不同驱油体系在贝雷岩心中的驱替特征

为了保持室内岩心驱油实验中孔隙结构对驱替剂驱油效果的影响与实际砂岩油层孔隙结构的影响一致,使用气测渗透率300×10-3μm2的贝雷、人造、天然均质岩心进行常规压汞实验和驱油实验.研究了不同类型岩心孔隙结构差异及其对驱油效果的影响,分析了不同驱油体系在贝雷岩心中的采收率及注入压力变化.实验结果表明:贝雷岩心与天然岩心在孔喉结构上有一定的相似性,能够充分体现各种体系的驱油效果;在贝雷岩心中,保持体系黏度、表面活性剂质量浓度相同条件下,化学驱采收率由高到低顺序为弱碱三元体系、强碱三元体系、聚合物—甜菜碱表活剂体系、聚合物体系,三元复合驱后续水驱阶段采出的油量对化学驱采收率的贡献较大,驱油过程中体系是否发生乳化对驱油体系的驱油效果存在明显影响;聚合物溶液和三元体系驱替过程中的压力存在明显的不同,聚驱过程中的主要特点是注化学剂过程结束后压力快速下降,复合驱压力变化曲线主要特点是注化学剂结束后水驱阶段压力先上升后下降,乳化—捕集机理是造成注入压力曲线形态差异的主要原因.     

三类油层弱碱三元复合体系动态驱油实验研究

为提高萨尔图油田三类油层实施弱碱三元复合体系驱油效果,开展室内岩心驱替实验,对比分析了不同注入时机、不同聚合物浓度、不同表面活性剂浓度及不同注入方式的驱油效果。结果表明：对于三类油层,水驱转注三元复合体系的时间越早,采收率越高;三类油层实施弱碱三元复合体系驱油时,主段塞聚合物浓度越高,表面活性剂浓度越高,采出程度越高;注入聚合物前置段塞的体积越大,聚合物后续保护段塞体积越大,采出程度越高;相对分子质量为620 X 10⁴聚合物的三元复合体系中聚合物浓度大于2 750 mg／L时,在水驱基础上化学驱采出程度大于11％;相对分子质量为700 X 10⁴(抗盐)和相对分子质量为1 400×10⁴聚合物的三元复合体系在水驱基础上化学驱采出程度均大于20％。     

基于人造岩心模型探究水动力学

针对大庆试验区的储层条件,利用人造岩心模型探究了三元复合溶液分质前后相对分子质量对驱油效率的影响以及与不同渗透率油层匹配关系研究。结果表明,未经剪切的三元复合溶液比经过剪切的相同相对分子质量、相同浓度的三元复合溶液的驱油效果好。     

对三元复合驱注入方式的数值模拟研究

三元复合驱注入方式涉及三元体系段塞大小、段塞配方、组合等研究内容,文中应用化学驱数值模拟软件UTCHEM(改进后),对典型五点法布井方式的三元复合驱技术采用不同的前置聚合物调剖段塞、三元主段塞、三元副段塞、后置聚合物保护段塞的注入方式的驱油效果进行了较为全面地计算。计算结果表明,三元复合体系在一定程度上对提高驱油效果具有协同效应;适宜的段塞大小、段塞组合及合理配方的注入方式可在较为经济的条件下获得更好的驱油效果。     

对三元复合驱注入方式的数值模拟研究

三元复合驱注入方式涉及三元体系段塞大小、段塞配方、组合等研究内容，文中应用化学驱数值模拟软件UTCHEM（改进后），对典型五点法布井方式的三元复合驱技术采用不同的前置聚合物调剖段塞、三元主段塞、三元副段塞、后置聚合物保护段塞的注入方式的驱油效果进行了较为全面地计算。计算结果表明，三元复合体系在一定程度上对提高驱油效果具有协同效应；适宜的段塞大小、段塞组合及合理配方的注入方式可在较为经济的条件下获得更好的驱油效果。     

人造岩心与天然岩心孔隙结构差异及对驱油剂渗流特性的影响

为进一步了解驱油剂在人造岩心和天然岩心中的渗流特性及差异,以高分子材料学、物理化学和油藏工程等为理论指导,以仪器检测、化学分析和物理模拟等为技术手段,以大庆油田萨中开发区储层岩心和驱油剂为研究对象,开展人造岩心和天然岩心孔隙结构测试及驱油剂渗流特性实验研究。结果表明,在渗透率相近的条件下,与人造岩心相比,天然岩心孔隙结构复杂,分选较差,孔喉大小不一,连通性较差,非均质性较强。低渗透人造岩心与高渗透人造岩心孔隙结构差异主要为孔喉半径的差异。当聚合物溶液、聚合物/表面活性剂二元复合体系、强碱三元复合体系和弱碱三元复合体系在岩心中流动达到稳定时,天然岩心与人造岩心阻力系数之比平均值分别为1.69,1.73,1.78和1.65,表明在渗透率相同或相近的条件下,与人造岩心相比,驱油剂在天然岩心中滞留量较大,渗流阻力较大,注入压力较高,但压力仍趋于稳定,不会发生堵塞。     

低渗透岩心聚合物驱提高采收率实验研究

考察了为大庆低渗油层筛选的大庆炼化普通聚合物(P1,M=4.96×106)和抗盐聚合物(P2,M=6.56×106)45℃时在φ2.5 cm×10 cm、Kw分别为0.02、0.05、0.1 μm2的并联三岩心组上的驱油效果.用清水配制P1溶液,用矿化度3.7 g/L人工盐水配制P2溶液并驱替岩心,聚合物溶液浓度1.0和1.2 g/L.驱替方案分为3组共8个,每个方案均包括注入0.57 PV的P1、P2两个聚合物段塞.驱替实验结果如下∶P2(盐水溶液)的驱油效果好于P1(清水溶液);并联岩心组中,高渗岩心采收丰最高,中渗岩心次之,低渗岩心再次之;不论P1、P2段塞之同是否有水驱,先注P1再注P2方案的采收率普遍高于先注P2再注P1的方案;两聚合物段塞依次连续注入方案的采收率,高于两段塞间有水驱的方案的采收率;注入1.2 g/L聚合物段塞方案的采收率,高于注入1.0 g/L聚合物段塞方案的采收率;饱和油的岩心不经水驱而直接注聚合物段塞的方案,其采收率高于先水驱再聚合物驱方案的采收率.表4参4.     

高浓度聚合物驱提高采收率方法实验研究

为探索一种新的提高原油采收率的方法,在外形尺寸为4.5 cm×4.5 cm×30 cm、气测渗透率0.9~1.0μm2、变异系数为0.72的二维纵向非均质人造岩心上,模拟大庆油田油藏流体性质及温度条件,研究了高浓度聚合物(HPAM)驱注入时机、聚合物相对分子质量、聚合物段塞体积及段塞组合对驱油效果的影响。通过注入大分子量、高浓度聚合物,结合合理的注入方式,在化学剂成本与三元复合驱相当的情况下,采收率比水驱提高20个百分点以上,接近或超过三元复合驱的水平。实验表明,采用高浓度聚合物驱油是一种较好的提高原油采收率的方法。     

三元复合驱合理驱替速度实验研究

三元复合驱是一项可大幅度提高原油采收率的三次采油技术,其体系由聚合物、碱、表面活性剂三相组成,驱油机理相对复杂,影响因素也相对较多。为此,通过开展物理模拟驱油实验,对三元复合驱实验过程中的驱替速度参数进行了深入研究。实验结果表明,三元复合驱最佳驱替速度与岩心渗透率正相关,天然岩心最佳驱替速度为0.10～0.20 mL/min、人造岩心最佳驱替速度为0.30～0.60 mL/min;不同复合体系达到最低界面张力值的时间不同,且在不同驱替速度下对采收率的影响程度也不同,驱替速度的变化对小尺寸的天然岩心、界面张力下降慢的复合体系驱油效果影响较大。     

基于乳状液渗流机理的三元复合体系设计方法及应用

大庆油田ASP(碱、表面活性剂、聚合物)三元复合驱矿场试验实施过程中,原油采出液出现了严重乳化现象,且乳状液的运移规律及其对提高采收率影响程度不明确。因此,开展长岩心模型实验,明确了乳状液渗流及驱油机理。结果表明:按照实际三元复合体系配方注入,随着运移距离的增加,乳化能力不断减弱,0.40倍孔隙体积时产生乳化段塞,0.60倍孔隙体积时乳化结束,乳化段塞长度为0.20倍孔隙体积。驱油实验显示,最佳的驱油段塞尺寸为0.30倍孔隙体积,实际乳化段塞未达到最佳尺寸,需要延长三元复合体系注入。实验真实反应了地层条件下三元复合驱乳化过程,明确了乳化规律以及乳状液段塞对驱油效果影响程度,对现场段塞设计和调整具有重要的指导意义。     

三元复合驱注入段塞组合物理模拟实验研究

选取分子量为1200万、2000万的聚合物，通过室内物理模拟实验，研究三元复合驱注入段塞组合、浓度、大小对驱替效果的影响。实验结果表明：在化学剂用量相近时，高浓度小段塞的采收率比低浓度大段塞高，高分子量聚合物的驱油效果比低分子量聚合物更明显。不同前置和后续段塞优化驱油实验的结果表明，把聚合物、碱、表面活性剂拆分成双段塞(聚合物、碱 表面活性剂)分注比整个三元体系作主段塞单段塞合注采收率高；在碱、表面活性剂用量不变的情况下，注入的聚合物前置段塞(0．1～0．3PV)增大对改善驱油效果有利，前置段塞聚合物浓度应不低于1．2g／L；后续段塞大小一般选择0．2PV，在聚合物浓度不变时．后续段寒大小变化在一定范围内对驱油效果影响不大。图1表4参6     

高浓度三元复合体系增油效果及其作用机理研究

本文分析了高浓度三元复合驱增油效果的影响因素和经济效益。结果表明,在驱油剂费用相同时,0.12%高分聚合物驱、0.3%非离子表面活性剂/0.25%超高分聚合物二元复合驱、1.2%碱/0.3%磺酸盐/0.25%超高分聚合物三元复合驱的采收率增幅分别为19.6%、15.9%、13.7%。在高浓度三元复合体系黏度相同的条件下,体系界面张力由8.10×10^-1降至5.73×10^-3 mN/m,采收率增幅由23.4%增至27.7%。当三元复合驱黏度由36.8增至134.4 mPa·s时,采收率增幅由18.5%增至32.9%;当段塞尺寸由0.095增至0.475 PV时,采收率增幅由15.6%增至30.7%,但采收率增幅差值逐渐减小。在药剂费用相同的条件下,“聚合物前置段塞+三元主段塞+三元副段塞+聚合物保护段塞”组合的采收率增幅较大（33.8%）。从技术和经济效益方面考虑,推荐三元复合体系聚合物浓度范围为0.2%～0.25%,段塞尺寸为0.380～0.475 PV。对于非均质比较严重的油藏,与驱油剂洗油作用相比,其扩大波及体积作用对采收率的贡献较大。     

Design of Alkaline/Surfactant/Polymer (ASP) Slug and its use in Enhanced Oil Recovery

Abstract

Studies have been done to design an optimum composition of alkali/surfactant/polymer (ASP) slug and its application in flooding to increase the additional recovery of oil. A very low concentration of alkali and surfactant is used to achieve ultra-low interfacial tension between the trapped oil and the injection water, and polymer is used to increase the viscosity of the injection water for mobility control. Based on the experimental results of physico-chemical properties of polymer, surfactant, and alkali and their mutual interaction in solution, an ASP slug of composition SDS: 0.1 wt%, SDBS: 0.075 wt%, polyacrylamide: 2,000 ppm, and NaOH: 0.7 wt% has been recommended for flooding. Two sets of core-flooding experiments have been conducted using the designed ASP slug in a tri-axial core holder to measure the additional recovery of oil. The average additional oil recovery over conventional water flooding was found to be more than 20% of the original oil in place (OOIP).     

华北油田京11断块三元复合驱配方研究

针对华北油田京11断块油藏原油黏度低、酸值低、水驱采收宰高和储集层黏土含量高等特点，优选得到适合于该油藏的最佳低浓度弱碱三元复合体系：2SY重烷基苯磺酸盐表面活性剂(0．15%)／Na2C03(0．5%)／SY(1．5g／L)。采用实验方法，系统研究京11断块环境因素对该三元复合体系的界面张力性质、流交性以及表面活性剂和碱剂吸附损耗的影响，结果表明：该体系对矿化度、多价金属离子浓度变化以及稀释效应等环境因素影响的耐受性较强。物理模型驱油效率试验结果表明：在水驱至含水98%后，相继注入0．3倍孔隙体积最佳三元复合体系主段塞和0．2倍孔隙体积1．2g／L聚合物溶液保护段塞，可提高采收率21%以上。图3表6参7     

双河油田IV5－11 层系复合驱油体系实验研究

根据双河油田IV5-11层系的油藏特征,利用正交实验法,对聚合物质量浓度、表面活性剂种类及其质量分数进行筛选,得到了由质量浓度为1500mg/L的ZL-Ⅱ、质量分数为0.3%的QY-3组成的二元复合驱油体系及由质量浓度为1500mg/L的ZL-Ⅱ、质量分数为0.3%的QY-3和1.0%的Na2CO3组成的三元复合驱油体系,这2个体系均能与双河模拟油形成超低界面张力且粘度适中。利用均质与非均质人造岩心及微观非均质仿真模型,对所选复合驱油体系进行物理模拟驱油实验;并在模拟油藏具有代表性的3倍渗透率级差条件下,优选了三元复合驱油体系注入方式。实验结果表明,在均质条件下,三元复合驱油体系提高采收率程度明显高于二元复合驱油体系;在非均质条件下,随着非均质性的增强,三元复合驱油体系与二元复合驱油体系提高采收率的差距逐渐缩小,但前者始终高于后者;对于同一驱油体系,随着非均质性的增强,驱油效率先增大后减小,渗透率级差为3倍时的采收率最高。综合分析可知,三元复合驱油体系好于二元复合驱油体系,在其注入前后分别注入0.05倍孔隙体积交联聚合物保护段塞的注入方式,三元复合驱油体系提高采收率比不加保护段塞时提高了4%。     

大庆油田三元复合驱油体系注入方式物理模拟实验研究

通过在两维纵向非均质正韵律物理模型上开展的三元复合驱油实验研究，探讨了注入方式对驱油效果的影响。找到了几种较佳的注入方式，可在化学剂用量不变的条件下使原油采收率提高２％左右；增加化学剂用量时可使原油采收率提高６％左右     

关家堡海上油田开发早期ASP三元复合驱注入参数优选

关家堡海上油田已经完成了井网部署,即将投入商业开发。为了达到高速高效开发的目的,通过室内实验研究了注水开发初期实施ASP三元复合驱的可行性,对比了复合驱“早期-低浓度-大段塞”、“中期-中浓度-中段塞”和“晚期-高浓度-小段塞”3种注入方式下的驱油效果。研究结果表明,在关家堡海上油田推荐使用“早期-低浓度-大段塞”方式,即开发初期就实施复合驱,ASP三元复合驱体系为600mg／L聚合物、0．3％表面活性荆和1．2％碳酸钠,段塞尺寸为0．50倍孔隙体积。该研究成果对于关家堡油田的高速高效开发具有指导意义。     

关于三元复合驱的两点思考

通过对三元复合驱井距与驱油效率和扩大波及体积关系的分析,发现三元复合驱随着井距的扩大其驱油效率会下降,而同时其扩大波及体积作用则增大,提高采收率值会下降,所以目前技术条件下三元复合驱井距不宜过大。同时分析了常用室内岩芯实验与矿场试验的差别,室内岩芯多使用一维或二维的,其流体流动趋向线性流,而实际上油田生产时其流体流动是径向流,两种流动方式对注入压力上升幅度影响程度不同,因此就具有扩大波及体积作用的三元复合驱来说,目前常用的岩芯实验驱油机理上不能完全代表矿场试验,所以在进行机理研究时应该用径向流岩芯实验来模拟研究矿场试验。     

大庆油田三元复合驱驱油机理研究

从水驱后的残余油图象与三元复合体系驱替后的图象对比及残余油驱替过程入手,深入剖析了残余油在水驱和三元复合驱过程中的受力变化情况,阐明了各种残余油被三元复合体系驱替的内在原因：三元复合体系使油水之间界面张力降低和介质润湿性改变而引起的毛细管力和粘附力大大降低,甚至使毛细管力由阻力变为驱油动力,是三元复合驱驱替柱状残余油和簇状残余油的主要机理;三元复合体系降低粘附力和内聚力的作用是驱替膜状残余油的内在