【摘 要】
:
稠油在世界范围内有着巨大的储量,边水稠油油藏在稠油油藏中占有相当大的比例,其经济高效地开发对解决油气供需矛盾具有重大意义。该类油藏在注蒸汽开发过程中存在严重的边水侵入现象,开发效果受到极大的影响。本文针对稠油油藏热采受限后转边水化学驱开发所面临的主要问题,以渗流力学、油藏工程、人工智能、表面化学等学科为基础,综合运用物理模拟、数值模拟以及深度学习等手段,研究了热采边水稠油油藏水侵规律及化学冷采机理
论文部分内容阅读
稠油在世界范围内有着巨大的储量,边水稠油油藏在稠油油藏中占有相当大的比例,其经济高效地开发对解决油气供需矛盾具有重大意义。该类油藏在注蒸汽开发过程中存在严重的边水侵入现象,开发效果受到极大的影响。本文针对稠油油藏热采受限后转边水化学驱开发所面临的主要问题,以渗流力学、油藏工程、人工智能、表面化学等学科为基础,综合运用物理模拟、数值模拟以及深度学习等手段,研究了热采边水稠油油藏水侵规律及化学冷采机理。根据达西定律基本原理和势平衡理论建立了边水前缘预测模型,通过可视化实验对模型进行验证,并开展了油藏倾角、拟流度比和形状因子对水侵前缘的影响因素分析;在研究过程中设计了边水油藏可视化物理模拟装置,分析了不同的原油粘度、油藏非均质性和开发方式下的平面水侵规律和剩余油分布特征。在测定稠油基础物性的基础上,通过室内试验对新型耐温降粘剂体系进行性能评价,所选聚表二元复合体系具有较强的耐温耐盐性和稳定性;借助孔隙级微观热采可视化物理模拟装置,分析了两种优选化学剂体系的改善油层波及机理,并通过微观成像技术获取不同流体在多孔介质中的运移图像,分析了两种化学剂体系的微观驱油机理;在此基础上,通过基于深度学习的图像识别技术进行剩余油识别和定量描述,研究了剩余油从微观到宏观的分布特征和转化规律,化学驱剩余油由聚集型转为分散型剩余油。进而确定了稠油化学冷采提高采收率机理。根据渗流力学、流体力学和相似理论,引入无因次启动压力修正绝对渗透率,引入井筒尺寸转化数修正模型井筒尺寸,并采用方程分析法完善了边水化学驱三维物理模拟相似准则;在此基础上,开展稠油油藏边水化学驱三维物理模拟实验和物理模拟等比例数值化扩展,分析了稠油油藏边水化学驱的开发机理。采用数值模拟技术研究了井楼一区边水稠油油藏热采过程的水侵规律和剩余油分布特征;在此基础上,探究稠油油藏蒸汽吞吐后转边水化学驱的技术对策,优化边水化学驱的工艺参数,最终确定了边水化学驱的最优技术方案,稠油油藏边水化学驱具有很好的开发效果。本文的研究成果进一步完善了热采边水稠油油藏水侵规律及化学冷采机理的理论,对指导边水稠油油藏的高效开发具有重要意义。
其他文献
灰岩地层发育包括溶孔和裂缝在内的多种漏失通道,在钻井过程中存在漏失发生不确定、漏速变化大和封堵困难的问题。承压堵漏技术是隔绝井筒和地层压力传递,形成桥塞封堵体,维持井筒完整性,提高井壁承压能力的有效手段。如何维持溶孔-裂缝性灰岩地层钻井过程井壁稳定,提高钻井效率是亟需解决的工程难题。灰岩复合漏失通道条件下的漏失机制是解决该问题理论和技术上的一大难点。本文针对溶孔-裂缝性灰岩地层承压堵漏机理,系统开
一个完整的油气田开发周期,通常需要经历勘探、钻完井、开发及弃置四个环节。我国陆上石油工业、海上石油工业分别起步于20世纪50年代初、70年代初,经过几十年的发展,国内陆上和海上各个油田建有大量的油气井。油气井的设计寿命一般为30年左右,目前有大量的油气井(其中海上有超过3500口井)已进入生产开发的中后期。受生态环境和经济效益的影响,需要弃置的油气井数量逐年增加,油气井弃置作业需求呈上升趋势。井筒
缝洞型碳酸盐岩储层非均质性强,缝洞储集体发育且分布特征复杂,目前多以酸化压裂为主的方式进行开发。然而,目前在缝洞碳酸盐岩储层改造中人工裂缝沟通缝洞体效果不充分,面临着改造范围小、沟通效果差和产能低等问题,人工裂缝在缝洞碳酸盐岩储层中如何扩展并沟通更多缝洞体是进一步提升开发效果的关键所在。为此,本论文通过开展真三轴物理模拟实验探索缝洞碳酸盐岩储层中人工裂缝扩展形态,明确影响缝洞沟通的主控因素;基于非
我国页岩气资源丰富,加快其开发进程,对于缓解能源供应压力、优化能源结构具有重大意义。我国页岩气开发取得了阶段性成果,发展前景广阔,但页岩气井多级压裂过程中,出现了严重的套管变形问题,制约了我国页岩气高效开发进程。因此,亟需明确其失效机理,为井筒完整性控制提供理论基础。基于此,本文开展了多级压裂条件下页岩气井套管变形机理分析与试验研究。主要研究成果如下:1.页岩气井多级压裂下井筒组合体受力分析开展水
页岩气开发对于缓解我国天然气供需缺口具有重要意义。目前,我国页岩气逐步进入商业化开发阶段,但在页岩气水平井多级压裂过程中井筒完整性失效现象突出,严重制约了页岩气安全高效开发。主要体现在以下两个方面:一是套管变形问题。自2009年以来,多级压裂过程中套管变形井的比例在30%左右。二是水泥环密封失效问题。水泥环密封失效后导致环空带压,部分区块压裂后环空带压井的比例超过50%。井筒完整性失效问题直接影响
传统稳定注入水力压裂在难开采油气储层改造中得到了广泛应用,并取得了显著的增产改造效果。然而,由于技术装备、储层特性等主客观条件约束,在一定程度上这种水力压裂工艺有局限性。为此,本文提出了一种波动注入水力压裂工艺,试图借助“变频压裂泵组”,通过人为快速改变压裂泵组工作频率的方式,使压裂泵输出“不稳定排量和压力”,从而产生不稳定注入压裂效果。针对提出的工艺,根据系统工程原理,研究了波动压裂与地面-井筒
矿场实践表明多段压裂水平井是致密油藏最为有效的开发方式。为了追求最优化的采收率,加密钻井是直接有效的方法之一。小井网、井工厂的开发模式使得多段压裂水平井之间的井间干扰现象变得越发普遍,为了更好的对井间干扰进行评价以及对被干扰井进行动态监测,有必要进行致密油藏多段压裂水平井存在井间干扰下的试井分析方法研究。然而,水力裂缝以及相邻井的存在给研究带来了很多难题。因此,本文立足于研究中尚未解决的关键问题,
深井是未来我国油气开发的主战场,深入认识井下PDC钻头齿的破岩机理对PDC钻头深部提速具有重要意义。目前,对于PDC钻头齿破岩机理的研究大多局限于地面条件的宏观实验现象与规律揭示,缺乏针对井底应力条件下岩石破碎机理的深入认识。因此,本论文从齿周岩石裂纹演化的角度入手,结合室内实验、数值模拟和理论分析,针对PDC钻头齿周岩石内部裂纹的演化规律、井底应力对于裂纹发展的影响机理、考虑齿间裂纹演化的PDC
轴向冲击辅助钻井提速技术是一种被广泛应用于深井生产实践的破岩提速技术,配合PDC钻头使用能够有效提高机械钻速、降低钻井成本。当前轴冲钻井技术的实施,均以经验或者功能性实现为主,缺少工具及配套钻头设计的理论支撑。因此,本文采用理论分析、数值模拟和室内实验相结合的研究方法,揭示轴冲作用下PDC钻头破岩机理:搭建动力学元件组成的PDC钻头-岩石相互作用模型,分析钻头与岩石之间的相互作用及岩石响应规律;基
低渗致密油藏渗透率低,注水开发无水采油期短,含水上升快,气水交替技术是可以有效抑制水窜和气窜的重要方法。然而气水交替过程中尚存在复杂的油气水三相渗流,关于低渗致密油藏复杂孔隙形态中油气水三相分布等问题研究较少,直接影响了该技术的发展及应用。本文首先开展了低渗致密储层的三维数字岩心重构,分析评价了圆形及角形孔隙中的水膜动力学,进而研究了考虑水膜作用的低渗致密油藏油水两相渗流特征。其次,对气水交替过程