低渗油藏非均质性对采收率的影响因素研究

摘要：低渗透油藏的开发技术已成为我国油气开采领域的重要研究内容,而低渗透油藏非均质性是影响其最终采收率的主要因素。为此,从典型油藏地质模型出发,通过建立油藏数值模拟机理模型,筛选了油层厚度、隔层厚度、渗透率、渗透率各向异性系数为评价指标,分析了单因素及其组合对油藏采收率的影响,研究表明储层渗透率及渗透率各向异性是影响低渗透油藏采收率的最主要因素。研究结果对低渗油藏开发的调整以及后期挖潜等方面具有重要的指导意义。     

体积压裂致密油藏注水吞吐产能影响因素

致密油藏储层致密,地层压力系数一般较低,开发非常困难,而注水吞吐对补充油层压力和实现稳产具有明显优势.针对体积压裂致密油藏,采用嵌入式离散裂缝模型描述复杂体积压裂缝网,建立考虑应力敏感和启动压力梯度的致密油藏油水两相渗流模型,并采用有限体积法建立相应的数值求解方法.通过数值模拟方法模拟了12个吞吐轮次下单个压裂段致密油藏的开采过程,分析了基质和裂缝性质对致密油藏注水吞吐开发产能的影响.研究结果表明:当基质渗透率、微裂缝渗透率和微裂缝密度升高时,基质中含水饱和度波及范围变大,累积采油量显著升高;水力裂缝渗透率升高对基质含水饱和度分布影响不大,但累积采油量明显上升,而当水力裂缝上升到一定程度时,累积采油量上升幅度变小.可见基质和裂缝性质对致密油藏注水吞吐开发效果均有显著的影响.     

疏松砂岩油藏出砂机理物理模拟研究

利用玻璃板填砂平面模型,在室内对地层出砂进行了实验研究,分析了疏松砂岩油藏出砂机理,并对影响地层出砂的非均质性、粘度、渗透率和流体渗流速度等因素进行了分析.结果表明,大孔道的形成是一个在主流线上分枝发展的“灾变”过程.在临界出砂速度以上,随流速的增加,出砂速度迅速增大;胶结强度越高,出砂量和出砂速度越小;在相同的渗流速度下,渗透率越大,出砂量越小;随着原油粘度的增加,出砂量增加.出砂量的变化表明,胶结程度和水力冲刷是影响油层出砂的重要因素.大孔道一旦形成,油井含水率增加,油藏的采收率降低36%.     

泥岩地层产水与地层异常压力原因分析

泥岩是碎屑岩的一种,有孔隙度,也有渗透率,但因孔隙开度较小,其渗透能力极差。泥岩可以疏导地层水,只是疏导能力差而已。一些油井投产初期产出的微量水来自于储集层上下两侧的泥岩地层,而非原油溶解的地层水。异常地层压力是由突发地质事件所致,是一种暂时的压力状态,泥岩还没有足够的时间将其平衡。     

化学剂吞吐与油井堵水的结合技术

提出了一项将化学剂吞吐与油井堵水相结合的新技术。该结合技术由吞吐剂技术、油井堵剂技术和工作液注入技术组成。其核心是先后向地层注入吞吐剂和油井堵水剂 ,使后者将前者封存在高渗透层中 ,随后前者被沿高渗透层迫近油井的水 (注入水、边水等 )带至含油饱和度较高的中、低渗透层将油驱出 ,从而达到提高油井产量并降低产液中含水率的目的。介绍了工作液配方的确定、用量计算、注入顺序和将工作液过顶替入地层等技术步骤。该项技术已在濮城油田S下1油藏的油井成功地进行了试验 ,证实了该结合技术的可行性。     

各向异性断块油藏油井压力特征分析

各向异性对断块油藏地层压力分布及油井井底压力有明显影响。针对无限大两夹角扇形断块油藏,建立了
考虑断层闭合的单相不稳定渗流模型,利用坐标变换及数值计算得到不同生产时间各向异性断块油藏地层压力及油
井井底压力,分析了不同生产时间、断层夹角和渗透率强度系数对地层压力及油井井底压力影响。通过分析得出：各
向异性油藏压降损失在方向上存在差异,地层压降更多发生在主渗透率方向上;断层夹角越小,断层边界对生产影响
越大,地层及油井井底压力值越低;油井井底压力随渗透率强度系数变化不呈现出单调变化关系,存在先减小后增大
趋势。     

考虑应力敏感和启动压力梯度的低渗透油藏数值模拟研究

利用应力敏感实验得到了低渗透油藏残余渗透率表达式;理论推导了考虑动态渗透率变化的启动压力梯度表达式,在此基础上,提出拟动力函数的概念得到了应力敏感和启动压力综合作用下的油水相渗曲线。然后利用Eclipse软件,通过引入ROCKTABH和Threshold Pressure关键字实现了考虑启动压力和应力敏感效应的低渗透油藏数值模拟研究方法。研究结果表明：考虑启动压力和应力敏感效应后,由于油相流动能力变差,水相渗流能力相对增强,残余油饱和度升高的影响,注采井间压力梯度较大,含油饱和度下降较慢,无水采收期较短,含水率上升速度较快,最终采收率较低。     

一种变系数动态剩余油饱和度方程的构建

油田开发中后期,地下剩余油的评估一直是油田开发的重要工作.当前比较精确的评估工作是在开发区块钻更多的加密井,并利用测量的井曲线进行剩余油评价,但这种方式会增加更多的开发成本.为此,依据油田采油井开采过程中的实际含水率推演地下岩层剩余油饱和度状况有助于油层开采方案的制定.针对岩心样品实验测定的油水相对渗透率反映了产水率与含水饱和度之间的理论关系.依据油水两相渗流理论,应用大庆长垣6口密闭取心井17块岩样的相对渗透率实验数据,研究给出由孔渗参数计算的因次法渗饱公式系数,进而构建由含水率计算含水饱和度的公式.依据该公式可以得出不同孔渗性质的储层,即使产水率一致,储层层内的剩余油饱和度并不相同的规律认识.将研究成果应用于研究区1口新钻加密井剩余油饱和度的预测中,给出了与油藏开发相符合的开采建议,取得好的应用效果.     

砂岩储层孔隙结构分形特征描述

在前人对孔隙结构分形特征研究的基础上,利用分形几何理论,建立了描述储层孔径分布的分形几何公式和储层毛管压力曲线的分形几何公式;利用岩心压汞测试资料,建立了描述孔隙结构的分形几何模型,探讨了砂岩孔隙结构的分形特征.研究表明孔隙的分形特征是分区域的,分形维数可以定量描述孔隙的非均质性,分形维数大,砂岩孔隙分布的非均质性强.依据建立的孔隙分形模型,在考虑孔隙结构、润湿性变化的基础上,根据函数公式和毛管束模型,推导出了油水相对渗透率的理论预测公式.根据所得到的理论预测公式,进行了相对渗透率曲线预测.预测结果表明,预测曲线与理论曲线是一致的.同时,可用于长期水驱后油水相对渗透率的预测和不同储层相渗曲线的归类,指导油田开发.     

非均质各向异性对地层渗流及油井产能的影响

非均质和各向异性对油藏内渗流及油井产能有明显影响。假设各向异性地层被间断面分隔成具有不同渗透率的非均质区域,利用坐标变换和镜像原理得到非均质各向异性地层渗流流动的解析解,给出了渗流特征和油藏工程分析。通过分析得出：一般情况下各向异性地层中的井点与其镜像井相对于间断面呈非对称分布,等压线在各区域内部呈椭圆形分布,但在间断面附近呈不规则分布。当相邻区域渗透率小于井所在区域渗透率时,各向异性强度越大,间断面与渗透率最大主方向夹角越大,则井控制面积越小,产量越小;反之亦然。当间断面与渗透率最大主方向夹角较大时,应适当加大井位到间断面的距离,以便增加单井的控制面积和产量;当间断面与渗透率最大主方向夹角较小时,应适当缩小井位到间断面的距离,以便提高间断面附近地质储量动用程度和最终采收率。     

普通稠油油藏反九点井网平面波及 系数计算方法及数模验证

综合考虑普通稠油油藏渗流过程中存在启动压力梯度和非活塞驱替以及井网处于非单一沉积微相时渗透率各项异性的特征,建立了一套普通稠油油藏反九点井网平面波及系数的理论计算方法,定量表征平面波及系数的变化规律,计算各方向边、角井的见水时间。研究了启动压力梯度、压差以及渗透率级差对平面波及系数和见水时间的影响。同时,自主编程了考虑启动压力梯度的油藏数值模拟器。结果发现:启动压力梯度越小,压差越大,水驱平面波及系数越大,边、角井见水时间越快,含水率越高;渗透率级差越小,波及越均匀,边井见水时间差越小。通过模拟,验证了理论计算方法的准确性,可视化了不同水驱阶段平面波及系数和剩余油饱和度的变化规律。通过优化注采参数、差异化边角井工作制度等方式,缩小了死油区,提高了平面波及系数,改善了水驱效果。     

应用测井资料对四川碳酸盐岩的老井选层

本文提出了一整套对四川资料不全老井的浏井解释方法。在定性划分渗透层定性判断气水层的墓拙上,本文首次提出石灰岩电极相对值概念,用它半定量划分气水层,效果良好,进而计算储层孔隙度、渗透率、油气水饱和度,定量地划分气水层,并确定出气水层分类评价标准。这套测井解释方法,对四川破酸盐储层评介、老井选层挖潜是可信的,可行的。     

渗透率及含油饱和度对泡沫性能的影响研究

针对油层渗透率和含油饱和度的不同使同种泡沫体系的起泡能力和封堵能力有较大差异,开展了不同渗透率 和含油饱和度条件下泡沫体系的起泡能力和封堵能力研究。研究依靠室内驱替实验测定压力表读数,计算不同渗透 率和含油饱和度条件下的阻力系数。结果表明：随着渗透率的增加泡沫起泡能力增加、封堵能力变好,当渗透率大于 463 mD 后,渗透率对起泡能力和封堵能力的影响变小;同时随着运移位置的增加阻力系数降低,泡沫体系起泡能力小 于消泡能力,封堵能力变差;而随着含油饱和度的增加泡沫起泡能力和封堵能力逐渐降低,但在不同含油饱和度条件 下降低幅度不同,可以分为3 个阶段：缓慢下降、急剧下降和平衡阶段,在含油饱和度低于33% 情况下,阻力系数高于 23,此时起泡能力强、封堵性能好。为下阶段研究泡沫驱在油田的开展奠定了理论基础。     

升平油田葡萄花油层最佳提液速度室内实验研究

为了进一步探索升平油田葡萄花油层提液对驱油效率的影响及作用,确定最佳提液速度,选取不同渗透率级别、变异系数的人造岩心进行室内物理模拟实验,研究不同注入速度、不同注入PV数、不同渗透率级别、不同注入时机及非均质性对驱油效率的影响,为确定升平油田葡萄花油层最佳提液速度提供理论依据。实验结果表明:对于不同渗透率级别的人造均质岩心,驱替速度均为25mL/h时采收率最高;在不同驱替速度,同一渗透率的条件下,最佳注入PV数界限为0.4。对于渗透率变异系数在0.5~0.85之间的非均质人造岩心驱替速度为20mL/h时,采收率最高;在渗透率为300md变异系数为0.5和渗透率为200md变异系数为0.65的非均质岩心中,当驱替速度为20mL/h时,最佳注入PV数界限为0.3,其他的驱替速度情况下,最佳注入PV数的界限为0.2。而在渗透率为200 md变异系数为0.85的非均质岩心中,最佳注入PV数界限为0.3。     

河流-三角洲相储层特高含水期产层特征

胜坨油田广泛发育河流-三角洲相储层,根据特高含水期储层非均质性特征及剩余油分布模式,将其产层分为3种模式:正韵律模式、反韵律模式和均质模式.通过研究不同产层模式生产井的提液效果差异,建立了不同产层模式采油指数与生产压差之间的关系,并从毛管力的角度阐述了不同产层模式的开发特征.研究结果表明,储层物性非均质性和剩余油分布非均质性共同控制了产层的开发特征,受毛管力作用方式的影响,正韵律产层模式层间、层内干扰最为严重,开发效果相对较差;反韵律产层模式层间、层内干扰不明显,适合开展强注强采;均质产层模式是最为理想的产层组合方式.只有将储层物性差异以及剩余油分布差异最小的产层组合在一起才是合理的.     

石油污染对土壤渗透性的影响研究

 选择砂土和壤土2种土壤及柴油和原油2种油品类型,通过室内渗透试验研究了不同污染程度的油污土壤的渗透性能。试验结果表明,柴油污染清洁砂土后,可使砂土渗透系数降低64%左右;原油含量大于2%时,砂土的渗透系数降低了一个数量级;8%含油率的柴油污染壤土的渗透系数比清洁壤土降低了97%左右;壤土中原油含量为8%时,其渗透系数为5×10^-7cm/s左右,比同一干密度（1.57g/cm³）清洁壤土的渗透系数降低了两个数量级,含油量增大,其渗透性能更差。无论对于砂土还是壤土,原油引起的渗透系数的降低比柴油显著,主要是因为原油的粘滞系数大大高于柴油的粘滞系数。     

粉细砂岩油藏防砂井堵塞规律研究及充填参优化

粉细砂岩油藏的纵向层系较多,层间矛盾严重,出砂堵塞影响提液生产效果。在现有斜直井产能模型的基础上,对筛管、环空充填层、挤压充填层和储层的渗透率细化描述,改进了机械防砂表皮系数公式。通过室内实验分析了防砂体系堵塞规律,认为随着驱替注入量和驱替流量提高,防砂体系堵塞加剧,渗透率最大下降40%。储层颗粒进入套管内,堵塞环空砾石与防砂筛管,导致表皮系数急剧上升,产能下降超过80%。扩大挤压充填半径能够将微粒阻挡在远离井眼的位置,有助于保持油井产能。对分层防砂井充填半径进行优化分析,发现在中低渗透扩大充填半径能够改善层间动用效果。对盘二沙三下区块的防砂井充填参数优化,对渗透率较低的S4层扩大充填半径,措施后油井液量保持稳定,日产油提高9.56t。     

合采井层间干扰现象数学模拟研究

海上油田多为大段合采,层间干扰现象较为严重,为了正确评价这一现象,基于渗流力学理论,建立了考虑层数、厚度、渗透率、孔隙度、黏度、地层压力、供给半径和相渗数据等因素的层间干扰评价数学模型,模型考虑了层间非均质性、启动压力梯度、井筒连通、以及液量转移4个方面的层间干扰机理。利用数学模型,计算了实际井合采时的各层产能和全井产能、分采时的各层产能和全井产能以及层间干扰系数,对合采和分采条件下的产能进行分析。研究结果表明,渗透率级差、测试工作制度、所处含水阶段、静压及其他,对层间干扰的贡献比例分别为50%、25%、15%、10%。层间干扰主要受层间非均质性的控制,在进行层系组合时,若渗透率级差小于4,则可保证层间干扰系数小于0.6;若渗透率级差小于10,则可保证层间干扰系数小于0.6。     

考虑非达西渗流及毛管力的低渗油藏油水相对渗透率计算新方法

油水相对渗透率是描述储层多孔介质油水渗流的重要参数,而低渗油藏的油水相对渗透率不能用已有的公式计算获得。通过考虑低渗储层多孔介质中油水渗流特征,建立了考虑启动压力梯度及毛管力影响的低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算方法。进行了非稳态油水相对渗透率实验。计算了不同影响因素下的油水相对渗透率曲线,并分析了各因素对油水相对渗透率的敏感性。研究表明,启动压力梯度作为油水渗流的阻力,对油水相对渗透率的影响更为显著。毛管力作为动力,仅对油相相对渗透率有影响,对水相相对渗透率无影响。当考虑启动压力梯度及毛管力作用时,计算的产油量及产水量最为准确,误差仅为2.41%和3.51%。     

低渗-特低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型

考虑低渗-特低渗储层多孔介质中油水渗流特征,建立考虑启动压力梯度、重力及毛管力影响的低渗-特低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型,进行非稳态油水相对渗透率试验,计算不同影响因素下的油水相对渗透率曲线。结果表明,启动压力梯度作为油水渗流的阻力,对油水相对渗透率、储层压力、剩余油饱和度、产油及产水等影响最为显著,其次是重力,毛管力仅对油相相对渗透率有影响,对水相相对渗透率无影响。