基于海上X油田新型耐温抗盐驱油剂性能评价及驱油特性研究

随着渤海油田稳产3 000×104t主题的提出,以化学驱为主的三次采油技术在海上油田的高产稳产中占据着较为重要的地位。部分水解的HPAM型聚合物在高温高盐环境下稳定性差、在溶液配注过程中黏度保留率低等因素都影响了聚合物其黏弹性提高驱油效果的实现。本文将两种新型耐温抗盐聚合物(代号为KY-S、KY-K)与海上在用聚合物开展了性能评价及驱油效果分析,结果表明:在模拟X油田高温高盐条件下,新型聚合物KY-S比现场在用SZ1聚合物具有更好的黏度稳定性及耐温性能;经90 d老化后,KY-S黏度保留率为37.8%,而LD2聚合物黏度保留率为29.1%,SZ1聚合物黏度保留率仅为27.4%;扫描电镜检测结果表明新型聚合物分子在水溶液中伸展性好,具备良好抗盐性能。同等条件下室内驱油实验时新型聚合物的驱油效率比现场在用聚合物驱油效率高2.5%。     

离子对缔合聚合物溶液黏度剪切保留率影响研究

针对渤海SZ36-1油田高温、高盐、大井距对注聚用聚合物剪切稳定性的要求，进行了SZ36-1油藏条件下，Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子对缔合聚合物AP-P4溶液黏度剪切保留率的影响研究。研究发现，影响缔合聚合物溶液黏度剪切保留率的关键因素是溶液中的Ca2+、Mg2+;在Na+、K+浓度小于10 000 mg/L时，其存在有益于提高溶液黏度的剪切保留率;Ca2+、Mg2+浓度超过400 mg/L时，溶液黏度的剪切保留率开始明显降低;在Ca2+、Mg2+浓度低于100 mg/L时，其存在有助于提高溶液黏度剪切保留率。在模拟渤海SZ36-1油田注聚水源井A15井的水质条件下，证实了Ca2+、Mg2+是影响缔合聚合物AP-P4黏度剪切稳定性的关键因素。     

海上油田配聚用水除铁剂优选评价

在聚合物驱配液过程中,配聚用水中所含Fe~(2+)对聚合物黏度损失影响较大,降低了聚合物驱油效果。为了有效去除配聚用水中Fe~(2+),提高聚合物溶液黏度,根据渤海湾海上油田聚合物驱使用的聚合物特性和配聚用水水质指标要求,采用配制的模拟水开展聚合物熟化阶段溶液性能研究实验,并在此基础上完成Fe~(2+)氧化剂优选评价及使用条件探索实验。实验结果表明,优选的Fe~(2+)氧化剂最佳的质量浓度为80 mg/L,在反应温度60℃和反应时间15 min条件下,除铁率可达90%,聚合物溶液初始黏度值可提高19%,老化10 d后黏度保留率可达90%。     

渤海SZ油田注聚管线腐蚀对注入体系性能的影响研究

渤海SZ油田聚合物驱注入体系性能受注聚管线腐蚀的影响较大,为此开展了注聚管线腐蚀产物Fe~(3+)/Fe~(2+)对注入体系黏度的影响研究,并提出应对措施。研究结果表明,渤海SZ油田注入水金属离子浓度高,对注入系统管线具有较强的腐蚀性。其中Fe~(3+)/Fe~(2+)对聚合物驱注入体系的性能产生不同程度的影响,亚铁离子在质量浓度超过1 mg/L时聚合物溶液黏损超过25%,影响聚合物驱开发效果。现场采用高镍铬油管、螯合剂提升管线耐腐蚀能力,去除或稳定腐蚀产生的亚铁离子、铁离子效果较好,建议进一步降低使用成本,优化药剂性能。     

双河油田提高聚合物驱高温稳定性的方法研究

为提高双河油田高温油藏聚合物驱的稳定性,用普通部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和油田污水配制聚合物溶液,在95℃条件下研究了自由基氧降解、水解作用对HPAM溶液黏度的影响,分析了双河油田高温油藏聚合物降解的主要机理,讨论了几种有效提高HPAM高温热稳定性的方法。结果表明,溶解氧会导致HPAM溶液黏度大幅下降:当溶液中氧含量由0.5增至3.0 mg/L时,聚合物溶液在95℃老化180 d的黏度保留率由100%降至27.5%。HPAM的高温水解速度很快,但在溶液氧含量小于0.3 mg/L和HPAM水解度为40%~60%时,溶液黏度无明显下降。自由基降解是双河油田高温油藏聚合物降解的主要机理,控制氧含量、抑制聚合物自由基降解是提高聚合物稳定性的技术关键。在80~95℃油藏,采取无氧配注与新型聚合物驱技术,或在HPAM溶液中加入少量交联剂形成低度交联聚合物溶液,可以明显提高聚合物的耐温性能,取得良好的矿场应用效果。     

电絮凝-气浮工艺处理含聚采油污水及配聚应用试验

随着孤岛油田注聚驱规模的逐步扩大,采出液含聚合物浓度增加,致使原油脱水和污水处理难度加大。通过进行电絮凝-气浮技术处理油田含聚污水的试验与应用,利用电絮凝、电气浮原理,降低了污水中的含油量、悬浮物含量和化学需氧量,处理后配制聚合物母液经污水稀释后,聚合物溶液黏度及保留率均与清水配制污水稀释后聚合物溶液相当,完全可以替代清水。     

早期注聚开发油田水驱采收率计算方法

驱替特征曲线法是标定油田采收率的重要方法,对于早期注聚油田可以采用该方法计算聚驱采收率。为了解决早期注聚油田开发效果评价缺乏评价标准的问题,从影响驱替特征曲线线性段特征参数的主要因素入手,将室内水驱、聚驱相渗曲线测量结果与甲型驱替特征曲线相结合,导出了聚驱和水驱条件下驱替特征曲线线性段斜率和截距的数值关系,并由此给出了测算早期注聚油田水驱采收率的计算公式。实例油藏计算结果表明,水驱采收率可以达到29.14%,比早期注聚开发低15.07%;关于动用储量不变的假设,以及室内相渗曲线测量时聚合物溶液黏度与实际地层聚合物溶液黏度差异是影响本方法测算精度的主要因素。     

海上稠油油藏早期注聚最佳时机的确定北大核心CSCD

受经济性及平台寿命限制,海上油田开发须在较短时间内尽可能获得最大采出程度和效益。设计了不同孔隙体积注入水转聚实验和不同注水体积微观可视化驱替实验,结果表明水驱前缘突破前注聚合物能够有效扩大波及效率。进一步结合一维贝克莱渗流理论,利用油水/油聚相渗曲线,研究了海上油田转聚时机范围,认为含水快速上升阶段为最佳注聚时机,并且地层原油黏度越大,注聚时机越提前;对于黏度为25.9、70.0、122.8 mPa·s等具有代表性的海上稠油油藏,其最佳转注时机分别为油藏含水饱和度在0.186、0.252、0.354(油藏含水34%、49%、56%)左右。在渤海S稠油油田实施了聚合物驱矿场试验,注聚初期含水率为68%,截至2017年12月累增油量达到464.5万m3,这表明早期注聚能够实现海上油田平台有效期内早拿油、快拿油、多拿油的预期目标。     

海上稠油油藏早期注聚最佳时机的确定北大核心CSCD

受经济性及平台寿命限制,海上油田开发须在较短时间内尽可能获得最大采出程度和效益。设计了不同孔隙体积注入水转聚实验和不同注水体积微观可视化驱替实验,结果表明水驱前缘突破前注聚合物能够有效扩大波及效率。进一步结合一维贝克莱渗流理论,利用油水/油聚相渗曲线,研究了海上油田转聚时机范围,认为含水快速上升阶段为最佳注聚时机,并且地层原油黏度越大,注聚时机越提前;对于黏度为25.9、70.0、122.8 mPa·s等具有代表性的海上稠油油藏,其最佳转注时机分别为油藏含水饱和度在0.186、0.252、0.354(油藏含水34%、49%、56%)左右。在渤海S稠油油田实施了聚合物驱矿场试验,注聚初期含水率为68%,截至2017年12月累增油量达到464.5万m3,这表明早期注聚能够实现海上油田平台有效期内早拿油、快拿油、多拿油的预期目标。     

印度尼西亚Widuri油田聚合物驱除铁稳黏技术研究与应用

为探索高温高盐稠油油藏开展聚合物驱油技术的可行性,中海油2013年12月在印尼Widuri油田C27井开展注聚先导性试验。实验初期配制的聚合物溶液井口的黏度远低于推荐值,造成地层油藏中聚合物的黏度远低于方案设计,这严重影响了聚驱的效果。文中通过分析水中Fe2+浓度对聚合物黏度的影响,研究出适合该油田特点的除铁稳黏药剂体系。通过现场实验论证了除铁稳黏技术的可行性,完善了海上高温高盐油藏聚合物驱油配套技术,为80℃以上温度的稠油油藏开展聚合物驱油技术奠定基础。     

驱替液黏度对多层非均质油藏聚驱吸液剖面返转及驱油效果影响

针对聚合物驱过程中吸液剖面返转现象,通过模拟渤海某油藏的地质条件,从不同黏度的同质聚合物溶液在低渗透层的分流率出发,研究了聚合物溶液黏度对注聚过程中吸液剖面返转的影响规律,并开展了浓度为1500 mg/L的剪切后黏度分别为30.5 mPa·s和130.8 mPa·s的异质聚合物（HPAM和HAPAM）溶液段塞组合的驱油实验。结果表明,聚合物溶液黏度增加,聚合物驱时吸液剖面返转时机将提前,低渗透层分流率先升后降,并且分流率的峰值会增大,注入聚合物溶液黏度过低或者过高都不利于提高采收率。对于渤海某油田,过炮眼后聚合物溶液黏度控制在15~30 mPa·s范围之内较为合适。高黏度HAPAM溶液对非均质油藏改善效果要强于低黏度HPAM溶液,但其相应的注入压力也更高,对于海上正在实施聚合物驱的某多层非均质油藏,采用高黏-低黏异质聚合物溶液交替注入方式对非均质油藏改善效果更加明显。     

胜坨油田高温高盐油藏强化聚合物驱油体系的性能评价

胜坨油田地层温度大于80℃、地层水矿化度大于20000 mg/L、地层水钙镁离子大于500 mg/L,非均质性强。根据该油藏特点,室内研制了强化聚合物驱油体系,在超高分疏水缔合型聚丙烯酰胺中加入聚合物强化剂。结果表明,强化剂加量由0增至2500 mg/L,驱油体系的表观黏度由7.8增至42.9 mPa·s,黏性模量由120增至315 mPa,弹性模量由0增至106 mPa。在模拟胜坨油田条件下,强化聚合物驱油体系（超高分缔合聚合物、强化剂质量比4:1）老化60 d的黏度保留率为85.5%,好于改性聚丙烯酰胺（GXPAM）（66.2%）,热稳定性良好。在非均质岩心中注入强化聚合物驱油体系（2500 mg/L）,高渗模型产液百分比由98.5％逐渐降低,最低值为32.7%;低渗模型产液百分比由1.5%逐渐增大,最大值为67.3%;后续水驱1.0 PV时,高渗模型产液百分比为58.5%,低渗模型的为41.5%,岩心非均质性得到明显改善。岩心渗透率级差分别为1:5和1:3时,强化聚合物驱油体系的采收率增幅为26.0%和10.9%,GXPAM的为14.8%和7.1%。强化聚合物驱油体系的驱油效果明显优于GXPAM,并且在高渗透率级差下的驱油效果较好。     

海上稠油油藏早期注聚最佳时机的确定

受经济性及平台寿命限制,海上油田开发须在较短时间内尽可能获得最大采出程度和效益。设计了不同孔隙体积注入水转聚实验和不同注水体积微观可视化驱替实验,结果表明水驱前缘突破前注聚合物能够有效扩大波及效率。进一步结合一维贝克莱渗流理论,利用油水/油聚相渗曲线,研究了海上油田转聚时机范围,认为含水快速上升阶段为最佳注聚时机,并且地层原油黏度越大,注聚时机越提前;对于黏度为25.9、70.0、122.8 mPa·s等具有代表性的海上稠油油藏,其最佳转注时机分别为油藏含水饱和度在0.186、0.252、0.354(油藏含水34%、49%、56%)左右。在渤海S稠油油田实施了聚合物驱矿场试验,注聚初期含水率为68%,截至2017年12月累增油量达到464.5万m3,这表明早期注聚能够实现海上油田平台有效期内早拿油、快拿油、多拿油的预期目标。     

新型结构型聚合物的合成及性能评价

针对海上高矿化度油田对聚合物性能,尤其是抗剪切性能的要求,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸 (AA)、阳离子功能单体和骨架单体(PA)为原料,采用自由基水溶液共聚法合成三次采油用新型结构型聚合物PAAM.在渤海某油田混注水条件下,对其溶解性、增粘性,尤其是抗剪切性进行评价,并在实验室考察了其驱油效果.实验结果表明:与现在合成技术比较成熟和常用的线性聚合物HPAM相比,其具有良好的溶解性、增黏性,尤其在抗剪切性方面有比较大的提高,其剪切后的黏度保留率比一般聚合物提高25%左右.在孔隙度为37.7%、原始含油饱和度70%、渗透率为1.1μm2、温度为65 ℃条件下进行的驱油实验表明,其能够提高采收率20%左右.     

海上注聚油田聚合物强化泡沫驱实验研究与应用

注聚油田进入注聚中后期,形成的聚窜通道会严重降低聚驱效果,而海上油田受开发投资、平台空间等限制,难以实施多轮次调剖减缓聚窜的影响。为进一步提高海上注聚油田化学驱增油效果,以渤海J油田为研究对象,进行了聚合物强化泡沫驱模拟实验,结果表明,聚合物强化泡沫驱油体系能够有效封堵高渗层窜流通道,提高低渗透层的动用程度;增加复合体系注入段塞对高渗层起到更强的封堵作用,改善整体驱油效果;相比于中高含水期,高含水时机下转为聚合物强化泡沫驱,提高采收率幅度更大。     

一种聚合物地下黏度计算新方法

目前常采用经验法计算聚合物驱油田聚合物地下黏度，但该方法仅能得到黏度范围，而非特定数值。针对该问题，通过聚合物驱渗流公式转换及油藏工程理论等，建立了聚合物地下黏度与井口注入压力、累计注入聚合物量间的关系，提出了一种求解聚合物地下黏度的新方法。实例表明，新方法得到的渤海L油田4口注聚合物井的聚合物黏度分别为3.79、5.19、2.48、6.37，与常规方法计算结果基本一致，与经验法相比，可以得到精确数值。该研究对注聚合物油田措施调整起到理论指导作用。     

渤海油田聚合物驱油藏筛选及提高采收率潜力评价

借鉴陆地油田聚合物驱油藏筛选标准,结合渤海海域油田聚合物驱室内实验研究结果,对渤海海域油田适宜聚合物驱的油藏进行了筛选和分类;基于不同类型油藏地质、开发条件和经济参数,应用油藏数值模拟手段研究了渤海海域油田聚合物驱的主要影响因素;基于蒙特卡罗模拟法和统计学方法,建立了渤海海域油田聚合物驱潜力评价方法,并对不同地区不同类型油藏进行了聚合物驱提高采收率潜力评价.辽东湾、渤南、渤中等3个地区聚合物驱提高采收率均在5%以上,其中辽东湾地区适合聚合物驱的油藏(区块)有7个,提高采收率潜力最大.     

大庆油田二类B油层DS1200新型聚合物的合成与评价

为解决大庆油田二类B油层聚驱现有驱油体系与油层匹配低、污水稀释聚合物抗盐性差、黏度保留率低等问题，根据污水降黏机理，通过在部分水解聚丙烯酰胺分子结构上加入强极性侧基，抵制污水中高价阳离子对主链的破坏，进而提升抗盐性。同时引入具有新型杂环结构的强极性刚性单体，增强分子链在污水中的伸展程度，合成出DS1200新型抗盐聚合物，并评价了新体系的溶液性能和驱油效果。结果表明：DS1200新型抗盐聚合物的增黏性、抗剪切性、稳定性、黏弹性及注入能力等均优于同等相对分子质量的油田正在使用的聚合物驱油剂。天然岩心驱油实验显示，相同用量下的DS1200聚合物可以提高二类B油层的聚驱采收率18%以上，驱油效率显著高于其他聚合物驱油剂。研究成果可为大庆油田二类B油层聚驱提质提效提供一定理论支撑。     

埕东油田聚驱过程聚合物黏度影响因素

目前国内大部分油田多采用清水配制聚合物母液,污水稀释聚合物的工艺,实现部分油田采出水的资源化利用。但在实际应用过程中,无论是聚合物驱还是复合驱,由于在注入体系中引入化学剂,同时大量的各类离子、悬浮物和细菌等以不同形态存在于污水中,会对以污水为主的聚合物溶液的黏度造成不同程度的影响。污水配注聚合物黏度保留率低,大大制约了聚合物效果的发挥,影响聚合物驱油技术的应用效果。研究发现,通过控制Fe2+、SRB、H2S的含量,可以有效地降低它们对聚合物溶液黏度的影响。     

海上油田分层防砂分层注聚工艺技术研究

在海上油田聚合物驱油过程中,采用笼统注入方式和传统分层注聚方式驱油效果差,严重影响聚合物驱的开发效果.鉴于此,研究了海上油田分层防砂分层注聚工艺技术——大通径分层防砂工艺和注聚井双管分层注聚工艺,其核心工具为低剪切防堵塞滤砂管和同心双管分层注聚管柱.双管分注具有独立的配注通道,配注准确,通径大,适合大排量注入,且无投捞作业风险,地面测调工作量小;无井下配聚器,井况相对简单,注入聚合物的机械剪切降解小.海上油田4口注聚井的现场试验结果表明,应用分层防砂分层注聚工艺施工成功率100％,聚合物黏度保留率85％以上,并且井口注入压力低.