發(fā)布時間：2020-06-19 17:35

【摘要】：縫洞型碳酸鹽巖油藏儲集空間主要由裂縫、溶孔和溶洞構(gòu)成,經(jīng)過多年開發(fā)形成了注水替油、注氣開發(fā)的開采方式,但由于油藏縫洞組合關系復雜,在生產(chǎn)中出現(xiàn)油井見水快、氣竄嚴重、穩(wěn)產(chǎn)期短等問題;不同縫洞單元含水率變化特征及見氣規(guī)律差異性大,難以確定其合理開發(fā)模式。本文通過室內(nèi)物理模擬實驗,結(jié)合數(shù)值模擬方法,系統(tǒng)研究縫洞型油藏注氣提高采收率技術,針對單井注氣吞吐技術和井間注氣驅(qū)技術,研究各自啟動剩余油機理,討論其適應性界限,總結(jié)完善注氣提高采收率相關理論,為塔河油田注氣開發(fā)提供理論支持。采用PVT實驗裝置分析地層流體與氣體介質(zhì)(N_2、CO_2和復合氣)的相態(tài)變化及各物性參數(shù)(溶解氣油比、飽和壓力等)變化規(guī)律,為后續(xù)縫洞型油藏注氣物理模擬實驗、注氣提高采收率機理分析提供有效支撐。設計制作耐高壓一維縫洞物理模型,進行三種介質(zhì)(CO_2、N_2、復合氣)單井吞吐實驗。通過分析悶井階段壓力變化特征,建立各氣體介質(zhì)在不同填充程度溶洞中傳質(zhì)系數(shù)隨時間變化關系式;通過分析各氣體介質(zhì)吞吐過程生產(chǎn)動態(tài)特征,結(jié)合各介質(zhì)在單個溶洞體數(shù)值模型中的運移特征,探討各氣體介質(zhì)吞吐增油機理,確定CO_2吞吐對于單個封閉溶洞體的適應性;最后通過分析單井吞吐四個影響因素(注氣部位、生產(chǎn)壓差、注氣量和吞吐周期),明確了吞吐周期為主控因素。在討論相似性基礎上,設計制作具有復雜縫洞連通結(jié)構(gòu)的二維可視化吞吐模型和三維吞吐模型,并將三維物理模型數(shù)值化。通過二維可視化模型觀察出水驅(qū)油過程的活塞式驅(qū)替特征,總結(jié)出剩余油類型和分布規(guī)律;通過分析各氣體介質(zhì)吞吐過程中的油氣水三相流動特征和啟動剩余油規(guī)律,確定了N_2作為吞吐介質(zhì)的適應性。通過各氣體介質(zhì)在三維耐壓模型吞吐實驗,分析了各介質(zhì)在復雜縫洞體內(nèi)吞吐過程生產(chǎn)動態(tài)特征;通過數(shù)值模擬方法分析吞吐過程各氣體介質(zhì)在縫洞結(jié)構(gòu)體內(nèi)的油氣分布特征,結(jié)合各氣體介質(zhì)吞吐過程生產(chǎn)動態(tài)特征和油氣分布特征,綜合分析三種氣體介質(zhì)吞吐增油機理,確定了N_2擴大波及體積作用相對于CO_2溶解降黏作用的主導地位。建立縫洞網(wǎng)絡型二維可視化模型和代表塔河四區(qū)S48單元的三維物理模型,利用二維可視化模型,在明確剩余油分布和類型基礎上,總結(jié)出氮氣驅(qū)過程三相流動動態(tài)特征和啟動剩余油規(guī)律,確定了重力分異作用和增能作用為氮氣驅(qū)增油的兩個主要作用。通過氮氣泡沫驅(qū)可視化物理模擬實驗,證實了泡沫延緩氣竄作用和提高微觀洗油效率作用;提出三相重力準數(shù)N_r來表征消泡形成的氣頂能量和底水能量的相互作用關系。利用三維物理模型,通過分析水驅(qū)、氮氣驅(qū)和氮氣泡沫驅(qū)生產(chǎn)動態(tài)特征,結(jié)合二維可視化模型實驗結(jié)果,明確了水驅(qū)過程水竄特征、氮氣驅(qū)過程氣竄特征和氮氣泡沫驅(qū)過程延緩氣竄特性,確定了氮氣驅(qū)過程增產(chǎn)的兩個主要機理(重力分異和增能作用),并進一步明確了氮氣泡沫提高洗油效率特性。通過數(shù)值模擬方法建立三類典型縫洞結(jié)構(gòu)的概念模型(裂縫網(wǎng)絡型、孤立溶洞型和溶洞網(wǎng)絡型),結(jié)合物理模擬實驗,總結(jié)歸納了縫洞型油藏注氣吞吐技術和連續(xù)氣驅(qū)技術適應性界限。明確了CO_2吞吐技術適用于孤立溶洞體,N_2吞吐技術適用于封閉的復雜縫洞結(jié)構(gòu)溶洞體,復合氣吞吐技術則適用于原油黏度較大且洞體能量較低的溶洞體。同時,氮氣驅(qū)技術適用于無邊界的溶洞網(wǎng)絡型縫洞體,氮氣泡沫由于其控制氣竄和提高洗油效率特性既適用于溶洞網(wǎng)絡型縫洞體,又適用于裂縫網(wǎng)絡型溶洞體。室內(nèi)實驗和模擬結(jié)果進一步明確了縫洞型油藏注氣提高采收率技術的相關機理,給出了注氣吞吐技術和連續(xù)氣驅(qū)技術的適應性界限,為深化認識縫洞型油藏注氣提高采收率技術理論、指導技術優(yōu)選和方案優(yōu)化提供針對性的理論指導和技術支持。
【學位授予單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.7
【圖文】：

為了進一步研究縫洞型油藏注氣提高采收率技術的適應性，本章采用數(shù)值模擬軟件建立簡化的典型縫洞型油藏數(shù)值模型，探究縫洞型油藏單井注氣吞吐和多井連續(xù)氣驅(qū)兩項技術的適應性界限，并明確影響各自增產(chǎn)效果的主控因素，為縫洞型油藏注氣提高采收率技術礦場試驗提高理論支撐和技術支持。1.3.2 技術路線借助一維耐壓縫洞模型進行注氣吞吐實驗，從悶井壓力變化規(guī)律、生產(chǎn)動態(tài)特征和介質(zhì)運移特征三方面探討不同氣體介質(zhì)吞吐增油機理，并討論四種主要因素對單井吞吐增產(chǎn)效果的影響。同時，設計二維可視化縫洞模型和三維物理模型，研究復雜縫洞結(jié)構(gòu)中單井吞吐增油規(guī)律，并借助三維數(shù)值模型表征氣體介質(zhì)在復雜縫洞結(jié)構(gòu)中的運移特征。利用可視化模型和三維物理模型，分析水驅(qū)過程水竄特征、氮氣驅(qū)過程氣竄特征和氮氣泡沫驅(qū)過程延緩氣竄特性。最后，建立三類典型縫洞結(jié)構(gòu)的概念模型，結(jié)合物理模擬實驗，總結(jié)歸納縫洞型油藏注氣吞吐技術和連續(xù)氣驅(qū)技術適應性界限。全文技術路線如圖 1.1 所示：

（a）PVT 裝置實物圖 （b）PVT 界面操作圖圖 2.1 高溫高壓 PVT 裝置Fig. 2.1 PVT device with high temperature and pressure圖 2.2 高壓物性參數(shù)測試實驗流程

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 苑登御;侯吉瑞;宋兆杰;羅e

本文編號：2721122