进方式决定了其对水驱剩余油的作用机制和产液特征。     

北小湖油田油层冷伤害实验研究

对北小湖油田高含蜡高凝固点原油析蜡对油层产生的冷伤害进行了室内驱替实验 ,实验结果表明 ,当油层出现冷伤害后 ,岩心的残余油饱和度增加 ,驱替效率大幅度降低 ,且油水的渗流阻力同时增加。建立了单井温度场数值计算模型 ,并对北小湖油田注水井温度场进行了计算。结果表明 ,注入流体的温度越低 ,冷伤害越严重 ;注入速度越大 ,冷伤害范围越大 ,且油层部位一旦被水淹 ,温度将迅速降低 ,之后随注入时间的增加逐渐趋于地层温度     

注入时机对低矿化度表面活性剂驱油的影响

近年来,针对低矿化度水为注入液的研究结果表明,低矿化度水在一定程度上有提高采收率的作用。相比于低矿化度水驱,低矿化度表面活性剂驱在提高采收率方面具有更大的优势。然而,低矿化度表面活性剂注入时机对驱油的影响缺乏相关研究。选择一种能在低盐度环境下获得油水超低界面张力的阴离子表面活性剂KPS,在不同转注时机下进行低矿化度表面活性剂驱油实验。结果表明,注入时机对采收率、含水率、注入压力及降压率都有较大影响。注入时机越早,最终采收率越高,当高矿化度水驱至含水率分别为60. 5%、81. 5%、98. 1%后转注低矿化度表面活性剂,采收率增值为38. 9%、25. 3%、15. 7%,最终采收率为74. 3%、67. 8%、65. 1%;注入时机越早降压率越低,降压率最大差值为33. 1%。     

鄂尔多斯盆地长7致密油储层二氧化碳驱油实验

鄂尔多斯盆地长7致密油储层具有致密和低压的特征,采用常规注水开发存在采收率低的问题,从而制约了致密油的开发效果。针对鄂尔多斯盆地长7致密油储层注水开发采收率低的问题,基于CO_2驱油细管实验、原油流变性测试实验、CO_2浸泡岩心实验以及岩心驱替实验,并结合润湿接触角测试方法和核磁共振成像技术,研究了长7致密油储层CO_2驱油的增产机理。研究结果表明:长7致密油最小混相压力为23.9 MPa,在长7致密油储层CO_2驱过程中,注采井间CO_2非混相驱占主导,在注入井附近局部区域可能出现混相驱;在地层温度压力(75℃,18 MPa)条件下,未溶解CO_2原油的黏度为8.87 mPa·s,溶解CO_2的原油黏度为7.99 mPa·s,其黏度降低幅度为9.9%;CO_2水溶液浸泡24 h后,长7致密砂岩的润湿接触角从66.1°降低到54.0°,亲水性增强;水驱致密砂岩岩心的驱油效率为47.2%,CO_2的驱油效率为71.5%,较水驱提高驱油效率24.3%,且致密砂岩渗透率越高CO_2驱油效果越好。实验证明CO_2驱可以显著提高长7致密油储层的驱油效率,是长7致密油高效开发的重要技术。