(1++++注水中充分利用自吸作用)缝洞型碳酸盐岩油藏自吸驱油作用及其在开发中的利用
《2024年塔河缝洞型碳酸盐岩油藏流动规律研究》范文
《塔河缝洞型碳酸盐岩油藏流动规律研究》篇一一、引言随着全球对能源需求的不断增长，碳酸盐岩油藏的开采和开发变得尤为重要。
作为典型的缝洞型碳酸盐岩油藏，塔河油田的开采情况复杂且具有特殊性。
因此，研究其流动规律对于提高采收率、优化开采策略和保护油藏具有重要意义。
本文旨在探讨塔河缝洞型碳酸盐岩油藏的流动规律，以期为该油田的持续开采提供理论依据和指导。
二、研究区域与对象本文的研究区域为塔河油田，研究对象为该地区的缝洞型碳酸盐岩油藏。
该地区地质条件复杂，油藏类型多样，具有较高的开采价值。
通过对该地区缝洞型碳酸盐岩油藏的流动规律进行研究，可以更好地了解其储层特征、流体性质及流动行为，为提高采收率和优化开采策略提供依据。
三、研究方法本研究采用多种方法综合研究塔河缝洞型碳酸盐岩油藏的流动规律。
首先，通过文献调研，了解国内外类似油藏的研究现状和成果。
其次，运用地质学、物理学、化学等多学科知识，分析该地区的地质构造、储层特征、流体性质等。
此外，结合实际生产数据，运用数学模型和计算机模拟技术，对油藏的流动规律进行定量分析。
最后，通过现场试验和观测，验证模型的准确性和可靠性。
四、研究结果与分析1. 储层特征与流体性质塔河缝洞型碳酸盐岩油藏的储层特征复杂，包括裂缝、溶洞、孔隙等多种储集空间。
流体性质方面，原油粘度较大，且含有一定量的气体和杂质。
这些因素均对油藏的流动规律产生影响。
2. 流动规律分析通过数学模型和计算机模拟技术，我们发现塔河缝洞型碳酸盐岩油藏的流动规律受到多种因素的影响，包括储层特征、流体性质、生产方式等。
在生产过程中，流体在储层中的流动受到裂缝和溶洞等储集空间的限制和影响，呈现出复杂的流动行为。
此外，原油粘度大和杂质含量高也会对流动规律产生影响。
3. 模型验证与应用通过现场试验和观测，我们发现所建立的数学模型能够较好地反映塔河缝洞型碳酸盐岩油藏的流动规律。
在此基础上，我们可以根据实际生产情况，优化开采策略，提高采收率。
塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏可采储量标定方法与应用
采 油 的 油 气 田进 行 对 比 ， 根 据油藏 的驱 动类 型 、 储 层 物性、 流 体 性质 、 非 均 质 性 等 特 征 的 类 比结 果 ， 确定 次采 收率 。 在实 际运用 中 ， 对 比 塔 河 老 区各 类 地 质 特征及 开采 方式 ， 确 定 的一 次采 收率结 果较 可靠 ， 适 应性较 强 。 以 塔 河 某 开 发 单 元 ￥９ ４井 区 与 ＡＤ１ ６ 一 ＡＤ ８井 区为 例 ， 两 个井 区均 位 于上奥 陶统 剥蚀 区 ， 存在 两次 油源 充注 成藏 活动 ， 第一 次 为加 里东 晚期充 注原油 ， 在早 海西期 被破 坏 ， 降解 为 固态 沥青 ｝ 第 二次次 为海 西 晚期 充 注成熟 原 油 ， 在 海 西 末 期被 氧 化 降解 为超 重原 油保 存至今 。两个 井 区具备 相 同的成藏 条件及
￣Ｄ１ ６ －ＡＤ ８井 区 与 ￥ ９ ４井 区油 藏 特 征 对 比表
从 区块 各项 实 际 开 发 生产 指 标 对 比分析 ， 采 用 产量 递减 法 标定 技 术 可 采储 量 较 合 理 ， 指 标 相 互 匹 配 关 系较好 ， 由此 认 为 ， 产 量 递 减 法 适 用 于 塔 河 油 田 奥 陶系缝 洞型油 藏 技术可 采储 量 标定 。 ２ ． ２ 产 量 递 减 法 在 缝 洞 型 油 藏 技 术 可 采 储 量 中 的
组 合 模 型
２ ． ２ ． １ 新 投 产 井 技 术 可 采 标 定 模 型
在塔 河油 田碳 酸盐岩 油 藏开 发可 ： ９ － 为产 能建设 阶段 、 加密 调整 阶段 及综 合治 理 阶段等 ， 随 着 投 入 生 产井 数 的增 加 ， 区 块 产 量 在 各 阶 段 递 减 方 式 和 类 型 均有 差异 ， 因此在 技 术可 采储 量标 定过 程 中， 依 据 各 开 发单 元 以动 态法 标 定 为 准 的原 则 ， 对 当 年 投 入 生 产 的新 井与 历 年 老井 分 开 标 定 ， 最 后 求 和 得 到 各 区 块技 术可采 储量 。 新 老井 分开 标定 技 术可 采 ， 避 免 了 由于 生 产 阶 段 不 同 而 导 致 笼 统 采 用 同 一 递 减 率 标 定
顺北油田超深断控缝洞型油藏注水开发实践
第44卷 第6期新疆石油地质Vol. 44，No.6 2023年12月 XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY Dec. 2023文章编号：1001-3873（2023）06-0702-09 DOI：10.7657/XJPG20230609引用：李小波，魏学刚，刘学利，等. 顺北油田超深断控缝洞型油藏注水开发实践［J］. 新疆石油地质，2023，44（6）：702-710.LI Xiaobo，WEI Xuegang，LIU Xueli，et al. Practice of Water Injection Development in Ultra‑Deep Fault‑Controlled Fractured‑Vuggy Reservoirs in Shunbei Oilfield［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2023，44（6）：702-710.顺北油田超深断控缝洞型油藏注水开发实践李小波，魏学刚，刘学利，张艺晓，李青（中国石化 a.西北油田分公司勘探开发研究院；b.缝洞型油藏提高采收率重点实验室，乌鲁木齐 830011）摘要：综合分析顺北油田超深断控缝洞型油藏地质与开发特征，确定了天然能量不足是目前导致顺北1号断裂带弱挥发性油藏产量快速递减及地层原油脱气的主要原因。
采用数值模拟方法，明确了注水补能是目前最佳开发方式。
研究结果表明：顺北油田超深断控缝洞型油藏注水重力分异作用是主要注水机理，注水能有效恢复地层能量；断裂带拉分段的水驱连通程度和能量平衡能力明显强于挤压段；超深断控缝洞型油藏注水开发具有沿断裂带快速水窜和水驱波及体积小的特征。
通过注水，油藏地层压力平均恢复14.78 MPa，区块年递减率从48.6%降低到15.9%，阶段累计增油13.10×104 t，取得了较好的开发效果。
关键词：塔里木盆地；顺北油田；断控缝洞型油藏；天然能量；注水开发；数值模拟；注水机理；重力分异中图分类号：TE357.6 文献标识码：APractice of Water Injection Development in Ultra⁃Deep Fault⁃ControlledFractured⁃Vuggy Reservoirs in Shunbei OilfieldLI Xiaobo，WEI Xuegang，LIU Xueli，ZHANG Yixiao，LI Qing(Sinopec, a.Research Institute of Exploration and Development, Northwest Oilfield Company;b.Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery in Fractured‑Vuggy Reservoirs, Urumqi, Xinjiang 830011, China) Abstract：The geological and development characteristics of ultra‑deep fault‑controlled fractured‑vuggy reservoirs in Shunbei oilfield were comprehensively analyzed, and insufficient natural energy was determined to be the main reason for the rapid production decline and forma‑tion oil degassing in the weakly volatile oil reservoirs in the Shunbei No.1 fault zone. Through numerical simulation, it is clarified that water injection is the optimal development method currently. The research results show that gravity differentiation is the main mechanism of water injection in the ultra‑deep fault‑controlled fractured‑vuggy reservoirs in Shunbei oilfield, and water injection can effectively restore forma‑tion energy. The waterflooding connectivity and energy balance capability in the fault zone’s pull‑apart segments are much stronger than those in the compression segments. Water injection development of the ultra‑deep fault‑controlled fractured‑vuggy reservoirs features rapid water channeling along fault zone and small swept area. Water injection enables good development effect, with the reservoir pressure re‑stored by 14.78 MPa averagely, the annual decline rate of the block decreasing from 48.6% to 15.9%, and the staged cumulative oil produc‑tion increased by 13.10×104 tons.Keywords： Tarim basin; Shunbei oilfield; fault‑controlled fractured‑vuggy reservoir; natural energy; water injection; numerical simulation;mechanism; gravity differentiation顺北油田位于塔里木盆地顺托果勒低隆起西北部—沙雅隆起西南倾末端[1-3]，与塔河油田托甫台区块和跃进区块构造演化特征相似。
缝洞型油藏全直径岩心注气驱油实验研究
缝洞型油藏全直径岩心注气驱油实验研究章节一：绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外相关研究现状分析1.3 研究目的和内容章节二：实验方法2.1 实验原理和模拟方法2.2 实验组成2.3 实验操作流程章节三：实验结果与分析3.1 岩心样品性质分析3.2 岩心注气阶段实验结果3.3 驱油阶段实验结果分析3.4 岩心注气驱油机理分析和探讨章节四：实验结论和建议4.1 实验结论总结4.2 实验结果对缝洞型油藏注气驱油开发的启示4.3 实验研究中的不足和未来工作展望章节五：参考文献注：因为涉及到科学研究的具体实验内容和结论，需要本领域的专业人士撰写。
此提纲只提供一个大概的框架和思路供参考。
第一章绪论1.1 研究背景和意义石油是全球能源的重要来源，而油藏的开发和有效利用也是石油工业的核心问题。
在油藏开发过程中，注气驱油是一种常用的增油手段。
传统的注气剂包括天然气、CO2和氮气等，在不同的油藏类型和特点下具有各种不同的应用效果。
而针对缝洞型油藏，采用全直径岩心注气驱油技术则可以达到更好的增油效果。
因此，研究全直径岩心注气驱油技术的应用和机理具有重要的实践意义。
1.2 国内外相关研究现状分析目前，关于注气驱油技术的研究已经得到了广泛的关注。
国内外的许多研究表明，缝洞型油藏的注气驱油技术是一种有效的方法，可以明显提高采收率。
然而，缝洞型油藏形成机理复杂，因此如何进行针对性的注气驱油技术研究，对增油效果具有关键意义。
在全直径岩心注气驱油方面，国内外的研究也在逐步深入。
然而，针对不同的岩性和注气剂类型，实验结果存在较大的差异，尚无法得出一般化的结论。
因此，进行更加系统化和深入的研究，以得到更具代表性的结果，有极高的研究价值和实践指导意义。
1.3 研究目的和内容本文的研究目的为：通过实验研究全直径岩心注气驱油技术在缝洞型油藏中的应用效果以及机理，为缝洞型油藏的灵活、高效注气驱油技术提供实验依据。
本文的主要研究内容包括：（1）全直径岩心注气驱油实验方法的建立和实验设备的组成。
缝洞型碳酸盐岩油藏单井注水替油生产特征研究
缝洞型碳酸盐岩油藏单井注水替油生产特征研究Ξ李春磊,陈小凡,余 婷(西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室) 摘 要:碳酸盐岩缝洞型油藏在全球范围内分布广泛,且储量、产量巨大。
塔河油田属于非均质性极强,地质情况复杂,储集空间多样。
目前对此类油藏的研究在国内外尚处于探索阶段,急需进行相应的研究。
本文利用了各种测试资料和油藏地质的研究成果,对塔河油田单元地层压力、含水率和产量的变化规律进行了分类系统研究,研究碳酸盐岩缝洞型油藏单井注水替油效果分析,为开展有针对性的开发措施提供理论依据,同时分析了各因素对注水替油效果的影响因素。
关键词:碳酸盐岩;碳酸盐岩油藏;注水替油;动态 中图分类号:TE35716 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2010)21—0129—03 缝洞型碳酸盐岩油藏是经多期构造运动与古岩溶共同作用形成的,以岩溶缝洞为主控因素,以缝洞储发带来了许多困难。
缝洞型碳酸盐岩以溶洞为储集空间,裂缝为流动通道,其流动状态既有渠道流,又存在着渗流,它是油水两相的复合流动,其流动机理较为复杂。
缝洞型碳酸盐岩潜山油藏属于非常规的油气藏类型,其储量规模较大,往往具有较高的产能.塔河油田油藏是一个具有多重意义的特殊类型油气藏,超深、高温、高压、储集空间多样、油水分布复杂和油质较差,属于多缝洞单元立体叠合成藏的碳酸盐岩岩溶缝洞型复合油藏。
因此,有必要对碳酸盐岩油气藏开采机理,生产特性和开发方式进行研究,以高速、高效、高水平地开发缝洞型碳酸盐岩油气藏[1-3]。
1 单井注水替油开采机理单井注水替油的机理是:在油井地层能量不足时,通过向地层中注入油田水,补充地层能量;同时利用缝洞型油藏储渗空间以裂缝和溶蚀孔洞为主,油水渗流近似于管流,易在较短时间内产生重力分异的原理,通过关井在较短时间产生油水重力置换,形成剩余油富集带,开井生产,提高油井产能、采收率[4]。
在溶洞、宽裂缝中,油水重力分异明显,注入水从上部进入这类储集空间时以重力置换作用为主,[4] 张卫海,查明,曲江秀.油气输导体系的类型及配置关系[J ].新疆石油地质,2003,24(2):118～121.[5] 付广,薛水超,付晓飞.油气运移输导体系及其对成藏的控制作用[J ].新疆石油地质,2001,22(1):24～26.[6] 谢泰俊.琼东南盆地天然气输导运移体系及成藏模式[J ].勘探家,2000,5(1):17～21.[7] 张照录,王华,杨红.含油气盆地的输导体系研究[J ].石油与天然气地质,2000,21(2):133～135.[8] 杜春国,郝芳,邹华耀,等.断裂输导体系研究现状及存在的问题[J ].地质科技情报,2007,26(1):52～55.[9] 陈欢庆,朱筱敏,张琴,等.输导体系研究进展[J ].地质评论,2009,55(2):269～275.Abstra ct:the research of o il&ga s p athw ay syste m ha s a l w ays been the po t about oil&ga s geologistexpe rt s .In recent year s,R e servo ir expe rt s of the research of o il&ga s pa thw ay sy ste m theo ry have lounch a la rge num ber of p roduct ive w ork,bu t t hey st ill face m any change s f rom theo ry to technological app licat ion.now ,base on resea rch p rof ile of the pat hw ay sya te m ,summ arize som e p roble m s in the resea rching p r oceder,and suggeste that the effect iveness eva luat ion of dom inant m ig ra tion pathw ay 、quant ita t ive research of fau lt sea ling 、the factor s ’relat ionship be tw een t i m e and space configura t i on of pat hw ay syste m and so on a re t rends .Key words:O il&gas R ese rvoir;P athw ay Syste m ;Dom inant M igrat ion Pa thw ay;F ault Sea ling921 2010年第21期 内蒙古石油化工3收稿日期3作者简介李春磊(6),年大学毕业,现为西南石油大学油气田开发工程专业在读硕士研究生,主要从事油气藏开发及数值模拟研究。
碳酸盐岩油气藏注水开发技术分析
碳酸盐岩油气藏注水开发技术分析张孙玄琦;张海明【摘要】随着油气田开发过程地层能量衰竭,注水成为了目前较为常见的二次采油技术手段.针对缝洞型碳酸盐岩油气藏,储层内部既有大尺度的洞穴,又有大量裂缝.注入水在洞穴内受重力分异,会产生良好的置换作用,注水能起到良好的提高采收率作用.制定了相关选井原则,确定了相关注水参数,为该类储层注水提供理论指导.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2018(044)011【总页数】1页(P66)【关键词】碳酸盐岩;注水;采收率【作者】张孙玄琦;张海明【作者单位】西安地质矿产勘查开发院有限公司,陕西西安 710100;西安地质矿产勘查开发院有限公司,陕西西安 710100【正文语种】中文【中图分类】TE357油气田开发中后期地层能量下降，注水是有效的保持地层压力的手段，是目前国内各大油田广泛采用的二次采油技术。
缝洞型碳酸盐岩油藏储层非均质性强、天然能量及地层流体性质差异大，开发方式必须根据各油井所处井区实际情况进行选择，即油井生产按“一井一策、一藏一策”进行差异化管理[1]。
一般而言，初期充分利用天然能量进行开发，当地层能量衰竭到一定程度后，根据储层类型适时选择转机采或注水替油[2]。
后期随着开发程度的不断深入，在储层连通性研究的基础上，依据连通方式的差异性，采用不同的注采方式进行单元注水驱油开发。
1 定容洞穴注水替油机理注水替油过程中利用缝洞体内注入水与原油密度差异的原理，使油水发生置换，近井储集体内弹性能量恢复，井口压力上升，达到生产条件。
注水替油可分为注水、焖井、采油三个阶段。
1）注水阶段：随着储集体原油的采出，地层压力逐渐下降，油井供液不足，通过注水恢复部分地层压力。
随注水量的增加和注入水对原油的驱替，地层中含油饱和度逐渐下降。
2）焖井阶段：注水后关井，通过重力分异作用使油水发生置换，密度较大的注入水下沉至储集体下部形成次生底水，油水界面上移，抬升原油向井筒运移。
塔里木油田缝洞型碳酸盐岩油藏开发对策研究
开 发 对 策 机 理 研 究
２
２
用数值 模 拟方 法 建 立 地 质 模 型 ， 合塔 里 木 典 结
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Ｖ 见 据， 同时 ， 国 内外 同类 油 藏开 发也 具 有一 定 的借鉴 型 缝洞 型碳 酸盐 岩油 藏 的 Ｐ Ｔ数 据 和 相渗 数 据 （ 对 图 ２３ ， 、 ） 建立 了具 有代 表性 的数值 模 拟模 型 。 意 义
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图 ３ 塔 里木 油 田油 井 典 型 相 对 渗 透 率 曲 线
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一 ∞
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建
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压 力／ ａ ＭＰ ａ 气 干
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第３ ２卷 第 ６期
２ ０ ０１
西 南石 油大 学 学报 （ 自然 科 学版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＳ ｕｈ ｓ Ｐ ｔｏｅ ｍ ｉｅｓ ｙ Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｉｏ ｏ ｒ ａ ｏ ｏ ｔｗｅｔ ｅｒｌｕ Ｕｎｖ ｒｉ （ ｃｅ ｃ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙＥｄｔ ｎ） ｉ
缝洞性碳酸盐岩油藏储渗模式及其开采特征
10 2
石油勘探与开发 , 油田开发与油藏工程
Vo l. 32 No . 3
1. 1. 2 独立裂缝网络( ∃类) 独立裂缝网络指由多条不同级别裂缝相互连通形
成的裂缝网络, 自身构成一个定容封闭系统。在裂缝 形成过程中, 虽裂缝之间连通度很高, 但后期改造作用 使很多裂缝被泥质充填闭合, 从而形成多个 裂缝网络 闭合体, 即多个封闭系统。其储渗性能优于 ∀ 类, 储渗 能力大小由自身规模和连通度决定, 对开发 的贡献相 当有限, 油井一般低压低产且产量递减快。 1. 1. 3 独立溶洞( %类)
2005 年 6 月
石油勘 探与开发 P ET RO LEU M EXP L ORA T IO N A ND D EV EL OP M ENT
V ol. 32 N o. 3 101
文章编号: 1000 0747( 2005) 03 0101 05
缝洞性碳酸盐岩油藏储渗模式及其开采特征
陈志海1, 2, 戴勇2, 郎兆新1
以 3 种组合储渗模式为单元, 平面可形成串珠状 的多个不同组合, 纵向可形成多套缝洞系统或交错叠 置的缝洞系统组合, 从而组成不同的复杂储渗组合体。
2 油井开采动态特征
2. 1 油井的分类及分类标准 笔者从油井钻遇的储集层储渗 模式角度, 将塔河
油田 4 区油井分为 3 类。分类方 法: 认真分析每口油 井见水前的开采动态, 结合其钻井、测井、测试等资料, 判定每口井钻遇的储集层的主要储渗模式, 从而对油 井进行分类。 2. 1. 1 钻遇裂缝溶洞型储集层的油井( ∀ 类)
缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气可行性研究
缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气可行性研究李金宜1,姜汉桥1,李俊键1,陈民锋1,涂兴万2,任文博2(1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京 102249;2.中国石化西北石油局采油二厂,乌鲁木齐 830011) 摘 要:塔河油田注水替油吞吐进入高轮次以后,油水界面不断升高,注水替油效果不断变差,剩余油主要分布在构造起伏的高部位,此类剩余油俗称“阁楼油”。
国外利用氮气及天然气驱工艺开采“阁楼油”的技术已成熟。
为了进一步提高塔河油田的开发效果,开展了对注N2开采裂缝-溶洞型碳酸盐岩油藏可行性的研究。
针对塔河该类油藏的地质及生产特点,分析了注氮气提高采收率的机理及有利地质条件;在井筒多相流及数值模拟的基础上,论证了塔河碳酸盐岩油藏注氮气提高采收率的可行性,对注气量、闷井时间、注气采油方式、注气速度等技术政策界限进行了优化研究。
研究结果表明,在塔河碳酸盐岩油藏一定工艺技术保障下,注氮气提高采收率是可行的,预计采收率提高10%左右。
关键词:缝洞型碳酸盐岩油藏;阁楼油;注氮气;可行性;技术界限 与其它地区的碳酸盐岩储层不同,溶洞是塔河地区奥陶系碳酸盐岩最有效的储集体类型,裂缝是次要的储集空间,基质部分基本不具有储油能力,属于岩溶缝洞型碳酸盐岩油藏,储集体空间形态差异大,油水关系极其复杂。
多轮次注水替油后,剩余油主要分布在构造起伏的高部位,形成阁楼油。
针对特殊地质情况,分析了注氮气开采阁楼油的机理并通过等效数值模拟方法对注气效果进行影响因素分析,对塔河该类油藏注氮气开采阁楼油的技术政策界限进行了优化研究。
1 注氮气开采阁楼油机理研究1.1 注N2吞吐开采“阁楼油”主要作用通过大量的理论研究,结合矿场试验,认为:一般N2与原油最小混相压力远高于其地层压力,根据室内试验及模拟计算得出的最低混相压力为50～100MPa[1],在油藏条件下注N2驱是以非混相状态下进行的。
非混相条件下注气作用机理主要有: 靠重力驱替上端封闭大缝洞中的剩余油及油藏顶部的“阁楼油”,如图1所示; 注气后,油气间的界面张力远小于油水间的界面张力(约4倍)[2],而油气密度差又大于油水密度差,从而减小了毛管力作用。
塔河油田缝洞型油藏注气替油机理研究
，
塔 河 油 田碳 酸 盐岩 油藏 是 目前 国 内发现最 大 的
碳 酸盐 岩 油藏 。与 陆相砂 岩 油藏 和 国 内外 海相 碳 酸
田， 油 藏 主要储 集空 间为裂缝 一 溶洞 ， 探 明原油 地质
１ ９ ８ ０年开 展小 规 模 注 入 二 氧 化碳 气 体 建 立 人 工 气
顶， １ ９ ８ ８年 １ ０月大规 模 实施 现场 注气 ， 截止到 １ ９ ９ ５
、
注 气 替 油 的 提 出
年底 累计 注入气 体 １ ８ ． ５ ２×１ ０ ｍ ， 累计增 油量 达 到
１ ５ ３ ． ２×１ ０ ｍ ， 提高采 收率达 ６ ． ４ ４ ％。
第３ ６卷
Ｖ０ Ｌ ３ ６
第 ２期
Ｎｏ ． ２
钻
采
工
艺
・５ ５・
Ｄ Ｒ Ｉ Ｌ Ｌ Ｉ Ｎ Ｇ＆Ｐ Ｒ Ｏ Ｄ Ｕ Ｃ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ Ｏ Ｌ ＯＧ Ｙ
塔 河 油 田缝 洞 型 油 藏 注 气 替 油 机 理 研 究
惠 健 ， 刘 学利 ， 汪 洋 ， 杨 占红
（ 中国石化 西 北油 田分公 司勘 探 开发研 究 院）
惠 摘 健等．塔河油 田缝洞型油藏注气替 油机理研究． 钻 采工艺 ， ２ ０ １ ３ ， ３ ６ （ ２ ） ： ５ ５— ５ ７ 要 ：塔 河油田碳 酸盐岩油藏 ２ ０ １ １年底标 定采收率为 １ ５ ． ６ ％， 低 于国 内外的平均水平 ２ ０ ％， 具有很 大的提
储量为 ６ ． ３ ６×１ ０ ｌ Ｉ ｌ 。油 田早 期 采 用 衰 竭 式 开 发 ，
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吸驱油动力能否有效起作用 ,取决于两个条件 ,第
一 、需要克服裂缝系统与基质系统之间的毛管力末
端效应 ;第二 、毛管半径应大于液膜在岩石固体表面
的吸附厚度 ,因为固体表面的液膜吸附层具有反常
的力学性质和很高的抗剪切能力 ,当孔隙半径等于
和小于吸附层厚度时 ,孔道因液膜吸附层的反常力
ห้องสมุดไป่ตู้
学特性而成为无效渗流空间 ,毛管力在这类无效渗
收稿日期 :2006 - 10 - 17 ; 改回日期 :2007 - 01 - 10 基金项目 :成都理工大学科研基金项目 (编号 : HS001) 作者简介 :孙来喜 ,男 ,41 岁 ,副教授 (博士后) ,石油地质专业 ,研究方向 :油气藏开发及油藏数值模拟. E2mail : sunlaix888 @126. com
倍～2 倍 ,且投注初期即实施周期注水的效果最好 。 5. 4 塔河油田数值模拟研究表明周期注水开发效 果明显好于依靠天然能量 、连续注水的效果 ,其优点 是既保持地层能量 ,又避免了注入水的突进 ,同时又 充分利用毛管自吸驱油作用 ,周期注水是提高采收 率的有效方法 。
1. 成都理工大学能源学院 ,四川 成都 610059 ; 2. 成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室 ,四川 成都 610059 ;
3. 中国石油大学 ,北京 102200
【摘 要】 缝洞型碳酸盐岩油藏的多孔基质岩块是主要的储集空间 ,裂缝为主要的渗流 通道 ,储油层具有非常复杂的孔隙空间结构 ,影响油层的注水驱油效率 ,从而影响油藏的 最终采收率 。实验表明在不具渗透性的多孔基质岩块内 ,毛管自吸驱油是改善基质岩块 内石油动用程度的重要作用 ;储层在不同含水饱和度下均存在自吸作用 ,毛管自吸驱油系 数随自吸时间延长而提高 ,最高可达 35 % ;周期注水是利用毛管自吸驱油改善开发效果的 有效开发方式 ,实验中最佳压力变化幅度为 1. 5 倍～2 倍 ,且投注初期即实施周期注水的 效果最好 ;塔河油田数值模拟研究表明周期注水开发效果明显好于依靠天然能量 、连续注 水的效果 ,其优点是既保持地层能量 ,避免注入水的突进 ,同时又充分利用毛管自吸驱油 作用 ,周期注水是很好的提高采收率方法 。
的水在毛管力作用下被吸入岩块并从基质岩块中置
换出油 。显然 ,毛管力为渗吸驱油动力之一 ,毛管力
的表达式为 :
pc = 2σco sθ/ r
(1)
式中 :σ. 界面张力 ; θ. 润湿接触角 ; r. 毛管半径 。由
(1) 式可知 ,岩石的毛管半径越小 ,其毛管渗吸驱油
动力和效率就越高 。但在实际渗吸驱油过程中 ,渗
在采油过程中 ,如果碳酸盐岩油层的多孔基质 岩块内不具渗透性 ,而只有孔隙喉道才具有连通性 , 那么饱含石油的多孔基质岩块的毛管自吸作用就起 决定性作用 。
用饱含石油的碳酸盐岩油层岩心样品进行一系 列毛管自吸水实验[4] ,所用岩样孔隙度为 10. 6 %～ 12. 8 % ,渗透率为 0. 017 μm2 ～0. 030 μm2 ,碳酸盐 含量 72 %～78 % ,实验结果驱油系数 (ηO ) 与原始含 水饱和度 ( Sw) 关系见图 1 ,表明在不同含水饱和度 情况下均存在毛管自吸驱油作用 ,但具有明显差异 。 在裂缝2孔隙2溶洞型油层中注水开发 ,水沿裂 缝超前运动 ,结果饱含石油的多孔基质岩块则被水 所包围 ,考虑裂缝的空间分布 ,在地层条件下 ,将发 生多孔基质岩块的三维毛管自吸作用 。在毛管自吸 过程中 ,周期性的见到聚集在一起的石油 。实验获 得毛管自吸驱油系数 (ηO ) 与自吸时间 ( T) 的关系 (图 2) 。根据关系曲线可以确定自吸驱油系数的临 界值 (曲线变缓处对应的时间) 。
图 4 625 井区各开发方案预测日产油变化曲线
Fig. 4 The p roject showing forecast curve of Qw in 625 well region , Tahe oil field
补充地层能量的开采方式 。2) 排状周期注水方案效 果要好于连续注水 ,表现为采出程度高 ,综合含水较 低 ,采水量低 ,需要注水量少 ,地层压力保持水平相 对较高 ,对比分析 ,方案 8 在 3 个方案中开发指标最 好 。数值模拟对比可知排状周期注水更适合塔河油 田的开发 。
塔河油田目前存在的问题是油藏产能下降快 , 地层压力保持水平低 。根据缝洞型油藏开发实验和 开发实践的调研及 625 井区静 、动态描述和数值模 拟的结果 ,在现有生产井网的基础上 ,进行局部适当 的井网调整 ,采用一套开发井网 ,部署不同开发调整 方案 ,通过对比依靠天然能量 、连续注水 、周期注水
图 1 碳酸盐岩自吸排油时毛管力驱油系数 (ηo ) 与含水饱和度 ( Sw) 关系
Fig. 1 The relatio n between t he ηo and Sw in Carbonate rock capillary imbibitio n action
3 碳酸盐岩油藏周期注水提高采 收率实验研究
在碳酸盐岩的沉积和发育过程中 ,经受了不同 因素的作用 ,因此 ,储油层就具有非常复杂的孔隙空 间结构 ,从微小的孔隙到大溶洞和裂缝 。储油层储 集油气和传输它们的能力 、渗流特性 、束缚水饱和度 及分布 、驱油效率等均取决于孔隙空间的结构 。
孔隙空间的重要特征是孔隙孔道的大小及其分 布 。实际上 ,碳酸盐岩油层的孔隙孔道具有复杂的 形态 ,因此 ,使用一定的几何参数表征孔隙空间每一 个点的孔隙孔道特征是困难的 。在实践中常常应用 岩石的毛管特性资料来确定孔隙空间的结构 。
卷 ( Volume) 27 ,期 ( Number) 2 ,总 ( Total) 108 页 ( Pages) 108 - 111 ,2007 ,6 , (J un ,2007)
矿 物 岩 石 J MIN ERAL PETROL
缝洞型碳酸盐岩油藏自吸驱油作用 及其在开发中的利用
孙来喜1 , 王洪辉2 , 武楗棠3
5 结 论
5. 1 多孔基质岩块内不具渗透性 ,孔隙喉道才具有 连通性 ,饱石油的多孔基质岩块的毛管自吸驱油作
第 27 卷 第 2 期
孙来喜等 :缝洞型碳酸盐岩油藏自吸驱油作用及其在开发中的利用
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用可有效提高原油动用程度 。 5. 2 实验证明碳酸盐岩储层在不同含水饱和度下 均存在自吸作用 ,毛管自吸驱油系数随自吸时间增 大而增大 ,最高可达 35 %。 5. 3 周期注水是利用毛管自吸驱油改善开发效果 的有效开发方式 ,实验中最佳压力变化幅度为 1. 5
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孙来喜等 :缝洞型碳酸盐岩油藏自吸驱油作用及其在开发中的利用
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实验研究 。这些实验研究结果为缝洞型油藏合理的 注水开发方式提供理论依据和技术支撑 。近年来 , 国内在理论研究方面也取得了很大进展[3] 。
1 渗吸驱油理论
在裂缝性油藏的注水开发过程中 ,注入水首先
在流动压力梯度作用下沿裂缝推进 ,同时进入裂缝
0. 32～0. 378 (图 3) ,驱油系数增加 0. 038～0. 064 。 因此 ,在微观非均质性严重的亲水地层条件下 ,周期 注水的效果较好 ,因为在这种地层中 ,高渗透层注水 效果好 ,而低渗透岩块 (层) 的毛管自吸作用得到发 挥 。在一个完整的注水周期内 ,油和水的毛细管重 新分布作用越充分 ,非均质油层周期注水的效果就 越好 。
Fig. 2 The relation between t he ηo and T in Carbo nate rock capillary imbibitio n action (in place)
果起重要作用 。试验研究表明 , ①周期注水有助于 提高含油多孔岩块的驱油系数 ; ②压力变化幅度影 响驱油效果 ,在实验中最佳压力变化幅度为 1. 5 倍 ～2 倍[3] ; ③稳定注水开发后 (毛管稳定自吸作用 后) 的再自吸作用的平均驱油系数 0. 291 (图 3) ,自 吸作用一开始就进行周期注水的平均自吸驱油系数
流空间中没有实效的驱油价值 。
2 储集空间结构 、渗流特征及多 孔基质内毛管力驱油作用
张开度和延伸距离有限 ,没有大裂缝) ,水驱油过程 是靠静水压差进行的 ,其驱油过程类似于陆源碎屑 岩中的驱 油 过 程 。2) 当 基 质 渗 透 率 较 低 ( < 0. 1 μm2 或更低) 时 ,渗流机理则完全取决于毛管力作 用 ,靠水的毛管作用把油从岩块中驱入裂缝内 ,油再 沿裂缝流向油井 。
等模拟开发结果 ,进行模拟预测及评价 ,筛选出最优 的调整方案如下 。
1) 弹性能量开发方案 (方案 1 ,2) 方案 1 :现有开发井网及工作制度 ;方案 2 :提高 生产井排液能力方案 。 2) 排状连续注水补充能量开发方案 (方案 3 ,4 , 5 ,6) 。 针对方案 1 ,2 存在的地层能量下降快 ,采出程 度低的问题 ,有必要对油田补充能量 ,延长油田的生 产时间 ,提高最终采出程度 。设计排状注水补充地 层能量 ,模拟预测开发动态 。方案 3 ,4 ,5 采用两排 注水井夹两排采油井 ;方案 6 采用三排注水井夹两 排采油井 。 3) 排状周期注水补充能量开发方案 (方案 7 ,8 , 9) 。 根据塔河油田地质特征 ,运用周期注水利用毛 细管压力的因素 ,在高 、低压力的脉冲作用下改善介 质中的驱替效率 。改变周期注水的强度形成 3 套方 案 (7 ,8 ,9) ,在注水阶段的注采比分别为 0. 4 ∶1 , 0. 85 ∶1 和 1. 6 ∶1 。 指标对比分析 (图 4) 认为 : 1) 衰竭开采方案开 发效果差 ,塔河油田要取得好的开发效果 ,必须采取
与常规油藏注水开发过程相比较 ,缝洞型油藏 由于储集空间物理性质的复杂性和特殊性 ,常表现
出油井见效快的生产动态特征 ,这一动态特征在一 定程度上限制了采用常规注水开发方式改善缝洞型 油藏的开发效果 。随着大量缝洞型碳酸盐岩油藏的 发现与开发 ,如何改善其开发效果受到了广泛的关 注。