页岩气新型“井工厂”开发技术研究现状及发展趋势

新型"井工厂"开发技术的运用使北美页岩气藏勘探开发获得巨大成功,拓宽了天然气勘探开发空间。它能降低工程成本、提高资源与设备利用率、缩短建井周期、大幅度提高作业效率。基于国内外文献调研及实地考察,介绍了"井工厂"技术的研究现状,详细阐述了该技术的概念及特点,总结了页岩气"井工厂"开发关键技术,分析了国内外"井工厂"技术应用中存在的问题,重点对国内"井工厂"实际应用情况做对比分析。并指出,我国目前处于探索试验阶段,钻井、完井及压裂技术等还不能完全满足"井工厂"作业要求,尚未形成一套成熟的"井工厂"模式。因此,建议树立全过程"降本增效"理念,借鉴吸收苏里格模式及海洋平台丛式钻井理念,制定页岩气"井工厂"作业的健康安全准则与环境污染评估体系,大力研究与发展"井工厂"配套智能化设备及技术,以期对页岩气及其他非常规油气资源的勘探开发具有借鉴意义和指导作用。     

底水油藏高含水期剩余油挖潜可视化驱油实验

C油田馆陶组油藏为强底水油藏,储层物性具有高孔、高渗特征,经过长期天然能量开采,整体进入高含水开发阶段,亟待探索新的补充能量方式,提高剩余油动用程度。研究为了实现油藏开发过程模拟的可视化,结合油藏实际情况,设计了满足几何相似条件的物理胶结模型和两组不同介质(活性水,气体和泡沫交替)驱替实验,利用X射线安检机直观了解岩层中流体渗流情况、底水锥进现象以及剩余油分布特征。研究表明：大尺寸平板模型实验能够直观地描述底水油藏水锥形态;2组实验在初始底水驱阶段水驱规律相同,水驱采收率达到42%,波及范围有限,井间和顶部剩余油富集;活性水驱阶段提高采收率0.73%,剩余油动用程度不高,顶部剩余油富集;气体和泡沫交替驱可有效动用井间和顶部剩余油,较水驱提高采收率2.14%。     

应力敏感对东方1—1气田开发指标的影响

东方1—1气田中深层黄流组气藏为典型异常高压气藏,压力系数在1.9～2.3,气藏开发过程中必然存在明显应力敏感特征。结合室内岩芯实验及数值模拟手段开展系统研究,掌握气藏应力敏感程度及其对气藏生产动态的影响。研究表明,东方1—1气田中深层黄流组储层岩芯渗透率与有效应力符合幂函数关系;应力敏感对气井压力分布、压降漏斗存在一定程度的影响,井底附近压力差异最大;考虑应力敏感时,东方1—1气田稳产期由5.75a降低至5.00a、评价期末采出程度降低1.92%。研究成果对合理开发该气藏、确定合理生产制度以及产能评价、计算气藏动态储量等具有指导意义。     

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.     

原油在开采运移过程中沥青质沉淀规律及组成——以准噶尔盆地高探1井为例

采用高温降压模拟实验技术,探讨了不同温度、压力条件下高探1井原油沥青质沉淀过程及沉淀量,结合ICP-MS和傅里叶变换离子回旋共振质谱技术,明确了沉淀物沥青质分子组成及金属元素组成,解释了准噶尔盆地高泉背斜高探1井油藏沥青质沉淀原因。研究结果显示,温度、压力和无机矿物中金属原子是高探1井沥青质沉积的外部影响因素,其中压力是最关键因素。在134℃恒温条件下,当压力降至88.9MPa,原油中沥青质开始迅速沉淀,压力降至74.3MPa以下时,沥青质沉淀速率明显降低,压力降至泡点压力后,沥青质又开始大量沉淀。在105℃恒温条件下,压力降至80 MPa和20 MPa时,加入无机矿物原油的沥青质沉淀量较未加无机矿物的原油同比增长了16.7%和3.8%,说明无机矿物对沥青质沉淀具有促进作用。通过分析无机矿物组分显示,沉淀物中金属元素主要有钙、钡、钠、铁等,其中钙含量最高,为4.96%,其次是钡含量为3.16%。高探1井油藏原油沥青质中富含高缩合度、多氧原子类组分,该类组分在地层条件溶解于原油中,在温度、压力下降过程中,原油溶解能力下降,高缩合度组分由于溶解性低易于从原油中沉淀出来,并且由于富含强极性多氧原子组分,易与来自地层矿物中的金属原子形成更稳定的络合物结构,两者协同作用加速了沥青质沉淀。     

废弃凝析气藏注水开发可行性研究

目前全世界凝析气田开发主要采用衰竭和注气两种开发方式.在我国除少数气田采用注气开采方式以外,衰竭式开采是主要开发方式.注气由于诸多条件的制约,广泛应用受到限制;而衰竭式开采凝析油采收率低,对于凝析油含量高的气藏开采效果不好.注水开发凝析气藏是一新的开发方式,在国内对此方面研究较少,值得探索.此次研究以大港板桥废弃凝析气藏室内岩心注水驱替实验为基础,对水驱的可行性及其机理进行探讨.实验表明:凝析油和天然气的采收率最高可分别增加3.39%和10.11%;较高速度下注水效果好于在低速下水驱效果;存在一最佳注水量;在废弃压力条件下注水效果优于复压后注水效果.     

非线性渗流条件的低渗油藏产能计算方法

为了准确评价低渗透油藏的产能动态规律,针对低渗透油藏的渗流特点,建立了考虑非线性渗流特征的产能计算模型,并用Newton-Raphson方法对模型进行求解.结果表明:用启动压力梯度方法计算的产量将比用非线性渗流方法计算的产量低,特别是在井底流压较大时;而用达西方法计算的产量比用非线性渗流方法计算的产量高,特别是在井底流压较小时.非线性渗流方法比传统的启动压力梯度方法更能够反映低渗透油藏的渗流规律.     

细管长度对烃类气-原油最小混相压力的影响及其改进预测模型

低渗透油藏烃类气-原油最小混相压力（MMP）确定及影响因素评价一般多采用数值模拟方法,缺乏烃类气驱室内物理模拟实验。细管法是一种快速、准确确定最小混相压力及油藏采出程度的实验方法,本文以塔里木深层碎屑岩油藏注烃类气混相驱替为例,通过采用15 m、30 m、45 m不同长度的细管作为实验变量,探究细管长度对最小混相压力以及油藏采出程度的影响并进行对比分析,实验结果表明：随着细管长度的增加,最小混相压力由60.4 MPa降低至56.3 MPa,油藏最终采出程度由91.51%提高至92.88%,即注采井距越长,注入气与原油混相相率越高。最后,基于遗传优化算法（GA）,提出了一种考虑细管长度的MMP预测改进模型,该模型选取油藏温度、原油中间组分摩尔分数、原油挥发组分摩尔分数、原油C7+分子量、注入气临界温度为自变量。结果表明：针对本次3组实验数据,改进的MMP模型精度较高,预测误差分别为0.08%、0.24%、0.34%,具有良好的预测能力。该研究为细管参数对烃类气驱最小混相压力影响因素分析以及最小混相压力计算,提供了一种参考方法。     

非均质油藏注采井组均衡驱替效果研究

受地质情况、井网条件、配产、流体物性的影响,在实际油藏实现完全均衡驱替是不可能的。对于非均质油藏,必须最大限度地追求相对较高的均衡驱替,实现原油最大采出效益。数值模拟研究表明:井距和配产对注采井组均衡驱替有很大影响,且同一地质模型,存在一个无因次均衡驱替井距和产量;利用渗透率极差对无因次均衡驱替井距和产量的影响,可确定非均质油藏最优井距和最佳配产。     

低渗致密气藏启动压力梯度测试方法讨论及分析

气体在低渗致密气藏储层中渗流普遍存在启动压力梯度(λ)现象,渗流法与气泡法是测试该参数两种主要手段;究竟在实际工作中应采用哪种方法来获取该参数,存在较大争议。首先分别采用气泡法及渗流法测试了10块岩样λ,剖析造成两者测试结果差异的根本原因;然后基于76块岩样气泡法测试值,建立综合考虑渗透率及含水饱和度影响的预测λ经验关系式;应用该方程与其他21块岩样气泡法测试结果进行对比。研究表明,气泡法及渗流法反映气体流动特征不同,气泡法描述的是气体从静止到流动的最大压力梯度,而渗流法表示气体保持连续流动所需要的最小压力梯度;气泡法测试过程更加符合启动压力梯度定义。渗透率及含水饱和度是影响启动压力梯度关键因素;建立的经验预测关系式较好地考虑了气藏物性及含水特点,计算值与实验测试值吻合较好。