稠油油藏注蒸汽储层热伤害规律实验研究

针对稠油油藏注蒸汽过程中储层的热伤害问题,研究了稠油油藏热采过程注入的高温、高pH 热流体对储层 渗透率的影响,研究中利用正反向流动实验方法,研究了高温冷凝液注入疏松砂岩后引起的微粒运移作用及储层渗透 率的变化特征;并利用储层矿物的水热反应实验,分析了疏松砂岩油藏注蒸汽开发过程中的微粒运移机理。实验结果 表明,注蒸汽过程中,稠油油藏储层渗透率随温度及pH 值的升高而降低。高速流动的蒸汽及冷凝液造成储层内固相 微粒的运移及滞留,使储层非均质性进一步加剧;同时,高温、高pH 的蒸汽冷凝液既促使黏土矿物发生膨胀又造成储 层矿物发生溶解与转化,从而进一步加剧了稠油油藏疏松砂岩储层的储层热伤害。     

稠油油藏蒸汽驱过程中储集层微观变化——以辽河盆地西部凹陷欢曙上台阶齐40块为例

在高温高压强碱性蒸汽的长期作用下,辽河油田莲花油层受到了较大的损伤,导致总体产量下降。以齐40块为例,从岩石骨架场、孔喉网络场和黏土矿物三个方面分析了储集层内部微观变化规律。研究结果表明,随着蒸汽的注入孔隙形态向着利于油气驱出的方向发展;与蒸汽驱前相比,距注气井40 m范围内的储集层宏观物性变好,颗粒点-线接触关系减少;喉道半径增加,孔喉连通性变好,喉道分选程度提高。随着注采井距的增加,储集层孔渗性能逐渐变差。井距达到120 m时,储集层的物性明显差于汽驱前,颗粒点-线接触大面积增加,蒸汽对孔隙连通性和喉道半径呈破坏作用。黏土矿物形态变化情况为高岭石由汽驱前的蠕虫状转变为汽驱后的零乱片状并堵塞喉道,影响了油气的运移。根据储集层蒸汽驱前后的微观变化规律,提出了调整井位井网的布置,以减小储集层伤害的技术对策。     

准噶尔盆地春风油田薄浅层超稠油水平井蒸汽驱试验

 针对准噶尔盆地春风油田多轮次蒸汽吞吐后开发效果变差、亟需开发接替技术的难题,立足于春风油田埋藏浅、高孔高渗、地层平缓、温度低、储集层薄、地下原油黏度高、热采水平井整体开发的油藏条件,开展了水平井蒸汽驱先导试验.试验区动用地质储量102×10⁴ t,部署注汽井5 口,对应21 口油井,注汽井、生产井均为水平井,井距100 m,排距140 m,水平段长度200m,注汽速度5 t/h,采注比1.2.钻打了3 口观察井,实时监控油层温度、压力.试验已历时19 个月,从单井日产油量、含水、阶段采出程度、地质储量采出程度等开发指标对比分析看,蒸汽驱见效明显.在考虑稠油递减规律的前提下,蒸汽驱比蒸汽吞吐产量增幅为48%.证实,薄浅层超稠油水平井蒸汽驱技术切实可行.试验过程中形成了"立足高温微汽窜采油"的开发理念和动态监控体系、水平井高温汽窜治理、水平井蒸汽吞吐引效、大斜度注采一体化泵等配套技术.     

间歇蒸汽驱技术及其在河南油田的应用

间歇蒸汽驱是注汽井周期性地向油层中注入蒸汽的一种非常规蒸汽驱方式 ,在油层中造成不稳定的脉冲压力状态 ,使之经历地层升压和降压两个过程 ,从而促进毛管渗吸驱油作用 ,扩大注入蒸汽的波及效率 ,达到降低含水、提高油层采收率之目的。同时 ,间歇蒸汽驱可大幅度提高蒸汽驱采注比 ,实现蒸汽驱过程中降压开采机理 :蒸汽比容增大 ,增加了蒸汽波及体积 ,使蒸汽干度、热利用率得以提高。另一方面 ,间歇蒸汽驱还可以减缓和抑制汽窜 ,改善稠油蒸汽驱开采效果     

基于核磁共振技术的疏松砂岩油藏微粒运移伤害机理

准噶尔盆地阜东斜坡区头屯河组疏松砂岩油藏物性非均质性强,孔喉结构复杂,储层开发过程存在微粒运移现象。为明确微粒膨胀、运移对储层微观孔喉结构的伤害作用机理,基于室内物理流动模拟实验结合低场核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)技术,定量评价头屯河组油藏储层的微观孔喉伤害程度,明确微粒运移伤害主要控制因素。结果表明：微粒膨胀引起的孔喉结构伤害程度平均为6.84%,微粒运移造成的伤害程度高于微粒膨胀的伤害程度,达到9.16%。其中介于0.01～9.33 ms较小孔喉的伤害程度较高,微粒膨胀、运移对孔喉的伤害程度平均为5.64%、7.60%。孔隙度、渗透率、分选系数与储层微观孔喉伤害程度呈负相关关系,排驱压力与孔喉伤害程度呈正相关。蒙脱石+伊蒙混层含量高是导致阜东斜坡区头屯河组疏松砂岩油藏微粒膨胀的重要因素,砂粒运移则是微粒运移的宏观表现。从微观尺度揭示了疏松砂岩油藏在生产阶段发生砂粒运移对储层造成的伤害机理,研究成果可为生产现场优化开发方案、降低储层伤害程度提供理论依据,实现疏松砂岩油藏的高效开发。     

热力泡沫复合驱提高稠油采收率研究

蒸汽驱开采稠油油藏时存在蒸汽超覆和蒸汽窜流,降低了蒸汽的波及效率。国内外采用注蒸汽的同时添加非凝析气体和耐高温起泡剂,进行热力泡沫复合驱,取得了令人满意的效果。利用物理模拟驱替实验和数值模拟技术,研究了热力泡沫复合驱提高稠油采收率的机理及开发效果。实验研究表明：蒸汽驱转热力泡沫复合驱后,驱油效率在蒸汽驱的基础上提高38.5%,达到81.0%。辽河高升油田的数值模拟研究表明：热力泡沫复合驱的采收率高于单一蒸汽驱,泡沫能够封堵蒸汽窜流通道,抑止蒸汽超覆,改善油藏的温度分布,是一种行之有效的三次采油方式。     

薄层稠油油藏蒸汽吞吐转热水驱的选区新方法

胜利油田郑364块稠油油藏由于层薄、油稠的特点,部分油藏进行蒸汽驱具有较大风险性。随着蒸汽吞吐轮次的增加,近井地带含油饱和度不断降低,开发效果变差。研究在稠油油藏注蒸汽开发以及转热水驱开发机理分析基础上,利用物理模拟研究了稠油油藏注蒸汽开发后转不同温度热水驱的驱油效率。通过对郑364块稠油油藏储层物性的分析,建立反映该稠油油藏特征的数值模拟模型。对其注蒸汽转热水驱的可行性进行了筛选研究。建立了考虑油藏渗透率、有效厚度和剩余油可动储量丰度的蒸汽吞吐后转热水驱筛选区块的新方法。该方法可针对薄层稠油油藏注蒸汽开发后是否能够转热水驱进行筛选分析。     

基于交叉验证法探究砾岩储集层特征及对化学驱油剂损耗的影响

以克拉玛依油田七东1区克下组砾岩储集层为研究对象,通过X射线衍射、薄片鉴定、孔渗分析等实验,系统开展储集层纵向岩石学特征、孔隙结构特征及宏观物性变化的研究。结合驱油剂动态损耗实验,采用基于交叉验证的逐步回归法,探究储集层特征对驱油剂损耗规律的影响;并应用Petrel建模计算油藏范围内驱油剂损耗量。结果表明:研究区储集层矿物成分成熟度低,结构成熟度低,储集层呈现中-低孔隙度,渗透率纵向变化大,非均质性显著;驱油剂动态损耗量受储集层特征控制,与储集层渗透率、孔隙度、黏土矿物含量等地质特征有较好的相关关系;应用Petrel建模可以实现快速、准确、可视化的油藏范围内驱油剂损耗量计算。在地质条件复杂、驱油剂损耗机理未完全探究清楚的情况下,通过逐步回归法直接从数据中建立模型;并用交叉验证法对模型进行筛选和优化,是驱油剂损耗量计算领域的一个创新应用。     

蒸汽驱开发指标预测的解析模型

从分析蒸汽驱物理过程入手,建立起蒸汽超覆物理模式,把蒸汽驱过程中的油藏分为具有超覆前缘的四个区:原始油藏区、原油富集区、热流体区和蒸汽区.经过各区超覆前缘等价位置的转换,把超覆物理模式等价转换成活塞式推进物理模式;然后建立各区的物质平衡方程和能量平衡方程,求解出各区中油、汽、水饱和度以及前缘等价位置.提出了综合驱替效率的概念。利用拟驱替效率和面积波及效率计算出各时刻油、气、水、汽(当出现蒸汽突破时)的产出量及油汽比等一系列开发指标,并与经验方法预测结果和蒸汽驱数值模拟结果进行了对比.结果表明,本文模型计算的产量曲线与热采数值模型的计算结果较为吻合.     

欢喜岭油藏注蒸汽开发与粘土矿物的相互作用影响研究

针对欢喜岭油藏开发中注蒸汽压力较高的实际情况,利用高压高温注蒸汽试验,研究欢喜岭油藏注蒸汽开发与黏土矿物的相互作用影响,确定合理的附加压力损失来满足数模研究精度。300℃的蒸汽对储层黏土矿物的影响作用明显,高岭石相对含量明显降低,而蒙托石相对含量则显著增加,伊利石与绿泥石相对含量较为稳定,石英、钾长石产生部分溶蚀现象。绿泥石与储层物性相关性受绿泥石赋存状态的变化影响。经试算确定油藏数值模拟增加蒸汽吞吐井的附加压力损失系数,针对欢喜岭油藏建立油藏数值模型,解决了注汽压力上下波动符合率不高的问题。     

海拉尔盆地贝301区块注水开采技术

海拉尔盆地贝301区块为中-低孔渗储层,储层中敏感性矿物含量高.为了注水开发保护储层,对储层的伤害机理与防治措施进行了室内实验研究,通过大量的静态与动态模拟实验,说明了油田的速敏和水敏对储层造成伤害,阐述了影响因素.考虑在注水过程中控制粘土矿物的水化膨胀和分散运移及稳定注水井的注入能力,通过室内实验对现场即将使用的多种粘土稳定剂进行评价,优选出了与贝301区块油藏配伍的粘土稳定剂,形成了一套由室内实验到现场应用的注水开采技术.     

玛湖井区上乌尔禾组砂砾岩水敏伤害机理实验研究

玛湖井区石油储量潜力巨大,但是敏感性强,其水敏伤害机理也不清楚。为了定量分析玛湖井区上乌尔禾组砂砾岩水敏伤害机理,从水敏伤害评价和水敏伤害微观机理入手,对砂砾岩储集层开展X射线衍射(X ray diffraction, XRD)全岩分析、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)矿物扫描、计算机断层扫描(computed tomography, CT)、原子力显微镜测试分析及相关水敏伤害实验。结果显示：乌尔禾组砂砾岩储层水敏伤害很高,并且产生水敏的主要原因是不同储层颗粒粒径大小不一、岩性差异大、分选性差,且发育微裂缝,成蜂窝结构,力学性质不稳定,使得储层复杂,易受损害。黏土矿物会对孔隙造成损伤,进而损伤渗透率。表面粗糙度越大,与水接触时的表面积相对较大,水敏性强,更容易发生水化膨胀、分散。通过对固液界面接触角和分析表面电荷分布,呈现较强的亲水性,进一步加剧了水敏伤害程度。研究对成果玛湖井区上乌尔禾组致密油的高效开采具有重要意义。     

致密砂岩油藏增产过程中储层伤害机理

以鄂尔多斯盆地泾河油田致密砂岩油藏为研究对象,在常规分析方法基础上,分别对基质和裂缝性岩心进行了储层伤害实验,同时结合同位扫描电镜方法从微观角度对增产过程中的伤害机理进行了分析,找出了入井液侵入储层引起储层伤害的主要、次要原因,为该区块后续配方体系的改善提供了基础。研究结果表明,入井液侵入储层,黏土膨胀和水锁伤害是引起储层伤害的主要原因,结垢是次要原因;酸化过程中,酸液与酸敏性矿物反应产生二次沉淀及酸化后释放地层微粒是该储层酸敏性伤害的主要原因;压裂过程中,压裂液伤害的主要原因在于水锁伤害,而破胶不彻底产生的残渣伤害也是造成压裂液伤害的另一原因。     

油藏条件下溶解CO2的稀油相特性实验研究

以胜利大芦湖油田樊 12 4区块稀油油藏为例 ,利用高温高压PVT物性分析仪 ,通过CO2 对地层油的膨胀降粘、多次脱气和多次接触实验 ,研究了用不同量CO2 饱和的稀油相特性 ,给出了大量CO2 溶解引起的原油相特性参数的变化规律 ,解释了CO2 驱提高原油采收率的机理。实验结果表明 ,CO2 可有效地使地层原油膨胀 ,改善原油的流动特性。同时还可大量萃取地层油中的轻烃 ,使气相不断富化 ,从而达到动态混相 ,最终提高原油采收率。     

鄂尔多斯盆地子长油田热寺湾油区长2储层成岩作用及孔隙度演化定量分析

通过扫描电镜、铸体薄片以及X射线衍射等分析化验资料,对子长油田热寺湾油区长2储层的成岩作用及孔隙度演化进行分析研究,揭示了储层物性及孔隙演化的主要控制因素。研究表明:热寺湾油区长2储集层属于低孔特低渗油气储集层,主要发育原生粒间孔隙及次生溶蚀孔隙。孔隙度演化定量计算结果表明,原始孔隙度平均值为35.29%,成岩作用过程中,受压实作用损失的孔隙度平均为22.01%,受胶结作用损失的孔隙度平均为4.13%。研究区长石、岩屑等矿物溶解作用强烈,溶蚀作用增加孔隙度平均为2.73%,最终孔隙度为11.70%。造成孔隙度损失的主要成岩作用为压实作用。     

油藏条件下溶解CO2的稀油相特性实验研究

以胜利大芦湖油田樊124区块稀油油藏为例,利用高温高压PVT物性分析仪,通过CO2对地层油的膨胀降粘、多次脱气和多次接触实验,研究了用不同量CO2饱和的稀油相特性,给出了大量CO2溶解引起的原油相特性参数的变化规律,解释了CO2驱提高原油采收率的机理。实验结果表明,CO2可有效地使地层原油膨胀,改善原油的流动特性。同时还可大量萃取地层油中的轻烃,使气相不断富化,从而达到动态混相,最终提高原油采收率。     

肯基亚克盐上稠油油藏优选注过热蒸汽开发方式研究

哈萨克斯坦肯基亚克油田盐上稠油油藏具有埋藏浅、物性好、非均质性强、原油黏度高、边水较活跃等特点.经过40多年衰竭式开采,由于边水突进,导致油井高含水,但采出程度很低,油田长期处于低速、低效开发状态.针对这一问题,进行了热水驱、聚合物驱、饱和蒸汽驱、过热蒸汽驱的室内物理模拟和数值模拟对比研究.结果表明,盐上油藏中侏罗统油层采用300℃过热蒸汽驱油效率最高,平均达到88.2%,数值模拟研究其开发指标预测采出程度最高达到47.46%,显示注过热蒸汽适合该油藏储层特征,是当前开采状态的最佳开发方式.     

盐溶解结晶对储层物性影响的数学表征

碳酸盐岩储层的孔隙结构复杂,渗透率和产能较低,储层孔隙结构发生变化会影响油藏开发效果;因此清楚地了解低渗透碳酸盐岩储层的孔隙度和渗透率变化机理对开发该类油藏具有重要意义。在注水开发过程中,部分碳酸盐岩油藏孔渗物性明显变好。针对此现象,从钙芒硝溶解、结晶对储层孔渗的影响机理方面进行研究,建立了考虑钙芒硝溶解、结晶作用的渗流数学模型;利用有限差分方法对该模型进行求解,得出了钙芒硝溶解、结晶对储层物性变化的影响规律,能够为高含盐碳酸盐岩储层注水开发起到一定指导作用。     

稠油蒸汽驱三维物模实验影响因素分析

蒸汽驱是稠油油藏开采较为有效的技术,由于受诸多条件影响,为了较为全面地认识蒸汽驱这一开发方式,利用三维物模装置,以某油田稠油油藏为主要原型,通过蒸汽驱物理模拟方法研究注入压力、蒸汽干度、注汽速度等因素对稠油蒸汽驱的影响。通过研究发现注入压力大,采收率提高;当蒸汽干度大于50%,在蒸汽驱过程中,蒸汽干度越高,驱油效果就越明显。     

注空气改善稠油油藏蒸汽吞吐开采效果的实验研究

为改善普通稠油油藏蒸汽吞吐开发效果,利用热采比例物理模型和地层原油高压物性分析等设备,在室内开展了注空气辅助蒸汽吞吐实验研究。实验结果表明:溶解空气后的原油体积系数增大、黏度降低,原油的气体溶解能力随压力增加而增大;空气中的氧气与原油发生低温氧化反应放出热量,并且温度和压力越高,放热量越大。未反应的N2及生成的CO2等烟气起到增压助排、扩大蒸汽波及体积、提高热效率等作用,改善了蒸汽吞吐的开采效果;低温氧化反应后原油的轻质组分减少、重质组分增加,黏度有增大趋势,但高温条件下对空气辅助蒸汽吞吐的开采效果影响不大。与常规蒸汽吞吐方式相比,空气辅助蒸汽吞吐方式可提高周期油汽比、回采水率和采出程度。