聚合物驱后提高采收率技术研究综述与展望

聚合物驱是老油田高含水期稳产、改善开发效果的重要技术手段,但油田经过聚合物驱开发后,仍有近50%的地质储量未被采出,且剩余油分布更加零散,开发矛盾更为突出。当前研究聚驱后剩余油分布的主要方法为物理模拟法和数值模拟法,聚驱后剩余油挖潜的主要措施有分层注水、油层改造、油井转注、三次采油接替等。提高聚驱后油藏采收率的主要技术包括聚驱后残留聚合物再利用技术封堵大孔道,弱凝胶,胶态分散凝胶、聚合物乳液微球等深部调驱技术实现深部控水稳油,化学复合驱技术进一步降低聚合物驱后残余油饱和度,蒸汽驱技术改善原油流动性,超覆驱和蒸馏等作用有效驱替聚合物驱后厚油层顶部的剩余油,泡沫复合驱技术有效地封堵高渗透性地层,在最大限度地提高波及体积的同时增加洗油效率。未来,应加强各种提高采收率技术的配套化、规模化、集成化应用。     

水驱开发油田合理注聚时机研究

大庆油田聚合物驱工业化推广已有20年,截至2011年底,已投入聚合物驱工业化区块57个,其中已结束注聚区块有28个。聚驱油层性质越来越差,逐渐由一类油层向二类油层转变。针对水驱转聚驱合理注入时机问题,开展了室内人造非均质岩心和人造均质岩心物理模拟实验研究;建立了实际注聚区块地质模型,对该区块水驱、聚驱历史进行拟合,利用拟合修正的实际模型进一步开展不同聚合物转注时机开采效果数值模拟研究;针对已结束注聚的区块进行注聚前含水与采收率关系统计分析。室内岩心物理实验结果表明,不同含水时机转注聚均比含水100%转注聚提高采收率幅度大,且在含水55%左右转注聚效果最好,可比含水100%转注聚多提高采收率7.39~14.45个百分点;数值模拟结果表明,注聚越早,聚合物利用率越高,节省水量越多,存水率越高,耗水率越低,投入成本越低;现场注聚区块统计分析表明,越早转注聚,聚合物驱阶段采出程度越高,采收率提高值越高。因此,对于水驱开发油田,越早实施聚合物驱效果越好。     

苏北复杂小断块油田提高采收率技术应用研究

苏北油田为一复杂断块区,具有＂低＂、＂薄＂、＂窄＂、＂深＂、＂多＂的地质特点。共探明油藏20个,探明总储量达4200.39×104t,开发油藏17个共30个区块单元,动用储量2856.64×104t,可采储量630.42×104t。＂十一五＂以前,主要以试采为主,多数单元采用弹性水驱和试注水开发,由于构造破碎,储层横向变化大,注采连通性差,多数单元采收率小于15%。近年来,应用水驱、化学驱以及气驱等技术,重点开展提高储量动用程度和提高采收率攻关研究工作。其中,水驱以井网加密、油井转注、补开注采对应层等完善注采井网为重点;化学驱以开展化学调驱室内评价研究、矿场调剖试验为主;气驱以二氧化碳驱油提高采收率为主。从经济角度评价,受断块小及储量规模控制,水驱是现今提高复杂小断块油藏采收率的主要技术。而二氧化碳驱油技术及化学驱油技术,成本高、投资大,在绝大部分小断块中推广应用,不具备经济和技术优势。     

涠洲油田低渗储层长岩心驱替实验研究

中海油在南海西部海域的涠西南凹陷发现低渗透油气田。目前,该油田开发面临的主要问题包括:特低渗(渗透率小于10×10-3μm2)油藏储量所占比例大,如何提高低渗透储层产能,如何有效动用储量,以及注水开发可能存在注入能力低等。由于地层原油黏度低,油质较轻,注气开发是提高低渗透油藏采收率的有效手段;此外,该油田开发过程中将产生大量伴生气,有足够的气源。因此,采用油田伴生气回注是值得探索的提高采收率的方法。为此,有必要通过长岩心驱替实验,对低渗透油气田的注入方式进行评价优选,为编制海上低渗透油田开发方案提供依据。选取涠洲某油田流沙港组低渗透储层,通过室内长岩心驱替实验研究,综合评价了衰竭、水驱、气驱、气/水交替驱替时的驱油效率和渗流特征,从而为注水、注气驱提高采收率开发方式的选择提供实验数据支持和参考。实验结果表明:衰竭式开采方式效果最差,注水比注气效果要好,注液化气前置段塞+外输气驱的方式,能够达到最好的驱替效果。     

均衡注采提高水驱油藏采收率

基于单元发展阶段,八区馆上现处于后续水驱阶段。对井网完善程度低,损失储量严重,高含水开发期馆陶组油藏,围绕“两率”(储量动用率、油田采收率)、“两控”(控递减、控含水),通过精细油藏分析,采取油水井综合治理措施,培养稳升井组和长寿井,改善了水驱开发效果,提高了区块采收率,对其它同类油田的水驱开发具有借鉴意义。     

海上复杂油气田全过程开发策略研究

为了改善海相砂岩高含水油田、裂缝性油气田、高温高压气田等海上复杂油气田的开发效果,开展了全过程开发策略的专题研究。通过研究,明确了海上复杂油气田投产上产、稳产、整体加密与综合调整以及产量递减等4个开发阶段,分析了全过程中不同开发阶段的生产特征、主要矛盾、开发应用策略和主要方式,提出海相砂岩高含水油田的攻关方向主要是水平井堵水技术和控水技术,裂缝性油藏的攻关方向主要是机械或化学堵水控水技术和分支井技术,高温高压气藏的攻关方向主要是工艺优化技术、材料防腐技术、温压监测技术和井下流量监测技术。通过攻关实践,在整体加密与综合调整的基础上,海相砂岩高含水油田、裂缝性油气田、高温高压气田的采收率可分别再提高3~5个百分点、2个百分点、2~5个百分点。     

化子坪西区长6特低渗透油藏空气泡沫驱可行性评价

化子坪西区长6油藏为特低渗透油藏,储层物性及孔隙结构特征差,油相渗流能力下降快,油层吸水能力相对较低,水驱开发效果较差。空气泡沫驱油技术是将空气驱油和泡沫驱油有机结合起来,具有调剖和驱油双重功能,适合特低渗透油层驱替开发。室内岩心驱替实验表明,长6储层岩心进行空气泡沫驱后,比水驱最终采收率平均提高6.9个百分点。甘谷驿采油厂唐80井区为长6油藏同类油藏,其开发实践表明,井区8个试验井组全部进行空气泡沫驱后,视吸液指数下降了71%,注入能力低于水驱井组,但含水下降至18.8%,比水驱井组低29.6个百分点,初期平均单井月增油11t以上,具有明显的控水增油效果。从地质、渗流特征、驱替效果、井网等方面考虑,长6储层适合水驱后转空气泡沫驱,建议在长6油藏进行空气泡沫驱试验和推广,以提高最终采收率。     

高浓度聚合物较常规聚合物驱油使大庆油田的采收率提高2倍

常见的聚合物驱油现在试验和工业应用表明，常规的聚合物驱油的采收率比水驱采收率高10％，原油的原始地质储量的最终采收率为5096，但是由于高渗层的存在，常使得聚合物驱在这些油藏不足或失效。一些聚合物驱的生产井，在聚合物突破后，含水率迅速增加，它对聚合物驱油造成不利的影响，以至于现场提高采收率大大低于20％的实验室估计。2002年。在高浓度聚合物实验室试验的基础上。我们开展了高浓度聚合物的现场试验。通过选择段塞组合和适当的监测和分析，含水率下降了很多，下降率为14．5％，这个很大程度上提高了聚合物驱油的效率。根据现场实验数据表明，高浓度聚合物驱油在初始阶段的采收率较比2005年12月的常规聚合物驱油的采收率高4．2％。在后期阶段较常规聚合物驱油的采收率高3％，这就表明高浓度聚合物驱油在初始阶段的效果比后期阶段的效果更好。聚合物驱的监测和模拟技术预测它可以比水驱多采出19．8％的油，它的采出程度占原始地质储晟的61％。现场的高浓度聚合物的采收率是常规聚合物驱油的2倍。     

超低渗砂岩油藏开发中存在问题及综合治理措施——以华庆油田元427井区长9油藏为例

超低渗砂岩油藏中,高含水期的综合治理一直是国内外研究的一个难点。华庆油田元427井区平面上地层压力分布不均,纵向上吸水不均突出,东部高含水饱和度区局部油井见地层水。通过合理优化长9油藏注水技术政策,降低递减速度;通过开展注聚合物微球整体调驱,扩大注入水波及范围,改善水驱效果;通过摸排普查潜力层、潜力层补孔及井筒清防蜡、防垢、防偏磨、参数优化等综合治理措施使区块达到高效开发的目的,同时也为同类油藏的合理开发提供借鉴。长9油藏期通过注水技术政策调整,优化调整32井次,使区块阶段递减由调整前的46.7%降至7.2%;通过开展整体微球调驱,注水压力由13.0MPa上升至13.5MPa,水驱动用程度由69.6%上升至71.6%;通过实施井筒综合治理,实施参数优化23井次,平均泵效由19.0%上升至28.4%,油井生产时率提升10%。     

二类油层弱碱三元复合驱合理注采井距研究

东部老油田一类油层聚合物驱油经过多年高速开采,产量已逐年减少,要保持油田高效稳产,二类油层三次采油势在必行。随着油田开发的不断深入,二类油层三元复合驱已发展为较成熟的三次采油技术。试验区油层沉积环境为河流-三角洲沉积,属于碎屑岩储油层,纵向上小型河道砂体发育,河道砂体规模较小,连通性差。研究表明,175m井距条件下油层导流能力仍然较弱,聚驱控制程度较低,不适应目的层三元驱的开采。针对试验区发育及开发特点,通过虚拟布井、数值模拟等方法 ,确定了二类油层弱碱三元驱合理注采井距为125m。结果表明,125m井距聚驱控制程度大于70%,油层能够建立较高的驱动压力梯度,并且具有较强的注采能力和最佳的经济效益。在目前条件下,采收率可提高18.6个百分点,税后内部收益率为19.7%,财务净现值为9527.2万元。     

喇嘛甸油田特高含水期各套层系注采状况研究

喇嘛甸油田先后经历自喷开采、层系调整、全面转抽、注采系统调整、二次加密调整、一类油层聚合物驱和二类油层三次采油等7个开发阶段。井网调整后,开发层系增多、井网密度加大,各套层系的注水井,除了给本井网采油井注水外,还为其他层系采油井注水,使得各套层系的注采状况较为复杂。喇嘛甸油田于1997年进入特高含水期后,为控制低效无效循环和挖潜厚油层内剩余油,采取了堵水、补孔等挖潜措施,加剧了各套层系注采状况的复杂性。针对以上问题,有必要对各套层系的注采状况、动用状况进行研究,确定出各套层系在特高含水期注采状况及油层动用状况,指导各套层系注采调整。从典型区块入手,以动态劈分方法为依据,利用动态、静态以及油藏监测资料,研究喇嘛甸油田特高含水期开发阶段水驱各套层系注采状况,为采取切实可行的分层调整及挖潜措施提供依据。     

Remaining oil distribution and recovery performances with waterflooding and surfactant-polymer flooding: An experimental investigation

An oilfield has been developed with waterflooding for a long time, and the water cut has reached a high level. Surfactant-polymer (SP) flooding is considered as the following enhanced oil recovery (EOR) technique. To determine the feasibility of SP flooding in this oilfield, the microscopic oil displacement experiments are performed, and the distribution of remaining oil after waterflooding and SP flooding is observed. The recovery rates are measured by the producing liquid amount and nuclear magnetic resonance (NMR) technique. The two methods show similar measurement results, with deviations of about 10%. The contributions of different pore and throat diameters are analyzed with the NMR technique. The results show that SP flooding has a much lower contribution limit of pore and throat diameter than waterflooding, indicating that SP flooding can effectively improve sweep efficiency. The SP flooding can improve by about 30% EOR rate. The frozen slicing technique and ultraviolet fluorescence excitation are applied to observe the status and distribution of remaining oil. The results show that both waterflooding and SP flooding can effectively reduce all types of remaining oil. Comparing the remaining oil proportions in the high and low permeability cores, we can conclude that the high permeability contributes to the performance of waterflooding and SP flooding. This work proves the efficiency of SP flooding in this oilfield development and provides a microscopic explanation of remaining oil distribution after waterflooding and SP flooding.     

利用油藏精细描述技术调整水驱开发方案

CYG油田C区块经过多年开发,逐渐暴露出井网时砂体的控制程度低、注采系统不够完善、含水上升较快和砂体水淹状况复杂等问题.为提高区块水驱开发效果,进一步挖潜剩余油,开展了油藏精细描述技术研究.利用井震联合三维储层建模技术深化了地质再认识,建立了C区块的精细构造、岩相和属性模型,明确了井间断层、微构造及储层空间特征.利用双重介质油藏数值模拟技术对地层压力、综合含水率、单井含水率、产液量、采出程度等开发指标进行了历史拟合.结合试验区各沉积单元、各砂体剩余油分布特征及数值模拟结果,将区块剩余油类型分为7种类型,分别提出了具体挖潜对策.根据试验区剩余油分布情况,设计3种周期注水方案,并据此进行了数值模拟预测.预测结果表明:采取周期注水调整后,当含水率为90％时,与不进行调整(采出程度为20.32％)相比,试验区平均水驱采出程度可提高1.5个百分点左右.剩余油挖潜对策和预测结果为下步编制水驱挖潜调整方案提供了依据.     

Sensitivity analysis and optimization on effective parameters during chemical enhanced oil recovery (CEOR) using experimental design and numerical simulation

Several factors effect on choosing the best enhanced oil recovery process in a hydrocarbon reservoir. In the present study, effective factors on chemical enhanced oil recovery involved in polymer flooding, surfactant flooding, surfactant–polymer flooding, and alkaline–surfactant–polymer flooding are discussed in numerical simulation. The numbers of the simulation runs are estimated based on the number of factors and their maximum and minimum values using experimental design software. Oil recovery factor from reservoir simulation is considered as comparison factor in all of the run cases. The results from one parameter and two interaction factors during each flooding case were analyzed by Tornado and Parto plot. The oil recovery factor also was estimated using statistical analysis using Minitab. The results show that there is a strong correlation between simulation and statistical analysis. Furthermore, the results show that each selected factor has a different effect on oil recovery in each case of chemical flooding. The case study results on two Iranian oil fields at the end of the present study clarified that results of this study can be useful for selecting the best chemical process for oil reservoir based on reservoir properties.     

高升油田雷64断块块状砂砾岩底水油藏高效开发技术

雷64断块为一巨厚块状砂砾岩底水油藏,采用底部注水、中下部采油方式。该区块油层具有储层均质性较好,强亲水、中等—弱敏感性,储量丰度高,水驱油效率高,润湿性好,油水黏度比低等特征,适合注水开发。区块一直保持低含水条件下的高速开采,低含水采油期累计采油68.5×104t。开发初期月产油量不断上升,注水开发后,由于累计注采比一直小于1以及采油速度高,底部注水开发方式不能有效补充上部油层的地层能量,产油量不断递减。从注水开发效果看,水驱储量控制程度及动用程度高,分别达到99%和78.6%;＂注水与产能建设同步＂开发方式有效补充了地层能量,含水上升合理。由于单一底部注水难以有效保持地层能量,因此进行了气顶驱试验,有效补充了上部地层能量,缓解了下层系注入和产出之间的矛盾,有利于区块的长期稳定高效开发。     

中深层稠油蒸汽驱注采剖面调整工艺技术研究

从1997年开始,辽河油田进行了中深层稠油蒸汽驱先导试验,目前已进入蒸汽驱先导试验的后期调整阶段,先导试验区的稠油采出程度由试验前的24%提高到57%,基本达到方案设计指标,先导试验获得成功。然而,在蒸汽驱先导试验及随后的扩大试验中,存在着纵向动用程度不均、平面动用程度差等问题,影响蒸汽驱先导试验效果。为此,从2004年开始,辽河油田钻采工艺研究院开展了中深层稠油蒸汽驱注采剖面调整工艺技术研究工作,形成了中深层稠油蒸汽驱注采剖面调整系列技术,主要包括耐高温化学调堵技术与机械封堵技术,并应用于现场,有效解决了蒸汽驱层间、层内动用不均的问题,提高了中深层稠油的采收率。下一步仍需加大高温调剖剂的深入研究,研制高效、经济的高温调剖剂;对生产井机械封堵工艺技术的研究重点,是加快对耐高温胶筒的选优,满足现场生产需求。     

二类油层聚合物驱采收率影响因素分析

通过对大庆油田北部投入二类油层聚合物驱工业开发区块的实际生产数据进行分析，对不同类型井组提高采收率值的规律进行归纳总结。探讨了影响二类油层提高采收率值的主要因素，包括河道砂连通方向比例、中心组各小层连通关系、井组注采类型和单井射开有效厚度等。由相关实例分析得出：厚注、单井射开有效厚度大、在含水下降期至稳定期进行压裂，对提高采收率值贡献较大。     

塔河油田缝洞型油藏深井注气提高采收率配套工艺

塔河油田储层深(5500~7000m)、地层压力高(50~60MPa)、非均质性强、流体性质差异大;溶洞是最主要的储集空间,裂缝主要起连通通道作用,缝洞单元是基本开发单元。储集体类型复杂,导致剩余油分布认识不清,主要依靠弹性和水驱开发,采收率较低。对于单井缝洞单元而言,目前采取的主要手段是注水替油,前期取得良好效果。但随着注水替油轮次的增加,部分井组注采比逐步上升,替油效果逐渐变差,失效井数增加,导致大量剩余油无法采出。特别是钻遇缝洞储集体边部或相对低位置的油井,其剩余油主要分布在缝洞体的高部位,注水替油效果不明显。考虑到气体注入地层后,在重力作用下向高部位上升,会形成"气顶",排驱原油下移,可有效启动单纯注水无法驱动的"阁楼油"。所以,油田开发后期,采取注气提高采收率技术。在实施注气提高采收率过程中,完善了深井注气的配套工艺,形成了注气-采油一体化井口、注气-掺稀生产一体化管柱、掺稀气举阀、高压气密性封隔器、气水混注工艺设计方法、腐蚀结垢处理方法等一系列配套工艺。2013年1~8月,塔河油田累计实施注气69井次,累计产油5.49×104t。