聚/表二元复合体系配方优选及其驱油效果评价

以大庆喇嘛甸油藏地质特征和流体为研究对象,开展了聚/表二元复合体系组成对驱油效果的影响研究。结果表明,在等药剂费用且固定聚合物质量浓度(2200 mg/L)的条件下,在适当浓度范围内,随表面活性剂浓度增加和碱浓度降低,驱油剂视黏度增加,界面张力逐渐增加;与碱/表/聚三元复合体系相比,聚/表二元复合体系阻力系数和残余阻力系数较大,液流转向能力较强,但当表面活性剂加量过高(2.0%)时,阻力系数和残余阻力系数降低。表面活性剂质量分数由0.5%增至5.0%时,聚/表二元复合驱采收率增幅先增加后降低,在表面活性剂加量为1.5%时达到最大值22.5%;"产出/投入"比由6.7降至0.8。当表面活性剂加量在0.5%~1.5%时,二元复合驱技术经济效果较好。碱加量由0.4%增至1.2%时,聚/碱二元复合驱采收率增幅由14.2%降至9.9%。聚/表二元复合体系优选配方为聚合物质量浓度2000 mg/L,表面活性剂质量分数0.5%~1.5%。     

聚/表二元体系组成优化及驱替特征实验

针对大港油田港西三区油藏特点、开发现状和存在问题,在深入调研聚/表二元复合驱驱油机理和理论基础上,以物理化学、高分子材料学和油藏工程为理论指导,以化学分析、仪器检测和物理模拟为技术手段,以港西三区储层条件为对象开展了聚/表二元复合驱特征实验.结果表明:随表面活性剂质量浓度增加,二元复合驱采收率增加,但增幅较小,合理表面活性剂质量浓度为2.0 g/L;随聚合物质量浓度升高,聚合物驱和二元复合驱采收率增加,但增幅较小,合理聚合物质量浓度约为1.5 g/L;随聚合物质量浓度增加,二元复合体系流度控制能力对采收率贡献率增加,但增幅逐渐趋于稳定;在影响采收率2个基本要素中,驱油剂流度控制能力对采收率的贡献率要远大于洗油效率的贡献率.     

等成本下聚合物及凝胶驱油效果

聚合物驱、凝胶驱是我国陆上油田最主要的两种驱油体系,为考察等成本条件下聚合物和凝胶驱的驱油效果,采用三联填砂岩心管,模拟了不同浓度的聚合物驱、凝胶驱及聚合物-凝胶组合驱的采收率增幅,以及聚合物-凝胶交替注入工艺对采收率增幅的影响。研究结果表明:对于较均质油藏,相同药剂成本的低浓度聚合物驱、高浓度聚合物驱、低浓度凝胶驱及聚合物-凝胶组合驱采收率增幅差异不明显,单纯高浓度凝胶驱采收率增幅略小;对于非均质油藏,等成本凝胶驱及凝胶-聚合物驱组合采收率增幅明显大于单纯的聚合物驱或凝胶驱,其中凝胶-聚合物组合驱采收率增幅最大。等成本的凝胶-聚合物组合驱交替注入对采收率增幅有显著影响,其中凝胶-聚合物组合驱4次交替注入采收率增幅最明显。图3表2参10     

无碱二元驱提高原油采收率技术在辽河油田的应用

针对辽河油田区块的油藏条件,在室内进行了无碱表面活性剂/聚合物复合二元驱提高原油采收率的研究。对聚合物(P)进行了基本参数的检测,确保聚合物达到驱油聚合物的行业标准;对3种表面活性剂YD,J16,BH进行了筛选,优选出对该地层原油具有最佳降低界面张力效果的表面活性剂YD;将筛选出的表面活性剂与聚合物复配组成二元体系,并得出最佳配方:0.16%P+0.15%YD。筛选出的二元体系可以使油水界面张力降至<10-3mN/m,并具有长期稳定性,采用无碱二元驱可以大幅提高原油采收率,增幅>10%。     

聚合物/表面活性剂复合体系在稠油油藏孔隙中的微观驱油过程

为了定性研究聚合物/表面活性剂复合体系对稠油的驱替效果,用显微镜观察复配体系在均质微观玻璃模型中的驱油过程,通过图像处理技术分析图像中的残余油分布情况、计算采收率,分析了复合体系的微观驱油机理,并与表面活性剂、聚合物和水驱驱油进行了对比。结果表明,水驱采收率最终可达56.94%,残余油主要存在形式为柱状、油滴状、膜状、盲端油、簇状等;表面活性剂驱残余油主要以盲端残余油、簇状残余油的形式存在于孔隙中,1%阴离子型表面活性剂(BCJ-11)驱后采收率增幅为29.46%;聚合物驱残余油主要以油丝、油膜的形式存在,注入100 PV 1500 mg/L部分水解聚丙烯酰胺(C6725)后的采收率增幅为22.12%;复合驱残余油的存在形式为油膜,1500 mg/L C6725和0.8%BCJ-11组成的复配体系驱替后的采收率增幅为34.59%。对束缚在孔隙中的几类残余油,聚合物/表面活性剂驱油体系具有的黏弹性和低界面张力可以使油相界面形成细丝状不断运移。复合驱油体系驱替残余油波及范围大,波及区域的洗油效率高。     

稠油油藏污水活性碱/聚二元复合驱室内试验研究

羊三木油田碱/ 聚驱先导试验存在现场污水配制碱/ 聚二元复合驱体系时出现结垢堵塞地面管线、聚合物严重降解等问题，为此开展了污水配制新型碱/ 聚合物二元复合驱体系研究。采用抗钙镁结垢能力强、降低界面张力幅度大的活性碱与污水聚合物匹配，分析在污水配制条件下，不同碱型与聚合物匹配的驱油能力，以及在原油黏度高达530 mPa·s 时能否继续开展二元复合驱的问题。研究结果表明 :原油黏度为530 mPa·s，污水配制活性碱/ 聚合物二元复合体系溶液黏度为45 mPa·s 时，油水界面张力达到10－3 数量级，活性碱/ 聚合物二元复合驱比纯水驱提高采收率17% 以上；在原油黏度确定及油水界面张力已降至超低值时，超过碱/ 聚二元体系溶液浓度技术临界点后，即使继续增加溶液黏度，采收率也不会大幅度增加。该研究为普通稠油油藏注水开发后期化学驱提高采收率提供了新型有效的技术手段。     

聚驱后残留聚合物对提高采收率的影响

聚驱后残留的聚合物对进一步提高采收率存在着影响。通过工业化注聚区块和取心井岩样资料,分析了油层中残留聚合物的分布特征,在此基础上利用物理模拟实验研究了残留聚合物在平面上的分布特征及聚合物残留量对进一步提高采收率方法的影响。结果表明:聚驱后仍有60%的聚合物残留在地下,强水洗段残留聚合物较少,中弱水洗段较多;后续水驱段塞越小,岩心中残留的聚合物越多,对聚驱后二元复合驱进一步提高采收率的辅助作用越强,聚合物协同二元体系更好地封堵了高渗层,由此扩大了波及体积,进一步提高了聚驱后采收率。     

无碱二元复合体系驱油特性研究

针对高温高盐油藏化学驱的需要,研究了一种无碱二元复合驱油体系。该驱油体系由0.175%缔合聚合物和0.2%高界面活性表面活性剂组成。抗温抗盐性能评价试验表明,在矿化度30000mg/L和温度75℃以下,该体系可以同时获得40mPa.s以上的粘度和超低界面张力。非均质岩心模拟驱油试验证实,水驱达到含水70%时,该二元体系可以继续提高34%的采收率。在化学驱阶段,二元复合驱和聚驱可以获得大致相当的采收率,并且在后续水驱阶段还可以额外贡献约6%的采收率。同时发现采用缔合聚合物的聚驱和二元复合驱有两个明显的含水漏斗。     

一类油层聚驱后高浓度驱和二元驱的室内评价

室内实验表明,提高聚合物溶液浓度能提高其黏弹性,弹性越大则驱油效率越高.加入表面活性剂可以使聚合物溶液的黏弹性得到改善,更有助于提高体系的波及体积;同时表活剂能与原油形成较低的界面张力,能有效地启动残余油的运移,也能借助高浓度聚合物缓慢向前推进,形成"油墙",提高驱油效率.室内岩心驱油试验结果表明:在恒速注入条件下,聚驱后采用高浓度聚合物驱和高浓度聚合物/表活剂的二元体系,采收率均能提高10%左右.     

提高高温高矿化度低渗油藏水驱开发效果研究

针对印度尼西亚Sungai Lilin油田油藏岩石渗透率低、温度高和注入水矿化度高等特点,以渗流力学为理论基础,通过仪器检测和物理模拟,研究了聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元复合体系在低渗油藏环境下的渗流特性及其影响因素,考察了岩心渗透率、注入时机、驱油体系和驱油剂组合方式对驱油效果的影响。二元复合体系中,部分水解聚丙烯酰胺相对分子质量400×104,浓度300 mg/L,SUN非离子型表面活性剂质量分数0.2%。结果表明,在溶剂水矿化度较高和岩心渗透率较低时,二元复合驱油体系的阻力系数和残余阻力系数大于聚合物溶液。采用二元复合体系可以大幅提高原油采收率,并且岩心渗透率越大、注入时机越早,采收率越高。注入0.57 PV二元复合体系时的采收率增幅为17.8%。推荐二元复合体系段塞尺寸为0.38 0.57 PV,考虑到油藏非均质性比较严重,建议在二元复合体系主段塞之前添加Cr3+聚合物凝胶(聚合物浓度300 mg/L,聚铬质量比270∶1)前置段塞,段塞尺寸0.05 0.08 PV。表5参15     

低界面张力氮气泡沫驱提高采收率实验

通过泡沫综合性能评价及油水界面张力测试,优选了低界面张力氮气泡沫体系,优化了注入参数,对比了泡沫驱、聚合物驱、低交联聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱提高采收率的效果,并模拟现场油田进行了聚合物驱和聚合物/表面活性剂二元复合驱后低界面张力氮气泡沫驱实验。优选的低界面张力氮气泡沫体系配方为:0.3%复合起泡剂(椰油酰胺甜菜碱DK+烷基醇胺PM(5∶1))+0.1%稳泡剂PA(天然高分子衍生物),该体系与原油间的界面张力为0.0531 m N/m,泡沫综合指数Fq为10312.5 m L·min;最佳气液比为1.5∶1,注入方式为共混注入,注入速度72 m L/h。驱油实验表明,该低界面张力氮气泡沫驱体系的驱油效果(提高采收率11.4%)优于表面活性剂/聚合物(SP)二元复合驱(提高采收率9.61%)、低交联聚合物驱(提高采收率7.13%)、聚合物驱(提高采收率6.37%);在模拟该油田水驱(采出程度36%)、聚合物驱(采出程度45%)及二元复合驱(采出程度47%)后,低界面张力氮气泡沫驱仍可提高采收率10.8%。     

聚合物驱后利用OCS表面活性剂/聚合物二元体系提高采收率的研究

为进一步提高河南双河油田聚合物驱后原油采收率，进行了聚合物驱后利用OCS表面活性剂／聚合物二元体系驱油性能的研究。结果表明，OCS表面活性剂／聚合物二元体系是一种高效驱油剂，聚合物驱后利用OCS表面活性剂／聚合物二元体系可以进一步提高原油采收率。利用交联聚合物与OCS表面活性剂／聚合物二元体系相结合进行驱油的实验结果表明，聚合物驱后先用交联聚合物进行调剖，再注入OCS表面活性剂／聚合物二元高效驱油剂，提高采收率的效果更好。     

非均相复合驱油体系驱替特征研究

针对聚合物驱后油藏缺乏有效提高采收率接替技术的问题,研发了新型非均相聚合物驱油剂PPG产品。通过长岩芯驱替实验考察了PPG产品的运移能力;利用微观物理模型对比了聚合物驱后油藏条件下二元驱与PPG驱的驱油效果。结果表明,聚合物驱后再用PPG驱波及能力最强,聚合物驱后再用二元驱的洗油效率高。将两种体系叠加,配制PPG与聚合物及表面活性剂形成的非均相复合驱油体系,在聚合物驱后再用非均相复合驱油体系驱可进一步提高采收率达10％以上。     

表面活性剂/聚合物二元复合体系驱油效果研究

针对大庆油田应用的新型表面活性剂/聚合物二元复合体系,开展了微观仿真模型驱油实验和岩心驱油实验研究;对比了水驱油后聚合物溶液驱油、表面活性剂溶液驱、无碱表面活性剂/聚合物（SP）二元复合驱体系驱油3种方案的驱油效果,研究了SP二元复合体系界面张力和乳状液的含水率对其驱油效果的影响规律。研究表明:SP二元体系的驱油效果明显好于聚合物溶液和表面活性剂溶液的一元体系,人造岩心水驱油后,开展SP二元复合体系驱油提高采收率17.50%;人造岩心水驱后聚驱,再开展SP二元复合体系驱油提高采收率10.10%。该研究对指导SP二元复合体注入方案设计具有重要意义。     

泡沫加二元复合体系提高采收率技术试验研究

通过物理模拟试验研究了聚合物驱油体系、泡沫复合驱油体系、二元复合驱油体系及泡沫与二元的复合体系提高采收率的能力、驱替过程中产出液含水变化及注采压差变化。试验证明,泡沫加二元复合驱油体系集合了泡沫及二元驱油体系的特点,具有强调及强洗的双重作用,泡沫的高视粘度及选择性封堵提高了驱油体系的波及面积,二元体系的高界面活性提高了驱油效率,减少了油藏的残余油的存在,使泡沫体系更稳定,多种组份相互作用,使驱油效果最大化;注入0.3PV复合段塞,综合采收率提高33.7%,提高采收率效果明显好于单纯的聚合物驱、二元驱及泡沫复合驱,在注入相同段塞条件下能够增加采收率4%～13%。     

聚合物驱后凝胶与化学剂交替注入的驱油效果研究

聚合物驱后油藏仍有大量剩余油残留其中,为探讨进一步提高聚合物驱后油藏的原油采收率的方法,利用人造非均质大平板岩心,开展了凝胶与聚合物、凝胶与聚合物/表面活性剂二元复合体系(简称聚表二元体系)多轮次交替注入的驱油效果研究。结果表明,交替注入0.26 PV凝胶与0.39 PV聚表二元体系进行驱油实验,采出程度可在聚合物驱采收率基础上提高11.29%,凝胶与聚合物溶液交替注入驱油阶段采出程度可提高7.10%,说明凝胶与聚表二元体系交替注入驱油技术对聚合物驱后剩余油的进一步挖潜更具潜力,但与凝胶与聚合物交替注入驱油技术相比,其成本相对较高。在现场进行实际技术优选时应综合考虑成本及市场原油价格等因素。     

OIL FLOODED EFFICIENCY IN ALTERNATIVE INJECTIONS OF LOW-TENSION AND FOAM SYSTEMS

为充分发挥二元低张力体系提高驱油效率和二元泡沫体系扩大波及体积的作用,开展了聚合物驱后二元低张力体系与二元泡沫体系交替注入方式提高采收率室内实验研究.采用气流法筛选出的CYL表面活性剂发泡能力强,与无碱表面活性剂具有良好的配伍性.通过界面张力评价实验测得HLX表面活性剂具有较低的界面张力,而且CYL表面活性剂对HLX表面活性剂降低界面张力的能力影响较小.选择CYL为二元泡沫体系的起泡剂、HLX为二元低张力体系的表面活性剂进行聚合物驱后提高采收率实验.通过实验得出,聚合物驱后纯二元泡沫体系的采收率平均值为7.84％,纯二元低张力体系的采收率平均值为5.87％;而边调剖边驱油(0.05 PV的二元泡沫体系+0.05 PV氮气+0.1 PV的二元低张力体系)交替3次的注入方式的采收率平均值为14.22％,该体系在天然岩心中的采收率平均值为12.26％.聚合物驱后,采用边调剖边驱油的注入方式,可以取得良好的效果.     

喇嘛甸油田泡沫复合驱油效果室内研究

多元泡沫复合体系由聚合物、碱、表活剂、天然气组成.喇嘛甸油田聚合物驱取得了较好的效果,但仍有50%左右的剩余储量.为进一步提高聚驱后采收率,在喇嘛甸油田开展了聚驱后泡沫复合驱现场试验.在试验中,通过对表活剂种类及浓度的筛选、碱浓度的筛选、聚合物体系对性能的影响以及水质对泡沫体系性能的影响等研究,初步确定了泡沫体系配方.通过室内岩心驱油实验,研究了聚合物相对分子质量、气液比、注入速度、注入方式等对泡沫体系聚驱后驱油效果的影响,为矿场试验提供了有效的依据与指导.     

聚驱后SDCM-1/聚合物二元复合体系提高采收率研究

表面活性剂 SDCM-1为天然羧酸盐的氧乙烯基化产物.用矿化度4.5 g/L的矿化水配制的SDCM-1溶液,与孤岛河滩区原油之间的最低界面张力(70℃),在SDCM-1浓度大于1.0 g/L时达到10-4 mN/m数量级.2.0 g/LSDCM-1 1.6 g/L HPAM溶液黏度超过原油黏度(70℃),与原油间的界面张力(70℃)在56 min时可降至稳定的最低值3.2×100mN/m,此即为所选二元复合驱配方.在岩心驱油实验中,水驱后、注聚后(1.6mg/L,0.3 PV)、注二元复合体系(0.3 PV)并水驱后采收率分别为42.31%,5.21%,18.07%.在平板夹砂模型上采用相同工艺驱油,按所撮图像驱替面积测算各驱替液波及体积,注入水为51%,聚合物为48%,0.1、0.2、0.3 PV二元复合体系分别为54%、60%、64%,后续注入水为68%;用软件计算的水驱、注聚后、二元复合驱并水驱采收率,分别为44%,8%,16%.该体系是可用于聚驱后油藏的高效表聚二元复合驱油体系.图9表1参14.     

大庆油田"三元""二元""一元"驱油研究

“大庆油田驱油用烷基苯磺酸盐的合成”项目的研究工作,从分子水平上基本掌握和控制了三次采油用的烷基苯磺酸盐的结构,并取得了拥有自主知识产权的系列产品,产品性能与国外ORS-4l产品相当。通过选择合适的表面活性剂二元前置段塞,获得了低界面张力的二元体系,减少了三元复合驱的油水乳化。通过三元配方中加入防垢剂减少甚至防止油层结垢。表面活性剂聚合物二元复合体系可以最大限度发挥聚合物的粘弹性,减少乳化液处理量,彻底清除由于碱的存在引起的地层及井筒结垢现象,在化学剂成本相同的情况下,可以达到与三元体系相同的驱油效果。大庆油田一元驱——高浓度聚合物提高采收率研究及矿场实验取得了满意的效果,在提高采收率幅度上与三元复合驱的结果完全接近。尤其重要的是,在驱油效果相当的情况下,高浓聚合物驱经济合理性优于三元复合驱。试验室研究和矿场生产试验表明：高浓度聚合物驱和三元复合驱适合于高渗透的低温油藏;其中高浓度聚驱更适合于非均质严重的油藏;三元复合驱适合于非均质不太严重的油藏;二元复合驱更适合于高、中渗透的中温和低温油藏;活性剂驱更适合于低渗透油藏和比较均匀的中渗透油藏。大庆油田研制的三元、二元、一元驱现场试验证实采收率提高值均达到20％以上。