低渗油田空气驱泡沫防气窜技术研究及矿场应用

为了抑制低渗油田注空气过程中气窜的发生、提高注空气效率,开展了空气泡沫防止气窜技术研究。对研究出的复合泡沫体系ES-70/O12的抑制气窜效果和影响因素进行实验研究。研究结果表明:泡沫的注入速度、注入方式对泡沫抑制气窜效果和采收率具有显著影响。提高注入速度和采用段塞式的注入方法,可以提高泡沫封窜效果和提高采收率。研究出的体系在含油条件下仍然具有高的发泡效率。通过对研究出的体系在贝尔油田空气驱矿场试验过程中的应用。结果表明:研究出的泡沫体系对空气驱过程中气窜具有明显的抑制效果,注入泡沫后注气效果得到了改善。     

复合热载体泡沫驱提高采收率研究

针对目前我国老油田非均质性严重依靠单纯提液和堵水调剖挖潜难度大、聚驱后仍有50%的剩余油未能采出、稠油油藏蒸汽多轮次吞吐后开发效果变差等问题,提出了复合热载体泡沫驱提高采收率技术.经过室内实验和油藏数值模拟研究,认为复合热载体泡沫驱具有化学驱、氮气驱、二氧化碳驱、蒸汽热力驱和泡沫驱等多重优点,能够实现对地下原油等流度、等流速均匀驱替,大幅度提高采收率,是一种有着广阔发展前景的接替技术.     

注空气泡沫低温氧化工艺提高采收率试验

针对中原油田胡12块油藏非均质性严重及水驱效果差的现状,对原油-空气泡沫的氧化特性、封堵效果及其影响因素、驱油效果进行模拟试验研究.结果表明:胡12块原油具有较好的氧化活性,温度、压力、含水饱和度与黏土含量对氧化速率都有影响;空气泡沫的存在对原油静态氧化有一定影响,而对油藏条件下的动态氧化影响不大;气液比为1:1-2:1、温度越低、压力及岩心渗透率越高时,泡沫稳定性越好,封堵能力越强;空气泡沫驱阶段可提高驱油效率13%～24%,适用于非均质严重地层提高原油采收率.     

明15块空气泡沫驱低温氧化反应动力学模型及影响因素分析

基于室内空气原油静态氧化实验,在理论分析的基础上,确立了低温氧化反应动力学方程。基于简化的Arrhenius方程,确定了氧化反应的活化能、反应速率和反应焓,从而建立了低温氧化反应动力学模型。依据建立的氧化反应动力学模型,结合中原油田明15块油藏基本参数和先导实验数据,通过数值模拟的方法分析了油藏低温氧化反应特征、原油性能及工艺参数等对空气泡沫驱提高采收率效果的影响规律。     

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。     

创新油田开发技术提高特低渗透油田开发效果分析

我国目前还存在着大量的特低渗透油田,一些特低渗透油田甚至是储量惊人的整装级大油田,因此提高低渗透油田的开采效果及最终的采收率对挖掘我国石油开采潜力,持续提升石油产量具有重要的战略意义。我国作为陆地石油开采大国,近几年在特低渗透油田开采技术上取得了一些进展,为石油开采向低渗透油田挺进打下了基础。本文笔者结合多年的对低渗透油田开采技术的研究和实践经验,以某油田在创新低渗透油田开采技术的应用为例介绍了超前注水技术,希望为广大低渗透油田创新开采技术,提升采收率提供一些借鉴。     

低张力泡沫驱油体系提高采收率研究

低张力泡沫驱油体系具有调剖封堵、乳化及提高洗油能力等多重作用,在三次采油领域具有巨大潜力。对甜菜碱类表面活性剂及烯烃磺酸盐(AOS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯十二醇醚硫酸酯盐(AES)等三种常用阴离子起泡剂的泡沫性能和界面性能进行研究,优选得到兼具有稳定泡沫性能和低界面张力性能的泡沫驱油体系。结果表明有效含量0.1%的十二烷基羟丙基磺基甜菜碱(DSB)具有优异的发泡能力和稳泡性能,其在一定含油饱和度下具有更好的泡沫性能,遇油稳定性也明显增强;并且在250×10-6(ppm)下仍能与桩西原油达到低界面张力,即10-2m N/m;单管岩心驱油实验结果表明,0.3PV的泡沫段塞提高采收率最高可达29.7%,含水率由95%降低至55%。     

延长油田特低渗透浅层油藏注CO_2提高采收率技术研究

针对延长油田特低渗透浅层油藏储层物性差、破裂压力低、注水开发效果差等开发难点,为探讨注二氧化碳提高采收率的可行性,利用复配原油通过室内实验研究了地层条件下溶解不同含量CO2对原油高压物性的影响,并通过数值模拟技术对注气量、注入速度、注入方式、段塞大小及气液比等注气参数进行了优化.结果表明:CO2能很好地改善原油性质,CO2溶解能力强,能有效增加地层弹性能量,降低原油黏度;但是注气参数对最终采收率影响较大,气水交替注入方式优于连续注气开发,最优注气量为0.3PV,最佳注气速度为8 103m3/d.采用变气液比的方式开采,可以缩短投资回收期.该研究结果对延长油田特低渗油藏及类似油田的注气高效开发具有一定的指导作用.     

振动-空气泡沫驱封堵性能评价与矿场试验研究

为了解决鄂尔多斯盆地裂缝性低渗透油藏开发后期含水上升快、采收率低的问题,基于低频振动作用下空气泡沫驱的增效机理,利用自制波场模拟实验装置,探讨了低频振动对空气泡沫驱封堵性能以及提高采收率的影响。实验结果表明,相对于静态泡沫封堵,振动作用下的动态泡沫封堵性能有明显提升,且在振动频率为10 Hz、振动加速度为0.04g(g为重力加速度)时效果最优;随着水驱渗透率的增大,振动-空气泡沫驱对填砂管的封堵效果变好,采收率平均提高19.63%,渗透率级差由3.08增加到37.08时,采收率增幅由18.52%增加到38.69%。同时,在延长油田进行的振动-空气泡沫驱矿场试验显示调驱后注入流量降低约46.8%,泵注压力提高约135.1%,油井日产液相对降低9.5%,日产油相对增加12.2%,综合含水率降低了8.8%,生产状况有明显改善。     

延长油田L井区空气泡沫驱效果评价

延长油田L井区经过注水开发后,出现受效井数少、单井产量低,部分井水淹严重等问题,于是对部分井组实施了空气泡沫驱。以研究区典型井组为研究对象,对比空气泡沫驱前后产油量、含水率等参数的变化,评价受益井以及受益程度。结果显示,实施空气泡沫驱后油井降水效果非常明显,增油略有成效。这表明空气泡沫驱对于低渗透油藏而言是水驱之后的一种选择,能够在水驱基础上提高驱油效果。     

北美超低渗致密油藏提高采收率技术现状

在过去的十年中,北美致密油气的开发技术日渐成熟,其中,最具代表性的技术是水力压裂和水平钻井技术的结合。然而,现有依靠天然能量的衰竭式开发只能采出超低渗储层中的少部分原油（采出程度低于10%）,导致致密储层中仍存在大量剩余油。因此,非常规超低渗油藏提高采收率技术的研究日趋重要。目前,全世界90%以上的致密油产量来自美国,其开采技术在非常规致密油的开发领域具有明显优势。并且,在过去的十年间,北美的石油公司已经对针对致密低渗油藏的提高采收率（EOR）技术进行了许多现场测试。鉴于美国在非常规致密油的勘探开发中具有领先地位,重点对北美致密油资源开发中提高采收率措施的现场经验进行了总结和评价,并指出了其目前面临的主要困难和挑战。此项研究对于中国未来超低渗致密油藏提高采收率技术的发展具有指导和借鉴意义。     

低渗和特低渗油层CO2-N2复合驱研究

针对低渗-特低渗油层CO₂-N₂复合驱提高采收率,以大庆外围YS油田的特低渗透油层为背景,进行了数值模拟和物理模拟两方面的研究。利用CMG数值模拟软件GEM模块,建立了一维长细管、均质、非均质理想模型及五点法井网单元模型,分别对CO₂-N₂复合驱的驱油方式、影响因素、五点法井网单元模型下的段塞组成进行了模拟计算及分析。与此同时,在室内分别选用30 cm长的低渗透、特低渗透天然岩心,各进行了5种不同驱替方案的实验研究,确定了CO₂-N₂复合中CO₂合理段塞尺寸及驱油效果,并验证了数值模拟计算的可靠性。研究结果表明,低渗-特低渗透油层CO₂-N₂复合驱不宜采用CO₂与N₂混合驱方式,而应采用一次注入合理的CO₂段塞(约0.3PV)＋N₂的段塞组合驱方式,这样不仅可以减少CO₂用量,而且可以充分发挥CO₂与N₂各自的优势,获得优于全部注CO₂驱的驱油效果;且油层渗透率越低、渗透率级差越小或长厚比越大,越有利于提高CO₂-N₂复合驱采收率;厚度小于井距1%的油层也有利于CO₂-N₂复合驱提高采收率。     

蒸汽-空气复合驱提高稠油采收率研究

为进一步提高稠油热采的采出程度,开展了蒸汽空气复合驱的研究。主要从室内实验及数值模拟研究了蒸汽空气复合驱的最优空气与蒸汽的质量比。通过对不同空气与蒸汽质量比的室内实验研究,可以看出随着空气与蒸汽的质量比升高,采出程度先上升后下降。当空气与蒸汽的质量比为2：32时,蒸汽空气复合驱的采出程度最高,为68.67%;此时填砂管出口端的温度与蒸汽驱相差不大。当空气与蒸汽的质量比大于3：32时,蒸汽空气复合驱的采出程度低于蒸汽驱,此时填砂管出口端的温度远低于蒸汽驱的温度。通过CMG数值模拟对辽河油田X区块的蒸汽空气复合驱的研究,得到了与室内实验相同的趋势。由于室内实验与现场的差异性,其优化的数值有所差异。通过辽河油田X区块的现场试验,蒸汽空气复合驱空气与蒸汽的质量比为1：16.1。该现场试验区块中原油日产量上升,原油含水率下降,有力地验证了室内实验及数值模拟结果的正确性。     

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。     

包14块低渗透油藏注CO2开发效果研究

包14块为不均匀型低渗﹑特低渗储层,采用注水开发含水上升块,而且水敏现象严重。通过室内实验,研究了包14块进行CO2驱可行性。实验结果表明:地层条件下,CO2与包14块地层油的最小混相压力为21.4 MPa,高于地层压力。CO2混相驱(23.5 MPa)和非混相驱(12.5 MPa)最终采收率分别为82.39%和73.78%,混相驱比非混相驱CO2突破时间少0.125PV;注气量大于0.3 PV后,混相驱的换油率明显高于非混相驱;注气压力越大,CO2注入能力越强。可见,尽管在地层条件下,CO2与地层油不能达到混相,进行CO2非混相驱仍可取得非常好的效果。     

蒸汽+烟道气+化学剂复合驱提高稠油采收率研究

针对锦45块油藏,利用物理模拟实验技术和油藏数值模拟技术进行了吞吐后转蒸汽+烟道气+化学剂复合驱驱油效果评价和参数优化研究。物模结果表明,蒸汽+烟道气+化学剂复合驱与单一蒸汽驱相比具有较明显的优势,驱油效率提高了13.92%;数模结果表明,采用118 m井距反九点井网、泡沫段塞大小为0.2 PV、注入方式选择10 d泡沫段塞和10 d烟道气交替注入、注采比选择1∶1的复合驱开采效果较好,转驱后合计采出程度可达19.25%。由此可见,蒸汽+烟道气+化学剂复合驱可用作稠油油藏吞吐后的接替方式,也可作为蒸汽驱开发阶段的调整方式。     

致密油岩心渗吸机理及表面活性剂提高采收率实验

目前随着三塘湖油田致密油注水吞吐轮次的增加,油水置换效率急剧降低。为研究合适的表面活性剂,提高致密油渗吸采收率,通过采用核磁共振技术,并发明定量测量黏附油的渗吸实验装置,研究致密油岩心渗吸机理及表面活性剂吐温20、吐温80和仲烷基磺酸钠+椰子油二乙醇酰胺(WLW)溶液对致密油渗吸采收率的影响。结果表明:过渡孔喉中的渗吸滞留和岩石表面黏附油产生的原因是随着渗吸的进行毛管动力减弱,无法克服流动阻力;分散乳化油滴、降低界面张力、改善润湿性、降低黏附功降低因子,可以降低流动阻力、提高渗吸动力或者提高渗吸的毛细管动力与阻力差值,提高油水置换效率,实现表面活性剂提高渗吸采收率的目的。研究结果为采用表面活性剂提高渗吸采收率的深入研究及致密油藏的高效开发提供了理论参考。     

节点分析法在分层注采系统中的应用研究

针对二层油藏分层注采实际情况,在分析水平管流、垂直管流、配水嘴嘴流等沿程压降的基础上,基于节点分析原理,建立了二层油藏分层注采系统节点分析数学模型,考虑了层间、注采井间相互作用,大大提高了节点分析的可靠性;通过理论分析和实例计算,确定了分层配产配注量和注入压力,使注采系统处于平衡生产状态,并对多层油藏的节点分析具有一定借鉴意义和理论意义。     

聚驱后残留聚合物分布及对二元驱的增效作用

针对如何将聚驱后残留在油藏中的有限聚合物发挥出最大限度效益的问题,开展了聚驱后残留聚合物分布及 对二元复合驱增效作用的研究。研究中调研并系统总结了目前国内外聚合物驱后的提高采收率方法,进行了符合海 上油田S 区块油藏地质特征的大型三维平面物理模型实验研究,通过对水驱、聚驱、聚驱+ 表面活性剂的二元复合驱 及后续水驱等不同阶段的聚合物溶液的黏度场、浓度场和压力场等值线图的取样监测,认识了残留聚合物的分布规律 及对聚驱后二元复合驱的影响。结果表明：注聚结束时,主流线浓度最高,两翼部分最小;后续水驱结束,主流线浓度 最小,聚合物大部分被驱出。岩芯中残留的聚合物越多,对二元复合驱的辅助作用越强,注聚结束后越早实施接替技 术越好。研究成果对聚驱后如何利用接替技术继续提高产量具有重要的指导意义。