缝洞型碳酸盐岩油藏水驱油机理物理模拟研究

为了更好地认识缝洞型碳酸盐岩油藏的特殊渗流机理,根据某油田缝洞型碳酸盐岩的实际情况设计制作了全直径缝洞型岩芯模型,实验岩样来源于油田的实际岩芯,采用油田实际油样和相似地层水进行了模型水平、倾斜30°、倾斜60°三种不同角度的水驱油机理物理模拟实验,分析实验结果,认为缝洞型碳酸盐岩采收率、含水率、无水采收期等与缝洞倾斜情况和缝洞结构有密切关系。并将实验数据应用于CruzHernandez J等人基于对流-扩散渗流理论建立的缝洞型油水两相流动系统数学模型的拟合中,讨论了数学模型中的空间系数、扩散系数和流动速度对模型拟合的影响情况,并提出了模型的改进应考虑重力作用、流体流速、孔洞配位数等影响因素。     

缝洞型油藏注水驱油可视化物理模拟研究

采用可视化物理模拟方法直观研究了缝洞油藏的注水驱油机理,考察了不同注入流体、注入方向、注入角度等多方面因素对注水效果的影响,直观了解了缝洞油藏注水驱油前后的油水分布,并进行了注气提高采收率实验。结果表明：缝洞位置对水驱效果产生明显的影响;重力分异在缝洞模型中具有重要的作用;对于缝洞型油藏,剩余油的形成和分布主要受缝洞通道不规则性和重力捕集的影响,水驱后剩余油主要分布在上部溶洞和下部溶洞顶部难以驱替的“阁楼空间”内,这部分剩余油也是注气驱替的主要驱替空间;实验发现,水驱油过程中一旦形成水流通道,孔洞中的剩余油就难以被驱替,改变注水方式或注入介质（如注气）等,有可能进一步驱替孔洞中的剩余油,提高采出程度。后续注气实验证明通过改变注气方式可以明显驱出“阁楼空间”中的剩余油。     

缝洞型油藏流体流动数学模型及应用进展

缝洞型碳酸盐岩储层由于储集空间多样、非均质性强,流体流动规律复杂,使得常规的连续介质模型及相应的油藏数值模拟和试井研究方法不能完全适用。从储层介质和流体流动的角度,结合油藏数值模拟和试井分析方面的研究现状,回顾了当前此类油藏流体流动数学模型及应用的现状和发展趋势;系统论述了从等效的双重介质方法、三重介质方法,推广的多重介质方法,到非连续介质方法,再到连续介质和非连续介质结合的方法的适用条件和优缺点;指出双重介质、三重介质及推广的多重介质模型是目前研究和应用的主流,但是存在大的、分布相对不连续的溶洞、裂缝时,需要结合非连续介质场理论的离散裂隙网络模型,并考虑缝洞型油藏中溶洞内流体的真实运动规律,这方面的研究和应用还很不成熟。     

缝洞型油藏储集体分类建模方法研究

为了表征缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样、尺度差异大、空间分布规律复杂的特征,采用分级分类、岩溶相控、多类型融合的方法,分别对不同类型缝洞储集体的规模大小、外部几何形态及内部属性特征进行建模,建立了基于岩溶成因的融合原则,实现了不同类型缝洞储集体的融合,并通过新钻井验证了模型可靠性。结果表明,该方法适用于此类强非均质性油藏的地质建模,能够有效表征不同类型储集体及属性参数的空间分布特征。基于模型,细化了XX单元的储量构成,其中,溶洞储量占63.1%,溶蚀孔洞储量占34.5%,大尺度裂缝储量占2.4%。该模型在油藏数值模拟中取得了较好的拟合效果和模拟结果。     

缝洞型碳酸盐岩孤立溶洞注水替油实验研究

缝洞型碳酸盐岩油藏储层具有多重介质特征,储集体在空间分布上具有不连续性,油水关系复杂,流体渗流机理与砂岩油藏有本质的区别,造成油田开采难度大。注水替油是在油藏依靠自身能量无法达到自喷,并且在机抽都无法举升原油至地面的情况下,通过井口注入地层水,使得油藏能量提升,重新具有自喷能量的一种技术。针对缝洞型碳酸盐岩油气藏的注水替油开发技术还处于探索阶段,尚无普遍适用的成熟技术可以直接应用。从大量的开发实践看,对油田的动态预测和分析,应当在将油藏进一步细分为缝洞单元的基础上进行。为了研究缝洞型油藏流体流动机理及注水替油开采机理,找到一个适合缝洞型油藏合理开发的方法,针对孤立溶洞实际特征,建立物理模型,实验研究其生产动态特征,结合现场注水替油生产,从无因次产量、无因次井底流压、含水率变化曲线得出注采动态变化规律。     

缝洞型碳酸盐岩油藏水驱特征曲线研究

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间复杂,呈现出很强的非均质性和多尺度特征,除个别井水驱特征曲线呈现出砂岩油藏特征或单一直线段特征外,其余井水驱特征曲线多呈现出多直线段台阶状或不规则特征,因此不能直接对传统水驱特征曲线进行简单的应用。在对国内外常用的50 多条水驱特征曲线进行筛选的基础上,对桑南西缝洞型碳酸盐岩油藏水驱特征曲线进行了选择应用,分析结果表明,对于缝洞型碳酸盐岩油藏,需要根据分析应用情况的不同及与实际资料的相关性来选择应用水驱特征曲线。为了进一步完善缝洞型碳酸盐岩油藏水驱特征曲线的选择应用,在此基础上对其水驱特征曲线应用相关事项作了补充。     

缝洞型油藏离散介质网络数值试井模型

针对多重介质试井模型不符合缝洞型油藏网络状分布、非均质性极强的地质特征,建立了新的试井模型,将大尺度溶洞（流体主要的储集空间）视作零维模型,裂缝、孔洞发育的条带状地层（沟通溶洞的渗流通道）作为控制流体流动的一维模型,从而构成离散介质网络（DMN）模型。用有限差分法建立了缝洞型油藏离散介质网络油水两相数值试井模型,对渗流通道的储渗性能、大尺度溶洞的容积和距测试井的距离等因素对测试井压力响应特征的影响进行了研究。结果表明：缝洞型油藏试井压力导数曲线上类似“凹子”的特征是由大尺度溶洞向渗流网络的窜流造成的。实例分析表明,新模型解释结果与缝洞型油藏地质特征一致。     

缝洞型油藏三重介质数值试井模型

基于多重介质渗流的概念模型和数学模型,建立了缝洞型油藏三重介质数值试井模型。该模型是一般三重介质模型的推广,可以很好地反映缝洞型油藏的各种非均质特征,能灵活处理油藏中各种断层和边界,且允许产量的任意变化。采用基于积分的有限差分方法求解,得到三重介质油藏试井响应曲线,分析了其渗流规律：三重介质不同的渗透性致使在半对数曲线上出现两个台阶、导数曲线上出现两个下凹。分别计算了层状非均质地层模型、直线断层模型、变产量模型、复合模型等几个复杂模型的试井响应。该数值试井模型可以进一步考虑缝洞型油藏中具体的裂缝和溶洞,进而推广至缝洞型油藏的两相流试井。     

特低渗透砂岩油藏初期含水变化机理实验研究

针对低含油饱和度砂岩油藏开发初期含水现象,以室内物理模拟实验为手段,通过水驱过程中含水饱和度和含水率的变化,研究了特低渗透砂岩油藏的水驱油特征。研究结果表明,特低渗透砂岩油藏的初期含水率是由油藏原始含水饱和度决定的。在低含油饱和度条件下,油藏初始含水率存在一个不为0的稳定波动阶段,并且可以根据室内相对渗透率实验得到的一维含水率曲线和油藏原始含水饱和度来预测油井初期含水率。     

塔河缝洞型油藏溶洞相多点统计学建模方法

塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩储集空间多样,非均质性极强,其储集体发育并非受控于沉积相,而是受控于构造岩溶作用,因此常规储层建模思路和方法很难适用。在缝洞单元研究的基础上提出了岩溶相的概念,进行了单井岩溶相划分,通过训练图像建立了溶洞相模式,采用多点统计学方法模拟了溶洞相分布,以岩相分布模型作为约束,利用序贯算法实现了溶洞相孔隙定量建模,为此类油藏的储层建模和剩余油研究提供了有效手段。     

大厚高压油藏物理模型饱和度分布测量方法

当前针对物理模型饱和度分布的研究主要针对于一维小岩样和二维小薄模型,针对大厚高压油藏物理模型的方法无人涉及。针对大厚高压油藏物理模型的特点,选取 射线吸收法和lambert 定律进行单个测试点的饱和度测量和计算,然后利用二维数控移动定位系统完成对整个物理模型所有测试点饱和度的测量和计算,最终利用数学插分方法得到油藏物理模型的饱和度分布等值线图,实现对大厚高压油藏二维饱和度分布的预测。通过单点精确度实验及简单验证实验研究表明,利用 射线吸收法预测大厚高压油藏二维饱和度分布可行性强。     

变导流能力下压裂井生产动态研究

人工裂缝长期导流能力随时间变化, 据此建立了考虑人工裂缝长期导流能力变化的数学模型。应用数值模拟方法研究长期导流能力变化对地层压力场及流场分布和压裂井产能的影响。数模结果表明： 裂缝长期导流能力的损失, 会导致地层流体更多地通过井底附近的裂缝流入井底, 优化了裂缝内的流场, 减缓了压裂井产能递减速率; 其他情况相同时, 裂缝半长越长, 裂缝长期导流能力的损失对压裂井产能的影响越大。     

莫索湾盆5井凝析油气藏开发指标论证

首先对盆5井区凝析油气藏的凝析气和原油高压PVT实验数据进行拟合计算,确定了适合描述该凝析油气藏流体相态行为的流体组分特征参数;利用地质研究成果所确定的单井各层物性参数,结合构造形态和井位,建立了相应的三维地质模型;为了论证盆5井区凝析油气藏气顶合理开发技术指标,从6个方面对该凝析油气藏未来的开发指标进行了数值模拟研究,所得的研究结论有利于指导该凝析油气藏实际开发生产。     

多层砂岩油藏可视化模型水驱油物模实验研究

为了获得更为直观的多层砂岩油藏水驱油渗流特征和机理,结合实际油藏地质特征,设计制备了一种大尺度可视化砂箱物理模型,进行了不同注水方式、不同注水速度的水驱油实验,考察了不同注采方式、不同注入速度对水驱油效率的影响,以及水驱油过程中的油水运动分布特征。该模型具有设计尺寸大、模拟程度高及直观可视等特点,较其他模型更具代表性。通过模拟NP 油田某区块砂岩地层,根据几何相似、井型相同、层序韵律相同、流体黏度相同的原则,更加真实的模拟地层条件。实验结果表明,不同的注水方式及注水速度对模型的采收率有较大影响。采油井数多,单井控制面积小,采收率略高;而注水速度低,油井见水晚,含水率上升缓,可以有效提高采收率,这一过程也反映了重力分异的影响。水驱特征曲线拟合表明,该实验过程符合水驱特征,能够较准确地预测可采储量及采收率。     

水平井流入控制阀控底水原理及影响因素分析

随着钻完井技术的发展,采用流入控制阀（ICD）完井技术开发底水油藏成为提高产量、降低成本的有效途径。弄清水平井ICD 控底水原理及影响因素成为利用其实现延缓底水锥进、提高油藏最终采收率的关键。在分析ICD 控水限流原理基础上,通过模拟计算,具体分析了流动剖面、环空流动、含水率等3 个影响控水效果的主要因素。分析结果表明：对于不具有高含水段的油藏,可以利用ICD 增大高渗段阻力,从而在牺牲总产液量的基础上降低产水,实现控水;ICD 所产生附加压降有效地减少了环空流动,增强了控水的稳定性,为实现长期稳油控水提供了保障;对储层物性参数分布认识出现偏差将会较大地影响ICD 的控水效果;对于存在高含水段的水平井,需要增大高含水段的附加压降,降低高含水段的产液量,才能有效实现控水。对水平井ICD 控底水原理及影响因素的分析结果为优化水平井ICD完井设计,控制底水锥进提供了技术思路。     

中低渗油藏化学驱方案优化与矿场对比评述

以某中低渗砂岩油藏P 区块为例,为提高其高采出程度、特高含水阶段油藏采收率,在油藏工程、油藏精细描述及物理模拟研究的基础上,运用三次采油数值模拟技术开展化学驱方案优化设计研究,设计了24 个聚合物驱方案、30 个聚合物/表面活性剂驱方案和33 个三元复合驱方案,用全因素优化方法对注采参数和注入方式进行优化。研究结果表明,主段塞保持相对较高的化学剂浓度和PV 数有利于提高采收率,适量增加高浓度聚合物前置段塞和低浓度聚合物后置段塞有利于保证化学驱的增油效果,优化方案为采用“阶梯四段式”注入方式的聚合物/表面活性剂驱方案,试验区提高采收率11.62%。与已实施的主要化学驱试验相比,油藏条件、聚合物黏度、井网井距及注入量等的差异是产生化学驱开发效果差异的关键因素。     

克拉玛依九9 区齐古组稠油提高开发效果研究

克拉玛依油田九9 区齐古组油藏由于埋藏浅,地层胶结疏松,汽窜出砂严重,影响了油井的生产效果。针对该油藏逐步进入蒸汽吞吐的中后期,采出程度高,油井高含水,产能低,边底水侵入,开采难度加大,产量递减加快,开发效益下降等现状,为了改善油藏整体开发效果,选择该油藏有代表性的井组,利用数值模拟方法对其进行下步开发方案设计与指标预测。数值模拟结果符合油田开发实际。研究表明：克拉玛依油田九9 区齐古组油藏吞吐生产后转连续蒸汽驱对改善生产效果,提高采收率具有一定的积极的作用。     

卫2块气顶底水油气藏剩余油分布研究

针对卫2块气顶底水油气藏的地质特征,应用地质建模软件建立起构造模型、储层模型,展现出气顶底水油气藏的构造和储层特点,通过建立不同的油层、水层、气层物性解释图版,应用地质统计学方法精确计算出储层非均质参数,描述了该断块储层的非均质特征。在此基础上,应用VIP数模软件描述了剩余油分布特征,讨论了气顶底水油气藏剩余油的分布特征,认为剩余油主要分布在注采系统局部不完善区、未注水的弹性区、未受油水井控制的储量损失区;而剩余气则主要集中在北部地区和顶部砂组。根据所提出的剩余油气分布认识,进行了治理方案部署,经实施后取得了良好的效果,平均年增油2.3×10⁴t,年增气0.2×10⁸m³,年综合递减减缓2.1%。实现了油气同时高效开采。     

鄂尔多斯盆地致密油气田开发现状及策略研究

致密油气资源在中国开发潜力巨大,是中国目前最重要的一种非常规油气资源。如何对中国致密油气田进行低成本有效开发,保障国家能源安全,是当前中国油气田面临与亟待解决的重大问题。鄂尔多斯盆地作为中国第二大盆地,致密油气资源储量丰富,对其开发策略研究具有较强代表性。基于成本效益、技术特征等的分析可看出,鄂尔多斯盆地致密油气田开发中存在一定困难,但也取得了一定成效。中国应从技术创新、管理创新、政策扶持三方面来降低致密油气田的开发成本。     

数理学部青年科学基金评价模型与实证研究

以国家自然科学基金委员会数理科学部资助的青年科学基金项目为对象,从资助项目的资金增长情况、学科分布、获资助单位的性质和隶属关系、获资助者的专业职务结构四个方面分析了青年科学基金从成立以来,在数理学部的资助情况。并基于知识生产函数建立了绩效评价模型测度体系,对数理学部青年科学基金的投入产出进行了实证研究,得出数理学部不同学科不同阶段的青年科学基金项目的绩效水平。