稠油油藏蒸汽——表面活性剂复合驱数值模拟研究

对稠油油藏蒸汽－表面活性剂复合区的渗流机理及所涉及的物理化学现象进行了研究,建立了完整的数学模型,提出了用Crank-Nicolson差分格式求解水相中浓度的新方法。运用自行研制的软件对一个油藏区块进行了模拟计算,并对复合驱渗流机理及复合驱驱油效果的因素进行了分析研究。结果表明,表面活性剂浓度对驱油效果的,影响取决于表面活性剂的界面特性和总用量,加入表面活性剂的时机对最终驱油效果影响不大,吸附量大的表面活性剂的驱油效果差。     

稠油热力-表面活性剂复合驱数值模拟研究

对稠油油藏热采添加表面活性剂复合驱过程中的主要物理化学现象进行了分析,考虑乳状液的生成和作用,建立了完整的热力—化学复合驱数学模型。运用自行研制的软件进行了理论模拟计算,并对复合驱渗流机理及影响开发效果的因素进行了分析。研究结果表明,表面活性剂性质、浓度等在很大程度上影响着复合驱的开发效果;乳状液的形成改善了流度比,调整了注采剖面,提高了稠油采收率。     

稠油热力——表面活性剂复合驱数值模拟研究

对稠油油藏热采添加表面活性剂复合驱过程中的主要物理化学现象进行了分析，考虑乳状液的生成和作用，建立了完整的热力一化学复合驱数学模型。运用自行研制的软件进行了理论模拟计算，并对复合驱渗流机理及影响开发效果的因素进行了分析。研究结果表明，表面活性剂性质、浓度等在很大程度上影响着复合驱的开发效果；乳状液的形成改善了流度比，调整了注采剖面，提高了稠油采收率。     

高温化学复合驱油方式优化评价研究

针对双河油田VI油组高温非均质油藏,使用油层砂充填长管模型,研究几种化学复合驱油体系中表面活性剂、聚合物、低度交联聚合物、有机碱以及交联剂之间的色谱分离特征。实验结果表明,95℃下三元复合体系流经填砂管时,聚合物最先突破,碱随后突破,表面活性剂的突破滞后最大;有机碱的加入能起到降低表面活性剂吸附的作用,而交联剂对于表面活性剂吸附影响不明显。根据色谱分离程度,采用层间非均质人工压制物理模型,对比评价了二元、三元复合驱油体系及几种组合驱油方式的驱油效果,优选出主段塞为有机碱三元复合体系、前后保护段塞为交联聚合物的驱油体系,水驱后可提高采出程度24.2%。该研究成果可以对高温非均质油藏三次采油的高效开发提供参考依据。     

弱碱三元复合驱驱油体系中表面活性剂浓度优选研究

在三元复合驱过程中,加入表面活性剂有助于提高原油的采收率.但是表面活性剂价格昂贵,而且表面活性剂对乳状液稳定性的影响随浓度变化而变化,因此为了得到合理的表面活性剂浓度,需要对几种不同方案进行对比研究.采用数值模拟与物理实验相结合的研究方法,在CMG数值模拟软件中,通过调整注入的三元体系中表活剂的浓度,对模拟区块进行预测,对比原油采收率及采出程度等指标,优选出最佳的表面活性剂浓度.与此同时,在室内利用不同表活剂浓度的三元复合溶液对人造岩心进行驱油实验,驱油实验的结果表明了数模结果的正确性.结果表明,原油采出程度随着表面活性剂在三元体系中浓度的增加而增加,表面活性剂在主段塞中合理的浓度为0.3%;在副段塞中合理的浓度为0.15%~0.2%;相比于增加副段塞中表面活性剂的质量分数,增加主段塞中表面活性剂的质量分数时,采收率的提高值更大,说明主段塞中表面活性剂的用量对驱油效果的影响更大.     

泡沫复合驱微观驱油特性分析

利用微观仿真光刻玻璃模型进行了驱油实验 ,对于亲水及亲油性不同的介质 ,利用图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号 ,然后采用图像分析技术对碱表面活性剂聚合物泡沫复合驱的微观驱油特性进行了分析。特别对泡沫的挤压与占据作用、乳化油滴渗流、泡沫的选择性堵塞作用的分析结果表明 ,多元泡沫复合驱油过程中形成 3个条带 :前沿条带是混气复合体系及乳状液渗流 ;中间条带既有前沿条带中的两种渗流 ,也有泡沫渗流 ;后沿条带无油 ,以泡沫渗流为主。泡沫对驱扫盲端残余油有很大的优势 ,大泡将小泡挤入盲端 ,小泡将盲端中的油挤出。泡沫也具有明显的选择性堵塞作用 ,被驱出的油相及乳化的油滴可沿着泡沫之间的液膜绕过泡沫向前运移 ,这对于开发非均质性油藏极为有利。     

热力—表面活性剂复合驱油研究

在稠油注蒸汽热采的过程中添加表面活性物质可以提高热采的开发效果,这种开发方式在油田现场已得到初步应用.对稠油油藏热采添加表面活性剂复合驱过程中的主要物理化学现象进行了数学描述,建立了比较完整的热力—化学复合驱数学模型;运用自行研制的软件对实际稠油油藏蒸汽驱、复合驱开发进行了模拟计算.研究表明:表面活性剂性质、浓度、注入总量等在很大程度上影响着复合驱的开发效果;在适当时机进行稠油复合驱开发,可以提高稠油采收率,并获得较好的经济收益.     

泡沫复合驱微观驱油特性分析

利用微观仿真光刻玻璃模型进行了驱油实验,对于亲水及亲油性不同的介质,利用图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号,然后采用图像分析技术对碱－表面活性剂－聚合物泡沫复合驱的微观驱油特性进行了分析。特别对泡沫的挤压与占据作用、乳化油滴渗流、泡沫的选择性堵塞作用的分析结果表明,多元泡沫复合驱油过程中形成3个条带;前沿条带是混气复合体系及乳状液渗流;中间条带既有前沿条带中的两种渗流,也有泡沫渗流;后沿条带无油,以泡沫渗流为主。泡沫对驱扫盲端残余油有很大的优势,大泡将小泡挤入盲端,小泡将盲端中的油挤出。泡沫也具有明显的选择性堵塞作用,被驱出的油相及乳化的油滴可沿着泡沫之间的液膜绕过泡沫向前运移,这对于开发非均质性油藏极为有利。     

S7断块油藏表面活性剂渗流行为及驱油机理

以SN油田S7块油藏为例研究了表面活性剂进入多孔介质后,在岩石/油/水这个复杂系统中的渗流、驱油过程。表面活性剂对残余油的作用机理分为乳化、运移、富集3个方面。低界面张力体系能使油珠分散,使油珠直径变小,使油珠易于流动。实验研究表明,注入表面活性剂后,相对渗透率曲线发生变化,水相曲线左移,液相渗透率明显提高,残余饱和度减少。     

不同采出程度下微生物采油效果分析

 为研究采出程度对微生物采油效果的影响,向不同采出程度的4组岩心中分别注入0.2倍岩心孔隙体积的接种有产表面活性剂菌、产聚合物菌的激活培养基。封闭岩心并置于油藏温度下对微生物进行培养。10d后再次对岩心进行驱替,用平板计数法检测水驱过程中产出液的菌体浓度变化。同时将采取微生物采油措施的岩心的驱油效率与不接种菌的岩心的驱油效率对照,观察采收率的提高幅度,发现采出程度不同时,驱替压力、菌体浓度、最终的驱油效率均不同。实验表明,采出程度导致的原油组分、油水体积比、油水渗流能力等参数的变化共同影响了微生物的生长繁殖及其代谢产物浓度和总量的积累,导致采收率提高的幅度随采出程度的提高呈先增大后减小的趋势。     

化学驱微观机理及体系优选实验研究*

通过微观仿真刻蚀模型,结合河南油田某区块的孔隙结构,在水驱基础上进行表活剂驱、聚合物驱、聚合物/表活剂二元驱。分析研究了每种驱替体系对水驱产生的盲端、膜状、吸附、簇(柱)状、孤岛状的启动机理,同时量化三种化学体系对各类剩余油在模型中的驱替效率。实验结果表明,盲端剩余油适合高黏聚合物体系,针对不同形状盲端不同界面张力的体系作用效果不同;孤岛状剩余油适合高黏体系,界面张力对其影响不大;吸附状剩余油适合聚合物体系的黏度为(10~20)m Pa·s,且降低体系界面张力有利于启动此类型残余油,但在模型中多会形成此类残余油;膜状剩余油在低黏度聚合物体系下即可以很好启动,适宜体系界面张力数量级在10-1~10-2之间;化学驱启动剩余油,后续油启动运移过程中易形成小径簇状油,其含量在剩余油中占的饱和度较大。     

高含水期油藏三次采油物理模拟评价

针对高含水期油藏三次采油评价困难的问题,在室内岩心驱替实验物理模拟高含水期油藏后期聚驱和复合驱驱油过程基础上,对聚合物驱不同段塞大小、不同段塞浓度的聚驱效果进行了模拟评价,得出：随聚合物注入PV数的增加,聚合物驱油效率增大,但增大幅度逐渐变小;随注入聚合物浓度的增加,聚合物驱油效率逐渐增大,其增大幅度逐渐变小。在此基础上,对辽河油田SH高含水油藏进行了聚合物驱和复合驱可行性评价,对比和分析了聚合物驱、聚合物-表活剂驱、聚合物-碱驱以及聚合物-表活剂-碱驱驱油效果,认为聚合物驱为该油藏最优的开发调整方式。     

稠油热/化学驱油技术现状及发展趋势

目前开采稠油的主要方法为蒸汽驱和蒸汽吞吐,但在蒸汽开采过程中,存在蒸汽超覆和气窜问题,从而减小了蒸汽波及体积;同时,受岩石-原油-水体系界面特性的影响,在蒸汽波及区域内有很大一部分稠油不能被剥离下来,即洗油效率低.为解决上述问题,发展了热/化学驱油技术.主要对稠油热/化学驱的最新研究成果进行了阐述.热/化学驱技术的主要作用机理为扩大热采波及体积、提高热采洗油效率以及降低原油黏度,主要包括热/碱复合驱、热/表面活性剂复合驱、热/聚合物复合驱及稠油井下改质技术.详细论述了每种开采技术的机理和特点,认为热/有机碱/表面活性剂复合驱与稠油井下改质技术是稠油开采的主要发展趋势.     

波及系数对稠油化学驱采收率的影响

为了研究稠油化学驱的影响因素,通过测定碱和表面活性剂复合体系与原油的界面张力、乳化能力和油膜收缩速率,得到了具有不同性能的配方,采用岩心驱替试验评价不同体系的驱油效率.结果表明,表面活性剂与稠油虽然可以达到超低界面张力,但是采收率不高,碳酸钠体系界面张力较高,但是采收率最高.分析表明:低界面张力体系虽然可以增大毛管数,提高洗油效率,但是在驱替过程中导致水驱通道内含油饱和度低,驱油剂窜进严重,波及系数较低;碳酸钠体系虽然没有达到超低界面张力,但是其乳化能力强,油膜收缩速率低,因而具有较大的波及系数,获得了较高的最终采收率.因此对于稠油油藏,提高驱油剂的波及系数对获得较高的采收率更为重要.     

乙醇胺提高延长稠油油藏聚/表二元驱采收率研究

针对延长稠油油藏的水驱后含水率上升的问题,通过室内实验方法,在原有聚表二元驱的基础上,研究一种适用于延长油田的有机碱,优选三元复合体系的配方;并通过物理流动驱油实验对三种化学驱油体系的驱油性能进行了分析和评价。结果表明:油藏的原油酸值为1.95 mg/g,适合进行三元复合驱的研究;筛选出的有机碱是乙醇胺,其能有效减低油水界面张力并对复合体系的黏度几乎没有影响,试验优化的三元复合体系的配方是:1 500 mg/L聚合物2 000 mg/L表面活性剂+3 500 mg/L乙醇胺。驱油实验表明:在均质岩心和三层非均质岩心模型中,与聚合物驱和聚表二元驱相比,三元复合驱都能提高原油的采收率,其中模拟油藏条件的三层非均质岩心条件下,采收率增值达13.38%,达到了控水增油的目的。     

低渗透油层超低界面张力化学驱油方式研究

针对目前低渗透油层水驱采收率较低的问题,在室内采用新型超低界面张力活性剂(SLB甜菜碱型)稀体系及其与相对分子质量为480万的聚丙烯酰胺复配体系,在人造低渗透均质圆柱状岩心中进行了8个方案的化学驱油方式对比研究.结果表明:对未开发或刚投入水驱的低渗透油层单独使用SLB超低界面张力活性剂驱油时,应先注活性水段塞,后进行水驱,方可获得较高的采收率;对已进行水驱且注入水接近突破的低渗透油层,在采出液含水率达98%以后,先注低分子量聚合物水溶液段塞,后注SLB超低界面张力活性水段塞,将比注入二者的复配体系段塞获得更高的采收率.     

稠油油藏化学降黏驱全耦合数值模拟方法

化学降黏驱是提高稠油采收率的新方法，现有的数值模拟方法不能准确描述降黏驱过程中各组分、相间的物理化学变化过程。因此，结合油水两相控制方程、降黏剂浓度传质方程及相关辅助方程，构建了封闭可解的全耦合化学降黏剂驱替流动控制方程组，通过物模实验获得了降黏剂溶液黏-浓关系、乳液黏度-含水率关系及降黏剂溶液与原油界面张力的辅助方程，采用有限体积方法进行求解，并对降黏驱数值模拟结果与实验结果进行了验证。所建立的模型可以表征降黏剂的控黏效果，在此基础上开展降黏驱数值化实验，明确了降黏剂浓度，注入速率，非均质性对降黏驱效果的影响。研究表明随着降黏剂浓度和注入速度的增加，采出程度逐渐增加，但采收程度增长率逐渐减小；平面非均质性会导致低渗区流体绕流进入高渗区，造成低渗区驱替效率低，而纵向非均质性会造成低渗层流体窜入高渗层，造成低渗层驱替效率低。该研究为稠油油藏降黏驱开发方式优化与调整提供了重要技术手段。     

稠油泡沫驱和三元复合驱微观驱油机理对比研究

为了研究稠油泡沫驱和三元复合驱的微观驱油机理,利用微观仿真玻璃刻蚀模型进行了驱油实验,通过图像采集系统将驱替过程的图像转化为计算机的数值信号,然后采用图像分析技术进行对比研究.结果表明,泡沫驱对稠油的微观驱油机理有乳化作用、贾敏效应和泡沫的挤压剪切作用,而三元复合驱主要还是通过聚合物对管壁剩余油、盲端剩余油的拉、拽作用达到剥离稠油的目的.泡沫驱和三元复合驱相比,泡沫驱具有贾敏效应,能够对水流大通道进行有效封堵,从而提高了驱替剂的波及系数.三元复合驱虽然对稠油也具有较强的乳化作用,但是未观察到乳化捕集作用从而引起波及系数的提高.由于波及系数的提高对于开发稠油油藏极为有利,因此泡沫驱对提高稠油油藏采收率具有很大的优势.