气驱点滴水改变渗流阻力驱油实验研究

低渗透油藏注气开发极容易发生气窜,导致采收率降低。本文研讨一种新型驱替方法,在注入气体的同时,点滴注入水,从而增大驱替相的渗流阻力,减少气窜。随气液比的降低,压力上升无量纲值增加。点滴频率越快,压力上升无量纲值越大,即渗流阻力越大。     

顶部注气重力驱技术在底水油藏应用探讨

顶部注气重力驱技术在国内油田现场应用仍处于“摸石头过河”探索阶段。通过综合考虑油藏地质参数、开发参数等方面因素,初步定性、定量建立了适合注气重力驱油藏筛选条件,并以国内首个开展实施顶部注气重力驱技术的西部某底水砂岩油藏为例,结合油藏工程法、数值模拟法、现场动态及监测结果等开展注气重力驱油藏方案要点、估算注气规模、开井时机优选及气液界面稳定性研究,论述了注气重力驱关键技术注入优化控制技术、生产井开关井控制技术、注采优化射孔技术、动态跟踪及调整技术,最后,针对控制气液界面稳定性提出“注采兼顾、分区控压限产、追踪界面调整”开发技术政策。     

顶部注气稳定重力驱技术有效应用探讨

顶部注气稳定重力驱是所有注气非混相驱中提高采收率幅度最高的最新开发方式,对影响顶部注气稳定重力驱关键因素及应用到国内油田现场需考虑的因素进行了重点研究。研究认为,气油界面稳定性是顶部注气稳定重力驱实施成功与否的关键,地质因素的地层倾角、储层非均质性（韵律性、隔夹层、高角度裂缝等）和开发因素的临界注气速度、区域注采比是影响气油界面稳定性的关键因素;通过量化由于特殊的生产工作方式造成的初期产量阶段损失,为油田现场选择最佳实施顶部注气稳定重力驱时机提供可靠依据,并以中国西部某油藏为例,提出“注采兼顾、分区控压限产”的注气采油新开发技术政策,为国内其他类似油藏实施顶部注气稳定重力驱技术提供抛砖引玉的作用。     

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。     

广适水驱特征曲线的适用性及应用方法研究

水驱特征曲线法是利用生产资料预测水驱开发油田进入中高含水阶段以后水驱可采储量的重要手段之一,国内外学者提出并改进形成了70多种水驱特征曲线,但适用条件和预测精度各有千秋,制约着水驱特征曲线应用的效率及效果,行业标准中推荐的水驱特征曲线也在根据实践认识不断变化。本文首先通过分析广适水驱特征曲线及常用水驱特征曲线的物理意义,认为广适水驱特征曲线具有较强的适用性,提出了常用水驱特征曲线谱系图,进而建立了近似理论曲线、广适曲线、丙型曲线、丁型曲线之间内在关系的认识;接着基于丙型、丁型水驱特征曲线提出了广适水驱特征曲线的简易求解思路,建立了广适水驱特征曲线在层状水驱、底水驱或者两种方式并存油田中的应用方法,将具有唯一解的常用水驱特征曲线优选问题转化为广适水驱特征曲线与丙型、丁型曲线联合求取唯一解问题;最后以海上多个典型油田为例进行了应用,大幅提高了不同水驱方式下水驱可采储量预测精度及决策效率。     

特低渗透油藏驱替特征

为了深入研究特低渗透油藏水驱油的渗流规律,建立了考虑启动压力梯度的一维油水两相驱替数学模型并进行数值求解,分析了启动压力梯度和渗透率的非均匀分布对特低渗透油藏驱替特征的影响。计算结果表明:启动压力梯度的存在导致平均含水饱和度降低和地层压力升高,驱替效率降低;渗透率从小到大驱替时驱替效果更好。该成果为特低渗透油藏的合理开发提供理论指导。     

注气开发驱替前沿的离散渗流模型

注气开发生产过程中产生的驱替前沿是一个气油交替的突变界面,在数学上是一个间断界面。常规的Muskat分相渗流模型只适用于连续介质的油藏,根据气驱毛细管中的驱替现象,将通过前沿界面的产气量分解为2部分,即气驱油和气驱气产生的流量,以渗流微元为对象,建立了离散形式的渗流模型。通过实例可以发现,分相驱替加权法模型预测的注气饱和度的分布更为合理。     

孔隙介质中非混相微观驱替机理及影响因素

石油工程注水开发过程中,存在着多种微观驱替机理。对活塞型驱替机理、海恩斯跳跃、爬行机理、卡断机理、小孔包围大孔机理、指进机理和绕流、粘附现象、部分膜流动机理、汇聚现象等驱替机理分别进行了综述和探讨。这些驱替现象能否发生、发生的相对重要性依赖于外部条件(如注入速度、注入压力)、孔隙介质的微观几何形状及结构形态、流体性质、储层特性以及两流体之间的界面张力等。结合薄片岩心动态驱替模型实验结果及相关文献,简要指出了各种驱替机理的影响因素。     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏注气驱油提高采收率机理研究

为了研究塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏注气替油提高采收率机理,开展了原油物性实验、相态分析和注气驱油数值模拟研究。结果表明:塔河油田注氮气驱油为非混相过程,注二氧化碳驱油为混相过程;注氮气驱油的作用机理为降低原油黏度、体积膨胀补充地层能量、驱替微小孔径中的原油及重力分异形成人工气顶置换顶部剩余油;注二氧化碳驱油的作用机理为降低原油黏度、体积膨胀补充地层能量及降低油气界面张力;非混相注气驱油比混相开发效果好。     

次生底水油藏的三元复合驱替特征及影响因素

原生整装油藏经过长期注水开发后,逐渐演化为次生底水油藏。次生底水油藏的剩余油类型包括中上部的弱动用可动剩余油、中下部水驱绕流式可动剩余油和高水淹区的水驱后残余油。对该类型油藏开展三元复合驱以进行挖潜。利用油井生产数据,将三元复合驱替历史分为驱油剂的受效前期、持续受效期和受效后期3个阶段,确定驱油剂持续受效期时间跨度。利用驱替特征曲线定量化确定各井在驱油剂持续受效期的驱替能力,同时分析了影响驱替效果的工程和地质及化学因素。结果表明,次生底水油藏的三元复合驱开发特征与常规底水油藏开发明显不同,而工程和地质因素对该两种油藏类型生产特征的影响作用是相似的。驱油剂中的聚合物组分对整个开发历史的油水渗流具有重要的影响。     

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。     

特低渗油藏注CO2驱油微观机制

 利用核磁共振仪、原油气相色谱仪、细管实验和特低渗透岩心物理模拟实验,对细管实验的CO₂非混相驱和混相驱驱替原油过程中的产出物和残余油进行取样分析,并结合核磁共振实验分析结果得到特低渗透油藏注CO₂微观驱油机制.结果表明,CO₂非混相驱主要是萃取C₁₈以前的组分,而CO₂混相驱,不但可以萃取C₁₈以前的组分,也能萃取C₁₉—C₂₅的组分,初期主要萃取低碳分子的组分,随着驱替的进行,逐步萃取较高碳分子的组分;与原油组分和非混相驱的残余油组分相比,混相驱的残余油中轻质组分所占比例减少,中间组分和重质组分所占比例较大,导致残余油黏度变大;在非混相气驱和混相气驱时,由于残余油黏度发生变化和胶质沥青沉淀,使岩心孔隙中一部分流体变成不可动流体,核磁共振图谱发生左移现象.     

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。     

不同注入气体下低渗油藏注气开发室内评价

为了探索乌石17-2油田注气开发方式可行性以及进一步提高油田开发效果,从室内实验角度出发,对三种气体(N_2、CO_2、烃类气)开展了注气膨胀实验、细管实验、长岩心驱替实验,并进行对比分析及效果评价。研究结果表明:N_2在地层条件下表现为非混相驱,其对原油的降黏及膨胀能力有限,后期气窜明显,注气突破时间较早,突破前采出近90%左右的原油,而突破后基本为无效注气,几无产出。室内驱油效率仅为36.3%,开发效果差。烃类气、CO_2与地层原油相态配伍性要好,最小混相压力低,分别为27.52、27.13 MPa。地层条件下易形成近混相驱,气体突破要晚,气体突破以后仍能采出近30%左右的原油,驱油效率要高于非混相驱近25%,最终驱油效率分别为66.7%、69.0%,开发效果好。烃类气驱、CO_2驱可作为乌石17-2油田低渗强水敏储层优选能量补充方式。     

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。     

注气开发低渗透油藏见气见效时间预报方法

气驱开发油藏见气时间预报油藏工程完备理论尚未见报道。首次提出应用完全非混相驱替、一次萃取和一次溶解膨胀三个步骤,即"三步近似法"简化真实气驱过程。引入"特征流管"概念研究波及区域完全非混相驱含气饱和度分布。结合相态理论和实验成果量化一次萃取和一次溶解引起的油藏流体膨胀。利用物质平衡原理和气驱增产倍数概念描述见气见效时的"油墙"规模。分别计算了见气见效时游离态、溶解态和成矿固化态三种赋存状态的注入气体占据的烃类孔隙体积,得到低渗透油藏见气见效时间预报普适理论模型。给出了CO2驱油藏见气时间计算简化公式,用于十个注气项目的平均相对误差为8.3%。发现见气见效时间对见气前的阶段地层压力及其接近最小混相压力的程度、注入气地下密度和和理论体积波及系数较为敏感。指出提高见气前的阶段地层压力和增加体积波及系数是延迟见气的两项基本技术对策。研究成果对编制气驱方案、把握注气动态并及时制定生产调整对策有重要指导意义。     

基于产出气密度的富气驱气/水交替注入新方法

目前文献报道的各类气/水交替（WAG）注入方法中,采用采收率、TRF（Tertiary recovery factor）、累计净现金流 及NPV 等常用指标来优化段塞方案时经常会得出不同结论,其实质是该类WAG 设计方法本身就忽略了注入气与波 及区剩余油的定量关系。通过富气驱过程中产出气密度变化规律研究,提出了一种高效的富气驱WAG 注入新方法, 即EWAG（Efficiency WAG）定量优化设计各WAG 周期的气段塞、水段塞及WAG 总周期数。在M 油田算例研究中, 与几种常用的WAG 注入方法相比较,EWAG 在采收率、TRF、液化气回采率及累计净现金流等指标上均优势明显。     

水气交替注入提高采收率技术

水气交替注入提高采收率技术是为了提高注气混相驱过程的休积波及系数，本文从水气交替注入所关心的问题与解决方法，历程回顾，最优化水气交替注入方式及注入能力异常等方面对水气交替注入提高采收率技术进行了探讨。