致密油藏注水井体积压裂改善注水开发效果技术探讨*

鄂尔多斯盆地致密油藏的开发还处于试验阶段,由于储集层致密,启动压力梯度高,常规注水开发压力传递较慢,有效驱替系统难以建立,加之存在裂缝等优势渗流通道,整体表现出注水不见效,见效即见水的水驱矛盾。应用水驱前缘和示踪剂监测资料,研究了致密油藏开发中的见水特征及原因。改变了以往只在油井压裂开发的经验,优选了一个注水井组,进行注水井体积压裂试验,观察人工压裂后的规律。An83区长7致密油藏,油井为多方向见水,原因是早期地质运行过程中形成的多期裂缝相互叠加,注水井经过体积压裂后,人工裂缝取代天然裂缝成为主要渗流通道,改变了水驱方向,水驱效果得到改善,对油田调整挖潜有重要的指导作用。     

应用油水井测压资料确定井底地层呈现单缝渗流的方法

油田开发过程中,由于井底附近地层的宏观及微观非均质,在长期注水过程中,往往因注入水的定向冲刷、溶蚀与压裂作用,而形成次生裂缝,加剧了注入介质的非径向渗散。另外油水井若采用人工压裂措施,也会使注采井附近的油水流沿裂缝单向突进。因而裂缝的存在将影响水驱油的波及效率。因此,在开发过程中,判断油水井附近地层中是否存在天然裂缝或形成次生裂缝而引起单向突进是一个相当重要的实际问题。S.M.El-Hadidi于1977年在文献[1]中提出应用注水井压降曲线确定井底地层裂缝的方法。本文将对在井底裂缝中呈线性渗流的数学模式重新求解,并结合矿场实例进行验算,以将所述方法应用到生产井的试     

姬黄37区提高单井产量对策研究

姬黄37区长6油藏属于低孔、低渗、低产的油藏,针对其开发过程中出现的含水上升快、高含水油井增多、单井产量递减严重的情况,从地质、开发两方面分析产生的原因有储层物性差、非均质性强、注水时机不当、单砂层注采关系不完善、个别井区注入水单向突进严重及地层堵塞等,对此提出针对性的治理措施有压裂改变渗流方式、超前注水增加地层能量、精细注水改善水驱、化学堵水治理裂缝、改善注水水质防止污染、化堵调剖进行解堵等,达到了降低产量递减的目的.措施井平均单井日增油达1.35 t.     

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.     

体积压裂缝网渗流特征与注水开发适配性研究

鄂尔多斯盆地致密油储层体积压裂改造后,单井产能较常规压裂有了大幅度的提高,但由于地层压力系数小, 仅靠天然能量开发效果并不理想,因此,探索体积压裂井的注水补充能量方式有重要意义。基于体积压裂复杂缝网形 态的特点,建立了缝网数值模拟模型,对直井体积压裂缝网渗流特征进行了分析;以体积压裂矩形井网为例,研究了注 采形式下体积压裂井的增产机理,并结合井网对缝网适配性进行了探索。研究结果表明,缝网系统增加了储层垂向动 用程度,提高了主裂缝壁面方向的水驱波及体积,改善了注采井间的水驱动用效果。由于缝网系统存在“最短渗流距 离”,体积压裂井见水后含水上升较快。通过长庆某典型致密油储层直井体积压裂实例分析,对后期可行的井网形式 进行了优化设计和论证。     

致密油藏动态裂缝影响下水驱开发数值模拟

针对致密油藏注水开发过程中动态裂缝的问题,提出了利用“方向性压敏”、“方向性相渗”的方法,利用室内物理模拟实验和油田矿场分析资料,建立方向性渗透率与注水压力的动态关系,实现不同方向上两相渗流规律的差异。结合致密油藏非线性渗流机理,建立动态裂缝影响下水驱开发的数值模型,研制全隐式快速解法。最终,新模型成功应用于长庆油田WY试验区块,为同类致密油藏开发提供借鉴。     

鄂尔多斯盆地致密油藏天然裂缝与人工裂缝特征及开发意义

裂缝特征参数是致密油藏开发方式及井网优化的依据;针对致密油藏体积压裂下如何确定开发方式,通过对矿场测试的人工裂缝、天然裂缝和地应力方向采用高斯函数拟合,研究三者之间优势方向的耦合关系。针对致密油藏体积压裂人工裂缝有效参数的认识,提出以自然能量开发井网为研究对象,依据人工压裂缝控制区域和非控制区域压力变化规律的差异性,通过建立水平井分区渗流模型及拟合水平井生产数据,确定人工裂缝有效缝长;在此基础上,建立典型井精细地质模型及数值模型,对比不同裂缝有效宽度下数值模拟平均单段产量与实际统计单段平均产量,观察水平检查井取芯结果。结果表明:人工裂缝的优势方向与地应力优势方向基本一致;地应力的优势方向与天然裂缝优势方向差异较大的致密油藏,采用准自然能量开发,基本一致或差异小的致密油藏,具有注水补充能量的潜力;人工裂缝平均有效宽度小于等于10 m。     

强边底水油藏水驱开发效果评价

针对目前水驱开发评价方法主要是评价油田整体开发效果,很难对具体注水井的注水效率进行评价,以及强边底水油藏中油井产水的主要来源等问题。基于井间油水动态的连通性计算模型,结合油田地质参数和实际生产数据进行自动历史拟合。示踪剂分析验证了该模型具有很好的可靠性。采用该模型计算注水井注水劈分系数,确定注采优势通道以及注水井驱油效率。该模型同时也可以计算注水井和边底水对油井产油产水贡献百分比。实例油田应用表明,该模型可靠性很好,与示踪剂测试结果吻合,计算结果能很好地评价注水井的注水效率。     

致密油藏非达西渗流流态响应与极限井距研究

基于实际岩心流动实验,利用典型非线性渗流数学模型,对致密油藏非达西渗流流态响应和极限注采井距进行研究,并结合实例,计算不同渗透率级别下采油井的极限布井轨迹,揭示注采井间压力及压力梯度分布特征。研究结果表明:致密油藏单相流体渗流可分为不流动区域、非线性渗流区域和拟线性渗流区域3个渗流流态响应区域;考虑压裂时,不同渗透率级别下采油井的极限布井轨迹相似(一条直线和一段1/4圆弧组成);随着距水井距离的增加,注采井间压力及压力梯度分布的3条近似直线段依次对应注水井附近的径向流、裂缝附近的拟径向流和裂缝内的线性流3种渗流流态,且渗透率越小,最小启动压力梯度越明显,注水井与裂缝端点之间的压力损失越严重。     

基于物质平衡原理解释致密油藏体积压裂有效改造体积的新方法

致密油藏需要经过大规模体积压裂改造才能获得工业油流。本文在物质平衡原理的基础上综合考虑了体积压裂施工过程中大量压裂液注入导致油藏压力升高,压后流体产出导致油藏压力降低以及裂缝与基质孔隙体积随压力非线性变化等致密油藏实际情况,进行合理假设,建立了模型方程,并推导计算了体积压裂有效改造体积和裂缝与基质的有效接触面积等参数。该方法解释出的三个新参数：能够提供有效渗流的裂缝总体积、油藏有效渗流体积、裂缝有效渗流面积,其物理意义更明确,对致密储层的开发设计及增产改造指导意义更强。将该方法应用到油田现场,并评价了3口已实施体积压裂油井的应用效果。现场应用表明该方法具有评价解释快捷、获取数据方便、成本低、准确度高的优点,适合于油田现场多井次大规模推广应用。     

注水井压裂调剖设计方法研究

对对低渗透油田,主要通过水力压裂提高油水井的增产增注能力,区块经过整体压裂改造后,水力裂缝参数将对油不井的产量起决定性作用。对于多油层非均质油藏,层间差异会导致吸水剖面不均匀,影响水驱效率。对需要经过压裂再投注的注水井,建立了压裂后预测注水井注入量的数值模拟,分析了各层注入量与地层物性、裂缝参数和注水压力的关系。研究结果表明,通过合理地设计裂缝参数,可以缓层间矛盾,改善吸水剖面。现场试验８口井,其     

白于山区长4+5油藏合理开发对策

为确保绥靖油田白于山区长4+5油藏持续高效开发,达到提高最终采收率,实现油藏稳油控水的目的,对研究区生产数据及历年压力测试等相关资料分析研究,确定出合理地层压力、流动压力、注采比及注水井最大井口注入压力等参数.分析后对不合理开发对策进行调整:降低注采比,适度降低地层压力;开展周期注水试验,减缓油井见水速度;开展区域化学调剖试验,治理见水油井;实施酸化解堵,提高油井产量措施,为实现油藏的稳油控水提供方法和依据.     

鄂尔多斯盆地坪桥南长6油藏注水见效合理参数分析

针对鄂尔多斯盆地杏子川油田坪桥南区长6低渗透油藏注水见效率低、部分油井含水上升过快的问题,研究了注水见效时间规律,提出了注水参数优化的方法.通过统计分析结合数值模拟手段,分析单一因素对见效时间的影响,探索注水见效时间和合理注水强度,形成了预测见效时间及合理注水强度的图版.结果 表明,坪桥南区长6油藏转注后高强度注水的见效时间为5-15个月;见效后温和注水合理水强度范围为1.0～2.0 m3/(d·m).按该方法对单井配注优化后,水驱效果明显提高.     

行列式注水油藏注水规律研究

针对行列式注水开发油藏油井见效见水方向难以判断的特点,本文以某该类型油藏为例,首先在油藏中建立油水井间系统,然后采用灰色关联分析理论对油水井生产资料之间的关联度进行计算,判断影响油井的主要水井,再使用动态分析法加以判断。通过研究多个单井实例证实,灰色关联分析理论不仅可对动态分析结果加以论证,而且在资料缺乏的情况下,也能准确对油井见效见水方向作出判断。     

特低渗透油藏多层合采水驱前缘

针对特低渗透油藏多层合采时各层注水推进速度差异较大的问题,为准确计算各层水驱前缘的位置,利用特低渗透油藏渗流理论,建立理论模型,推导了考虑油相非线性渗流特征的水驱前缘的计算公式,分析了渗透率级差、注采井距、非线性渗流特征对水驱前缘的影响.结果表明:储层渗透率越小,水驱前缘距注水井的距离越小,且考虑非线性渗流特征计算出的水驱前缘更小;注采井距越大,水驱前缘位置与注水井距离变大,但是无因次水驱前缘变小,而不考虑非线性的无因次水驱前缘保持不变,反映出非线性渗流特征使油藏开发效果变差.     

镰刀湾油田长6油藏注水开发效果分析及井网调整浅析

随着油田大发展的需要,长4＋5、长6、长8作为公司的主力油层,日益受到重视,但随着油层物性的逐渐变差,注水开发过程中微裂缝开启,油井液量低与注水不见效、裂缝型见注入水的矛盾也日益突出,本文依据镰刀湾油田长6油藏的地质特征和注水开发效果评价,分析了超低渗透储层有效驱动体系、裂缝储层水驱油特点,以提高裂缝性油层有效动用为核心,提出了线状注水及井网加密调整意见希望能够为今后的开发思路提供参考,起到抛砖引玉的作用。     

反九点菱形注采井网的边角关系

鄂尔多斯盆地油藏属低渗透油藏,在长6特低渗致密岩性油藏中,注水开发时的孔隙结构和裂缝方向直接影响水驱油效果及注水开发的最终采收率。研究表明,拉长主裂缝方向上注水井到采油井的距离,缩短非主裂缝方向注水井到采油井的距离,可以提高注水开发效果,反九点菱形井网比反九点正方形井网最终采收率可提高3个百分点。     

考虑动边界影响的低渗透油藏反九点水力压裂注采井网数值模拟研究

考虑低渗透地层中因启动压力梯度存在而产生动边界的影响,利用CMG三维三相黑油油藏数值模拟器对开发低渗透油藏的正方形反九点水力压裂注采井网进行了精确的数值模拟。数值模拟结果表明:相对于达西渗流模式等压面足够光滑、整个油藏区块均参与流动,低渗透油藏启动压力梯度为0.2 MPa/m下的等压面(油藏初始压力)空间分布有较大间断性,在远离注水井和生产井的部分区域仍保持了油藏的初始状态,该区域还未参与到油藏的渗流系统中;地层中存在随时间变化的动边界,会降低油田注水的油藏波及体积和原油采出程度。由饱和度的三维空间分布图可以看出:达西渗流模式下的压裂注水效果较好,油水分布比较集中,界面清晰,更接近于活塞式水驱油;而启动压力梯度的存在会使压裂注水井驱油效果变差,油水存在较大的油水混合渗流区域,油水分布比较分散,属于典型的非活塞式水驱油。由绘制的油田开发特征曲线可以得出:启动压力梯度越大,累计产油量越小,累计产油量随时间上升越慢,生产井含水上升越快,日产油量越低;启动压力梯度对低渗透油藏压裂注水开发效果影响显著。     

低渗油藏水井压裂增注优化研究

为了改善低渗油藏注水井吸水状况,提高低渗油藏水驱开发效果,利用裂缝-油藏耦合技术建立油、水两相三维油藏裂缝数值模拟器,利用此模拟器模拟研究了不同条件下水井压裂对注采井组开发效果的影响,并利用正交方差分析方法对水井压裂增注效果的主要影响因素进行了显著性评价.以胜利油田史深100低渗透断块油藏为例,提出综合效果评价参数,对实际油藏注水井压裂参数设计进行了优化.研究结果为低渗透油藏注水井压裂设计和增注效果评价提供了一种研究手段,对于提高低渗透油田注水效果具有实际意义.     

低渗致密油藏适度温和注水技术研究与矿场实践

为解决低渗致密油藏注水过程中,水相沿着裂缝水窜水淹、基质原油难采出、水驱采收率低等技术难题,以鄂尔多斯盆地延长组长₆储层为研究对象,开展驱替速度对水驱采收率影响的驱替实验并进行核磁测试分析,建立考虑毛管力的非稳态油-水两相水驱前缘推进数学模型,形成适度温和注水强度优化图版。结果表明,水驱油过程存在最佳驱替速度使得水驱采收率最大,实验中最佳驱替速度为0.06~0.08 mL/min。以延长油田ZC区块为例,调整注水强度为0.85~1.20 m³/（d·m）,采油泵沉没度控制在100~150 m,技术应用后水驱采收率从20%提高到24%。适度温和注水技术对低渗致密油藏提高采收率效果显著,研究成果为类似油藏高效注水开发提供了借鉴。