聚合物驱采收率影响因素研究

在孤岛油田条件下,通过室内物理模拟驱油实验,研究了影响聚合物驱效果的3种主要因素,包括水油黏度比、地层渗透率、聚合物用量,对聚合物驱的基本参数进行了优化。实验结果表明,当地下原油黏度为50.7mPa.s时,聚合物驱的合理水油黏度比区间为0.06～0.6;聚合物驱提高采收率的最佳地层渗透率为2.0μm2;水驱之后转注浓度为3000mg.L-1的聚合物段塞对提高采收率有较大影响,采收率增幅随着聚合物段塞体积的增大逐渐变小,同时聚合物的吨增油量有所下降。     

胜坨油田聚合物驱优化控制条件研究

针对胜坨油田油藏条件,选用抗温耐盐聚合物恒聚Ⅱ作为驱油聚合物,通过室内填砂管物理模拟驱油实验,研究了水油黏度比、渗透率、聚合物用量3项参数对聚合物驱效果的影响。研究结果表明:在模拟原油黏度为20.0mPa.s时,聚合物驱的合理水油黏度比为0.8;最佳岩心渗透率为2.0μm2;在实验条件下,聚合物总用量相同时,聚合物溶液浓度越高,提高采收率幅度越高;水驱之后转注质量浓度为3000 mg/L的聚合物段塞时,采收率增值随着段塞尺寸的增大而增加,但增加的幅度逐渐变小。图4表2参7     

弱碱ASP在Ⅲ类油层中长距离运移的采收率效果评价

为了评价弱碱三元复合驱(ASP)在Ⅲ类油层长距离运移过程中提高采收率效果及影响因素,采用自主设计制造的30 m填砂长管物理模型进行弱碱三元复合体系驱油实验,对实验的驱油动态、黏度变化、界面张力变化、残余油分布规律进行研究。结果表明:在平均渗透率为105.94×10~(-3 )μm~2的Ⅲ类油层中的填砂物理模型中,弱碱三元复合驱能有效地注入到地层中,提高采收率幅度比水驱采收率高17.06%;黏度在近井地带提高采收率效果最好;弱碱三元复合体系的超低界面张力在地层中仅仅维持8.9 m;地层近井地带残余油较少,残余油在地层中深部区域大量聚集,这与弱碱三元复合体系在地层的黏度和界面张力变化有关。     

双河油田Ⅶ1-3单元高温聚合物性能实验与评价

为了保证双河油田Ⅶ1-3单元高温聚合物驱取得成功,通过实验评价了影响耐温聚合物溶液黏度的各种因素,实验结果表明,耐温聚合物BHY适合作为双河油田Ⅶ1-3单元高温聚合物驱用剂;推荐聚合物最佳注入浓度为1 500 mg/L、注入段塞量为0.4~0.6 PV;在最佳注入参数下,对于渗透率为600×10-3μm2的均质岩心,聚合物驱室内驱油实验可提高采收率17.75个百分点;在渗透率极差为3的双管并联驱油实验中,可提高采收率10.57个百分点。     

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。     

高30断块油藏S/P二元复合驱室内实验研究

针对高30断块砂岩油藏,筛选和评价了表面活性剂/聚合物(S/P)二元复合驱油体系。结果表明,表面活性剂CDS-1在有效浓度(0.025%~0.300%)低而宽的范围内,体系与原油的界面张力可降到能大幅度提高驱油效率的10-2mN/m数量级;当疏水缔合聚合物HNT201-3浓度为1 250 mg/L、CDS-1浓度为0.05%时,体系在地层条件下的表观黏度可达72.37 mPa.s。在模拟油层渗透率及非均质变异系数的岩心上,注入0.30 PV二元复合体系及0.10 PV聚合物保护段塞时,可比水驱提高采收率20.91%OOIP。     

乳液型聚合凝胶调驱体系性能评价

为了提高海上油田的驱油效率、满足海上平台作业要求,通过测定乳液型聚合物溶液和凝胶体系的黏度随时间的变化,得到适合海上油田深部调驱的乳液型聚合物凝胶体系;通过长度为1 m的填砂模型封堵实验和均质岩心驱油实验,研究乳液型聚合物凝胶的封堵性和驱油效果。结果表明,乳液型聚合物的稳定性较好,溶液放置31 d后的黏度保留率为71.15%。由两种酚醛类交联剂和乳液型聚合物组成的聚合物凝胶成胶时间为8 d,成胶黏度为911 mPa·s,稳定性良好。水驱和聚合物驱注入速率为5 m/d时,填砂模型封堵效果相对较好,沿程封堵率均超过90%。岩心驱油实验中,渗透率5000×10~(-3)μm~2岩心的采出程度增幅比渗透率为1000×10~(-3)μm~2和3000×10~(-3)μm~2的岩心高12.46%和3.83%,聚合物凝胶体系可以进入油藏深部实现高渗条件下的深部调驱,改善水驱效果。图4表4参19     

GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF OIL RESERVOIRS FLOODED BY WATER AND POLYMER

油藏地球化学研究是水驱综合挖潜、聚驱精细调整开采剩余油的基础,采集萨尔图油田北一断西区聚合物驱前后2口小井距对比检查井的葡一组油砂样品51件,通过岩心分析获得油藏剩余油黏度、流度、含油饱和度、驱油效率等实验数据.实验研究结果表明,水驱后和聚合物驱后油藏剩余油黏度、流度、含油饱和度、驱油效率分布都呈现一定的非均质性特征,聚合物驱后较水驱后油藏剩余油变稠,剩余油开采潜力明显降低,驱油效率显著提高,驱油效率和含油饱和度的非均质性减弱;聚合物驱技术能够提高各种物性油藏的驱油效率,水驱技术能够提高高中低渗透油层的驱油效率,但在特高渗透油层则“无效循环”且随渗透率增大呈下降趋势;提高水驱油藏驱油效率的方法是降低剩余油黏度或提高水驱溶液的黏度即加入黏稠化学剂;提高聚合物驱油藏驱油效率的方法是降低剩余油黏度、提高聚合物驱溶液黏度或改善油层物性.     

低渗透油藏聚合物驱启动压力梯度的表征

为研究低渗透油藏聚合物驱启动压力梯度对渗流规律的影响, 通过稳态压差-流量法和毛细管平衡法, 研究了水驱油至残余油状态时岩心渗透率和聚合物溶液黏度对聚合物驱渗流曲线的影响, 建立最小启动压力梯度、 拟启动压力梯度与体系黏度、 岩心渗透率和流度的量化关系。结果表明, 在相同渗流速度下, 随着岩心渗透率降低、 体系黏度增加, 聚合物驱压力梯度增大; 随着体系黏度增加、 岩心渗透率或流度降低, 聚合物驱的最小启动压力梯度和拟启动压力梯度均增大, 且都大于相同条件下的水驱启动压力梯度值; 拟启动压力梯度与流度关系曲线的拐点为 17.89×10^-3μm²/mPa· s, 低渗透油藏进行聚合物驱的渗透率下限为 10×10^-3μm²。水驱拟启动压力梯度方法可以用于表征聚合物驱渗流曲线的拟启动压力梯度。图 9表1参 14     

岩心渗透率对复合驱油效率影响的实验研究

实验三元复合驱替液由10.0 g/L NaOH、3.0 g/L表面活性剂ORS-41、1.0 g/L聚合物1275A组成,用矿化度4.456 g/L的大庆油田平均地层水配制,45℃下与大庆脱气原油间的动态界面张力平衡值为1.2×10^-3mN/m,瞬时最低值为2.4×10^-3mN/m,黏度为19.0 mPa·s。在气测渗透率在0.017×10^-3-687×10^-3μm^2含油饱和度在42.37%-68.05%的21支人造均质砂岩岩心上,水驱之后注入0.2 PV复合驱替液并恢复水驱,测定水驱后采收率增值,表示复合驱替液的驱油效率。驱油效率-渗透率曲线为典型的S形曲线,渗透率≤1.56×10^-3μm^2≥16.2×10^-3μm^2采收率增值变化很小,渗透率从5.5×10^-3μm^2至16.2×10^-3μm^2,采收率增值由9.76%猛增至21.00%。在本实验条件下,16.2×10^-3μm^2复合驱岩心的临界渗透率值,该复合驱替液适用于渗透率≥16.2×10^-3μm^2油藏。用驱替压力梯度与孔隙半径（毛管半径）之间的关系和聚合物分子线团回旋半径与孔隙半径的配伍性解释了这一实验结果。图2表2参8。     

Research into polymer injection timing for Bohai heavy oil reservoirs

Polymer flooding has been proven to effectively improve oil recovery in the Bohai Oil Field. However, due to high oil viscosity and significant formation heterogeneity, it is necessary to further improve the displacement effectiveness of polymer flooding in heavy oil reservoirs in the service life of offshore platforms. In this paper, the effects of the water/oil mobility ratio in heavy oil reservoirs and the dimensionless oil productivity index on polymer flooding effectiveness were studied utilizing relative permeability curves. The results showed that when the water saturation was less than the value, where the water/oil mobility ratio was equal to 1, polymer flooding could effectively control the increase of fractional water flow, which meant that the upper limit of water/oil ratio suitable for polymer flooding should be the value when the water/oil mobility ratio was equal to 1. Mean while, by injecting a certain volume of water to create water channels in the reservoir, the polymer flooding would be the most effective in improving sweep efficiency, and lower the fractional flow of water to the value corresponding to D Jmax. Considering the service life of the platform and the polymer mobility control capacity, the best polymer injection timing for heavy oil reservoirs was optimized. It has been tested for reservoirs with crude oil viscosity of 123 and 70 mPa s, the optimum polymer flooding effectiveness could be obtained when the polymer floods were initiated at the time when the fractional flow of water were 10 % and 25 %, respectively. The injection timing range for polymer flooding was also theoretically analyzed for the Bohai Oil Field utilizing relative permeability curves, which provided methods for improving polymer flooding effectiveness.     

聚合物驱效果影响因素关联性及适应性分析

聚合物驱是一项复杂而且具有多目标性的系统工程,对聚合物驱影响因素进行排序对聚合物驱的实施调整有一定指导意义。将聚合物驱看成灰色系统,用灰色关联分析的方法分析各种影响因素对聚合物驱效果的关联度,确定出影响措施效果的主要因素。统计了河南油田8个已注聚区块的开发效果，选取了渗透率变异系数，地层温度等9个因素作为主要影响因素，经灰色关联分析得出,该油田聚合物驱效果影响因素影响程度从大到小排序:注入速度＞地层温度＞渗透率变异系数＞地层水矿化度＞注入孔隙体积＞段塞尺寸＞地层渗透率＞原油黏度＞聚驱前含水。建立了典型模型，针对主控因素对聚合物驱的适应性进行了分析，结果表明,随着注入速度的增加，聚合物驱提高采收率幅度降低；聚合物工作黏度对开发效果的影响曲线呈明显的二段式分布；渗透率变异系数在0.7附近时聚合物驱效果最佳。     

陆相沉积多层非均质油藏聚合物驱层系组合界限研究

原油黏度高及储层非均质性强是影响海上油田聚合物驱开发效果的重要因素。本文采用双管并联物理模拟实验,研究了多层非均质油藏在不同注聚时机、不同注聚速度下,聚合物溶液在不同渗透率级差岩心中的分配比例,分析了岩心渗透率级差对高、低渗透层和总的采收率的影响。实验结果表明,多层聚合物驱的合理渗透率级差在5~6范围内,聚合物驱改善储层纵向非均质性较理想,能获得较高的采收率。研究结论为确定多层非均质油藏的聚合物驱合理层系组合界限提供了实验和应用依据。图9表3参8     

用核磁共振成像技术研究聚合物驱油过程

采用核磁共振成像技术,在接近实际地层条件的三层非均质物理模型中,可视化地研究了不同大小聚合物段塞的驱油过程,获得了聚合物段塞运动的三维核磁共振图像,同时还研究了聚合物注入前后孔隙利用系数的三维变化情况.结果表明:聚合物段塞注入过程中,高渗层的采出程度得到进一步提高,注入一定体积的聚合物溶液后,中、低渗层才开始见效;聚合物段塞注入后的继续注水过程中,低渗层的采出程度有大幅度提高,同时,高、中渗透层也有所提高;三维核磁共振成像还表明,聚合物溶液注入后,模型孔隙利用系数明显提高,孔隙利用系数提高的幅度与孔隙注入端之间的距离有关;在非均质模型中,聚合物溶液能改善水油流度比,提高油层内部水驱微观波及系数和宏观波及系数从而提高驱油效果.     

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水气交替注入（ＷＡＧ）是两种传统采油方法的综合,是二次采油和三次采油中颇具潜力的一种方法。由于高粘度的水趋向于在高渗层形成屏蔽,而使气体进入油气藏基岩层或低渗层,提高了气体的驱扫效率。通过层状二维剖面模型的模拟研究,证明了在层状凝析气藏中水气交替注入的采收率比循环注气的采收率高,根据全组分模拟器模拟结果可知：水气比、不同的注入采塞、渗透率和残余气饱和度对凝析渍打收率的影响非常明显;崦注入次序、注入     

七东1低渗砾岩油藏聚合物驱配方设计及应用*

为提高砾岩油藏采收率,针对七东1区砾岩低渗储层强非均质性、水驱采出程度低、剩余油饱和度较高等特点,在七东1区实施聚合物驱。通过理论计算、聚合物注入性及流动性分析、天然岩心驱油实验,对聚合物相对分子质量和注入浓度进行了筛选,并在七东1区进行了矿场应用。结果表明,七东1区低渗砾岩储层可注入浓度不高于1000 mg/L、相对分子质量400×10~4以下的聚合物,采收率可提高4%数9%。针对低渗透油藏特点,形成了驱油体系与油藏流体等黏驱替流度控制技术。试验区于2016年1月全面注入相对分子质量为350×10~4、质量浓度为800 mg/L的聚合物溶液。截至2019年2月,聚合物驱阶段产油8.01×10~4t,阶段采出程度14.5%,降水增油效果明显。图6表6参14。     

聚合物驱组合段塞分注实验研究

萨尔图油田南二区东部140号断层以东地区葡I1-4油层,以多段多韵律和正韵律沉积为主,平均孔隙度30.0%,平均空气渗透率1 980×10-3μm2。水驱结束时该油层平均含水92%,采出程度39.5%。计划对该区块实施聚合物驱开采。以往经验认为,组合段塞调整注聚技术能够有效改善流度控制作用。然而对组合注入情况下如何进一步提高驱油效果、注入井分注时机、层段注入强度对开发效果有何影响却很少探讨。通过室内驱油实验,在聚驱的组合段塞注入不同时机(水驱空白阶段、含水下降阶段、含水稳定阶段、含水回升阶段)下调整注入强度实施分注以及在含水回升分注基础上进一步调整注入强度,同时对比不分注实验,评价各方案驱油效果。实验表明:不实施分注时聚驱采收率在水驱基础上提高了19.07个百分点,而组合段塞注入时实施分注均能够在不分注基础上进一步提高驱油效果;空白水驱时实施分注采收率提高幅度最大,为26.55个百分点;随着分注时机的滞后采收率提高幅度增加值依次递减,分注时机越早越好。     

聚合物驱多段塞交替注入方式及现场应用

针对目前低渗透层动用程度低、部分聚合物驱区块注入困难、聚合物用量过大等实际问题,探索通过多段塞交替注入方式进一步改善聚合物驱效果,提高聚合物驱效益。应用物理模拟实验方法,对非均质油层依次交替注入不同粘度的聚合物段塞,使高、低渗透层驱替剂流度差异减小,实现高、低渗透层聚合物段塞尽可能同步运移。实验结果表明,合理的多个段塞交替注入驱油方案较单一段塞注入多提高采收率2%以上,节省聚合物用量约25%。将该注入方式应用于大庆油区4个试验区,结果表明,有效控制了含水率上升速度,综合含水率较预测值低0.8%,增加产油量1.4×10~4 t,节省聚合物干粉用量18.6%。多段塞交替注入方式是提高聚合物驱效率、降低聚合物用量的有效措施。     

三元复合驱的驱油特征研究

大量室内研究和矿场试验结果表明,在高效的表活剂条件下,三元复合驱是一种非常有效的三次采 油方法,具有良好的应用前景。文中应用数值模拟技术并结合室内研究,给出了三元复合体系不同界面张 力和粘度比条件下,在非均质油层中的驱油特征。分析结果表明,三元复合驱与聚合物驱相比,对油层非 均质性有更大的适用范围;对于非均质油层的三元复合驱,采用增加体系的粘度和降低体系的界面张力的 方式都能获得较好的提高采收率效果,但高粘度是获得好的提高采收率的关键;采取分层注入的方式,或 者在三元复合驱后对高渗透层进行封堵,能更有效地采出中、低渗透层的剩余油,进一步提高采收率。本 项研究对认识三元复合驱的驱油机理和编制调整矿场试验方案提供了重要依据。     

聚合物驱油机理和应用

利用研制的聚合物驱模拟器对纵向非均质、油水粘度比、润湿性、流变性、重力、转注时间、扩散、不能进入的孔隙体积、聚合物的增粘、吸附、降低渗透率能力等进行了模拟研究,得到了一些新认识。对某些条件非常不利的反韵律油层,聚合物驱可能不提高甚至降低采收率;油湿比水湿对聚合物驱有利是有条件的;在一定范围内,非均质系数愈大对聚合物驱是否愈有利而取决于非均质类型;影响聚合物驱最重要的因素是油藏非均质程度与类型、油水粘度比、润湿性、聚合物性能;地层温度和地层水盐浓度不高,中等原油粘度和平均渗透率较大的适度非均质正韵律油湿油藏是聚合物驱的理想油藏;注采速度对反韵律油层的影响比正韵律油层要大。