因具有自乳化特征,吉7井区稠油油藏常温注水开发水驱特征不同于稀油油藏和普通稠油油藏,水驱开发驱油效率更高。基于吉7井区自乳化成因及乳化液特性分析,明确吉7井区水驱特征,认为吉7井区中含水期含水率长期稳定的主要原因是油包水自乳化使水油比接近1。进一步提出稳定水油比是适用于稠油油藏水驱管理的有效方法之一,保持水油比稳定在1可使稠油油藏采收率最大化。

CO₂具有增能和降黏的特性,CO₂异步吞吐是提高致密油藏采收率的有效途径之一,通过注气井组“注—采—焖”相互配合,可提高井间储量动用程度,有望成为准噶尔盆地玛湖凹陷致密砾岩油藏提高采收率的接替技术。综合考虑地层压力、饱和压力及最小混相压力,设计双岩心并联的CO₂异步吞吐实验,以明确储集层物性、注采压差和吞吐时机对开发效果的影响。结果表明,经CO₂异步吞吐开发后的原油采收率约为衰竭式开发的3~5倍,提升效果显著;储集层物性越好,渗流阻力越小,越有利于CO₂异步吞吐提高采收率;注采压差越大,井间压力振荡效果越显著,采出原油越多;注气压力大于混相压力时,有利于发挥CO₂超临界性质,提高采收率;在地层压力高于混相压力的前提下,CO₂异步吞吐时应尽量提高注气井压力并降低邻井压力,增大注采系统压差,从而扩大波及体积,提高井间储量动用程度。

为了厘清开发后期高含水储集层内部微观剩余油分布特征,指导大港油田小集区块和港西区块油藏后续剩余油精细挖掘,利用紫外荧光体视显微镜进行观察,经图像处理后,将剩余油划分为弱波及、中波及和强波及3个级别,剩余油赋存状态划分为簇状、孔表薄膜状、狭缝状、角隅状和粒间吸附状5种。在高含水阶段,不同的剩余油赋存状态中,剩余油含量从高到低依次为簇状、孔表薄膜状、角隅状、粒间吸附状和狭缝状;聚/表复合驱后簇状剩余油和孔表薄膜状剩余油较多,后续可采用改善岩石润湿性的方法开采;砾岩剩余油分布较砂岩更加复杂,簇状剩余油和粒间吸附状剩余油较砂岩多,后续应考虑采用控制注入流体流度的方法开采。

具边底水储气库注采容易引起气水界面移动,水侵前缘运移及注采风险评估,对储气库水侵区库容的恢复和动用及注采井调峰能力的提升极其重要。以呼图壁储气库为例,评价了边底水储气库气水前缘恢复动用的可行性,利用示踪剂数值模拟技术确定注气前缘位置,通过多轮次注气驱替,提高储集层渗流能力。建立了影响注采井水侵的动、静态参数评价指标体系,并评价了呼图壁储气库30口投产注采井的见水风险等级。研究区高水侵风险井仅有3口,主要位于储气库的西部水侵区。制定了边底水储气库水侵预警机制,其要点在于生产过程中加大动态监测力度,及时跟踪中—高水侵风险井产水量、水气比、产水中Cl^-含量、井口压力等变化,调整优化注采速度及注采气量,从而控制气水前缘推进速度。

春风油田排601中区、排6南区新近系沙湾组超稠油油藏具有埋藏浅、油层薄、原始地层压力小、地下原油黏度高等特点,主要采用水平井-降黏剂-蒸汽-氮气复合开发模式。多轮次吞吐后,地层压力下降,边底水突破油水界面发生锥进,面临油井排水期长、周期累计产水量增加、有效生产时间变短等问题,导致最终采收率较低。为此,开展了氮气泡沫辅助蒸汽吞吐实验,通过室内实验和数值模拟,进行泡沫适用性筛选及注入参数和工艺优化。现场应用效果表明,在边底水入侵区块采用氮气泡沫辅助蒸汽吞吐,较上一周期平均排水期缩短8.3 d,含水率下降32.2%,累计产油量增加2 606.0 t;在吞吐高周期区块,注入氮气泡沫可使周期含水率降低8.6%,累计产油量增加1 668.0 t,表明氮气泡沫可有效提高地层能量和封堵大孔隙通道,达到调整吸汽剖面的目的,在提升最终采收率方面起到了关键作用。

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩储集层非均质性强,水平井体积压裂开采产量递减快,衰竭式开采预测采收率低,产出原油物性变化复杂。通过原油物性测试、原油赋存状态与产出液物性变化规律研究,结合储量动用模式与剩余油分布特征,从孔隙、储集层和井筒3个尺度表征了页岩油物性与分布规律。在大孔隙内油质较轻,吸附态原油占比较低;小孔隙中油质较重,重质组分易于吸附在小孔隙壁面。不同物性储集层的交替动用,导致井口产出原油黏度变化复杂,具无明显变化、微幅降低、明显降低和微幅上升4种类型。下甜点油质较重,原油普遍发生乳化,含水率大于30%时乳状液黏度激增,含水率可能是导致原油乳化的主要原因。因此,通过CO₂吞吐,可动用衰竭式开发不能动用的吸附态原油;在高含水期加入表面活性剂,降低乳化原油黏度和弹性,提高原油采收率。

克拉玛依油田五区南上乌尔禾组油藏为低孔低渗稠油油藏,储集层物性差,注水开发产量递减快,地层能量保持程度低,后油井全面关停。近年来重新压裂复产,初期效果显著,但产量递减率高。为解决油井低产低效的问题,开展CO₂表面活性剂复合吞吐技术研究,并进行提产试验。在增油机理实验的基础上,应用多组分油藏数值模拟技术,对CO₂表面活性剂复合注入方式及参数进行优化;建立了增产油量随不同吞吐周期注入量、注气速度、焖井时间、开采强度等参数变化的响应关系,确定了复合吞吐的最佳注入参数。矿场实施后,单井自喷达240 d,增产原油630 t,补充地层能量、改善流动性的效果显著,可供同类油藏开发参考。

针对缝洞型碳酸盐岩油藏储集层非均质性强、连通单元识别难度大、井间连通性认识不清和油藏高效开发困难的问题,运用相控反演与最大似然属性刻画缝洞集合体与大尺度裂缝空间展布,识别连通单元,明确井间连通方式以及剩余油潜力,基于单井动态资料进行连通性分析,验证静态资料连通性刻画结果的合理性。应用于轮古7井区轮古7-5井组注气开发,为井组注替、开发策略制定提供依据,进一步提高油藏开发效益。

焉耆盆地本布图油田低渗透砂砾岩油藏早期采用注水开发,储集层伤害严重,注水困难,采出程度低,亟需开展转换注驱研究,进一步提高采收率。为确定本布图油田低渗透砂砾岩油藏注CO₂提高采收率的可行性,开展了室内实验研究。结果表明,研究区地层原油膨胀性好,易降黏,易混相;最小混相压力为25 MPa,在目前地层压力下可达到近混相驱,驱油效率较高,具有大幅提高采收率的潜力。利用数值模拟对CO₂驱开发技术进行优化设计,采用五点法井网,连续注气开发,预计提高采收率13.37%,CO₂换油率0.330 t/t,为下一步矿场试验提供了理论依据。

准噶尔盆地玛湖凹陷砾岩储集层致密,渗流能力差,油藏产量递减快,稳产难度大。CO₂前置蓄能压裂比水力压裂效果好,但对CO₂与玛湖凹陷原油及储集层岩石间的作用规律尚未有系统研究。因此,对CO₂水溶液的置换能力及其对岩心矿物的溶蚀、岩心孔隙度和渗透率的改变等进行了研究。对于玛湖凹陷砾岩油藏,CO₂水溶液置换原油率高于纯CO₂或水。玛湖凹陷砾岩油藏储集层碳酸盐岩含量较高,CO₂水溶液的溶蚀作用明显,可提高储集层孔隙度和渗透率。实验结果表明,孔隙度平均增加了27%,渗透率平均增加了110%。在地层中,CO₂水溶液优先溶蚀方解石,其次是白云石,对绿泥石也有一定溶蚀作用;矿物溶蚀主要发生在前5天,约5天后溶蚀量较少。

针对塔河油田深层缝洞型油藏,基于室内相态实验,采用经验公式法、拟三元相图法和细管模拟法计算烃气与原油最小混相压力,并通过数值模拟,研究了油藏前期注入氮气和原油品质对烃气混相驱的影响。研究结果表明：3种方法计算得到的原油最小混相压力远小于地层实际平均压力,研究区深层缝洞型油藏烃气混相驱具有较好的可行性;油藏前期注入氮气对烃气混相驱影响显著,注入氮气波及的储集层区域,烃气与原油的最小混相压力变高,氮气含量与注入烃气含量比大于1.208时,无法形成混相;原油品质对烃气混相驱影响显著,原油中的轻组分含量越高,烃气与原油最小混相压力越低,原油中的重组分含量越高,烃气混相驱最终采收率越低。

鄂尔多斯盆地苏里格气田东南区二叠系气藏为煤系烃源岩形成的湿气气藏。开发过程中地层内无凝析油生成,但天然气进入井筒后,随着温度和压力低于临界凝析温度和临界凝析压力,会析出凝析油。为提高天然气开发过程中伴生的凝析油产量,根据天然气全组分分析结果及生产数据,分析成藏地质条件及开发过程中温度、压力、产气量等因素,明确凝析油产出受稳定平衡分离时间及气体携液能力影响。综合地质和生产因素,比较各因素对凝析油产量的影响,并根据产气量变化,分区块和分时段地预测凝析油产量,为研究区气藏开发方案调整提供依据。

为优化超深断溶体油藏油井见水后的生产制度,以塔里木盆地顺北油田Z井为例,利用油藏工程与数值模拟方法,结合动态和静态资料,分析油藏地质特征和油井见水特征,对比见水前后油井产能差异,计算水侵速度和动用储量,并利用数值模拟方法研究水窜特征,优化见水后油井的生产制度。结果表明,Z井流入动态曲线之所以呈上翘型,是因为降低井底流压或增大井底生产压差后流体存在高速流动,且超深断溶体油藏中有新的缝洞体开启,增加了新的流动通道,导致油井采油能力大幅度增加;油井一旦见水,日产油量急剧下降,油井产能损失大;Z井动用储量约为338×10⁴ t,底水侵入时间为2020年1月,水侵速度约为0.61×10⁴ m³/月,到2020年11月3日,Z井水锥位置距离初始油水界面约395 m,距离井底约131 m;推荐Z井合理生产制度为7 mm油嘴。矿场应用后日产油量由96 t增加至170 t,含水率控制在2.00%以内,达到较好效果。

玛湖油田百口泉组致密砾岩油藏推广小井距开发,亟需建立配套的致密储集层可压裂性评价模型。优选了弹性模量、泊松比和最小地应力等参数,结合岩心、测井、地震等资料,对玛131井区进行了三维地质力学建模。通过研究区储集层可压裂性指数（0.38~0.91）空间分布的确定,结合12口水平井的微地震裂缝监测和生产数据,可压裂性指数计算结果与水平井裂缝扩展方向、规模和实际生产现状均吻合,可为研究区砾岩油藏开发提供依据。

碳酸盐岩油藏储集层非均质性强,注水开发时注入水易沿高渗通道窜进,导致生产井发生水窜或水淹、含水率上升速度加快、开发效率低。基于井间连通性原理,根据缝洞型碳酸盐岩油藏的地质特征、开发动态等,可定量表征井间的连通性参数传导率和连通体积,构建碳酸盐岩纵向多层油藏井间连通性模型,进而获取油藏各层注水井平面注水劈分系数、注水利用率等。结合自动历史拟合方法和生产优化算法,实现对油水井生产动态的实时优化和预测。现场应用表明,该方法年增油1.1×10⁴ m³,具有较好的增油效果,对同类型油藏的高效开发有重要指导意义。

玛湖凹陷乌尔禾组致密砾岩油藏水力压裂裂缝形态复杂,支撑剂运移铺置规律尚不清楚,影响了储集层压裂效果。通过对不同形态迂曲裂缝进行重构,利用Fluent中的两相流模型,在考虑支撑剂与粗糙缝面相互作用的基础上,分析了砾石粒径、砾石数量以及砾石处缝宽衰减等对支撑剂运移铺置的影响。研究结果表明,砾石粒径对支撑剂运移的影响较为明显,砂堤平衡高度与砾石粒径呈负相关,平衡时间与砾石粒径呈正相关;砾石数量对支撑剂运移的影响较小,砂堤平衡时间和平衡高度与砾石数量呈负相关;砾石处缝宽衰减对支撑剂运移的影响很大,随砾石处缝宽衰减程度增大,砂堤平衡高度和平衡时间均减小。

昌吉油田吉7井区八道湾组油藏开发过程中直井水力压裂的储集层改造效果有限,产能受到限制,需要开展水平井多级压裂。针对吉7井区八道湾组的地质力学特征,采用扩展有限元法编制了非平面人工裂缝扩展模型,模型考虑了多簇裂缝同时扩展时的缝间干扰和分段压裂时邻近段的段间干扰,表征了吉7井区八道湾组水平井非平面裂缝扩展特征。结果显示,段内缝间干扰会抑制中间簇裂缝半长,使得外侧裂缝的缝宽更大、裂缝半长更长;缝间干扰和簇间干扰使得裂缝扩展呈现非平面特征,在几何形态上具有一定曲率。通过与压裂施工数据和微地震监测数据对比,认为裂缝数值模拟结果与现场数据拟合程度较好,模型在目标区域的应用效果较好。在吉7井区八道湾组开展水平井多级压裂实验,单井日产油量达到了同井区直井的7.8倍,取得明显成效。

辽河油田高升稠油油藏高3618区块受储集层强非均质性、井间干扰、孔喉堵塞等影响,火线推进不均匀,火驱效益低,为此,通过火驱物理模拟实验,明确原油不同氧化阶段的温度界限,利用阿伦尼乌斯方程修正动力学参数,在基础井网上建立井间连通性模型,定量表征注采井间连通程度。并用高温气体示踪剂模拟方法验证连通性模型合理性,两者结合表征火线的运移轨迹,拟合精度提高到85%。通过数值模拟方法优化注采参数来调控火线,减缓气窜,增大了火驱波及系数,提高了原油采收率。如I5-0151C2井与I51-156井初始日注气量均为10 000 m³,I5-0158C井为10 500 m³,注气井月增注气量3 000 m³,水平井定液量100 m³ /d,参数优化后能够有效维持火线均匀推进,火驱波及系数扩大了8.74%,采收率提高了6.37%。

断控缝洞型油藏非均质性极强,油藏开发特征显示出井间连通关系的多样性和复杂性,厘清断裂和岩溶对储集体发育的影响,有利于油藏连通性分析及注采措施调整。以塔河油田托甫台地区T单元为例,综合地震解释结果、上覆水系特征以及生产动态响应规律,系统分析储集体的发育特征。储集体发育主要受控于断裂和地表水系,岩溶作用强度差异导致储集体发育特征不同,使开发井表现出不同的井间连通关系和生产特征。基于动静态资料分析,建立了适用于断控缝洞型油藏的井间连通模式,为后续措施调整提供依据。

哈得4CⅢ油藏为边底水海相砂岩油藏,存在高差近100 m的大幅度倾斜油水界面,其成藏机理和倾斜油水界面成因尚存争议。根据该油藏储集层、流体和隔夹层特征,建立相应的地质模型,通过调整隔夹层的数量、分布范围、毛细管压力、天窗数量等,模拟该油藏油气二次运移成藏过程。隔夹层数量及分布对倾斜油水界面的形成和油水分布有明显影响;隔夹层毛细管压力越大,油水界面倾斜幅度越大;隔夹层延伸长度越大,油水界面倾斜幅度越大;隔夹层天窗数量和位置不同,油藏成藏期末油水分布和油水界面也明显不同。该油藏油水界面大幅度倾斜成因主要是隔夹层遮挡作用和成藏过程中油水重力分异作用,其次为构造运动和非稳态成藏作用。