层间非均质砾岩油藏水驱油模拟实验

针对砾岩油藏层间非均质性强,开采过程中层间矛盾突出,剖面动用差异大,油藏整体采收率低的特点,以新
疆油田七区克上组砾岩油藏为例,开展了不同非均质程度模型恒压水驱油实验。结果表明：同一组并联水驱油实验
中,渗透率越高的岩芯越先启动,含水率上升越快,无水采收率越低,驱油效率越高;层间渗透率级差越大模型驱油效
率越低,与高渗岩芯相对渗透率级差大于8 的岩芯并联驱替不能启动;粗砂岩和含砾粗砂岩等单模态或双模态孔隙结
构岩芯驱油效率较高,砂砾岩和砾岩等复模态孔隙结构岩芯驱油效率较低;增大并联模型驱替压差后中低渗岩芯驱油
效率增大,含水率上升速度加快。     

长岩芯驱替中不同位置的相渗曲线计算

相对渗透率是一个解释多相不可压缩流体在多孔介质中流动的复杂影响的重要参数,以便校正达西单相流动
方程。但是影响相对渗透率的因素很多,如：流体饱和度、岩石物性、润湿性、历史饱和度（滞后效应）上覆压力、黏土
及颗粒含量、黏度、温度、表面张力、束缚水饱和度、驱替速度和末端效应等。利用桓冠仁、沈平平的均质岩芯一维渗
流相渗推导结果,考虑长岩芯驱替室内实验中一维岩芯排列的非均质性和长岩芯逐级调和排序的特点,利用Matlab 软
件拟合出逐级调和平均渗透率与岩芯累计长度的关系,并反求出绝对渗透率倒数与累计岩芯长度的关系,将关系式由
离散模型转化成连续模型,并代入一维均质相渗模型,利用WC 油田长岩芯驱替实验数据计算出长岩芯驱替过程中不
同位置的相对渗透率曲线,计算结果是可靠的。     

层内纵向非均质性对稠油油藏剩余油分布的影响研究

渤海某油田层内纵向非均质性严重,导致低渗透层动用程度低,影响油藏的高效开发。根据非均质油藏地质特征,利用人造物理模型制作技术制作二维物理模型,进行水驱油实验,从而明确纵向非均质性对剩余油分布规律的影响。实验表明:水驱采收率的高低主要取决于层内纵向非均质性,平均渗透率对它影响相对较小;相同级差、不同渗透率条件下,无水采收率和水驱采收率都随着渗透率的增加而增加,但增幅不明显;相同平均渗透率、不同级差条件下,无水采收率和水驱采收率都随着级差的增大而减少,变化幅度明显。     

纵向非均质油藏水驱油实验研究

针对纵向非均质油藏普遍存在层间矛盾突出、水驱采收率低、低渗储层难以动用的特点,纵向非均质严重影响了油藏的高效开发问题,开展了多层长岩芯水驱油实验。实验采用最新研制的带多测压点的多层长岩芯驱替模型,该模型可以记录沿程压力变化,更加准确地反映水驱动态。研究结果表明：不同的注水方式对中低渗层的采出程度影响很大;提高注入速度可以提高不同渗透层的压力,且渗透率越低压力提高幅度越大;层间干扰严重,不同工作制度下低渗层压力变化很大。该研究成果对于选择合理的开发层系组合、采取适当的注水方式具有指导意义,为今后非均质油藏高效开发提供了试验依据。     

非均质油层粘弹性凝胶颗粒提高采收率机理研究

通过非均质双填砂管调驱实验、平板夹砂模型驱油实验和微观驱油实验对黏弹性凝胶颗粒(PPG)提高非均质油层采收率机理进行了研究。非均质平行管岩心调驱实验表明:PPG可在孔隙介质中不断重复封堵与运移,具有良好的调驱性能;PPG优先进入并封堵高渗透层,调整非均质地层吸水剖面,将高渗和低渗岩心的分液量比由原来的高于90∶10调整至30∶70,具备显著的液流转向及油层分流能力;同时,PPG可将低渗透油层的采收率在水驱基础上再提高32.1%;而高渗透油层及整体采收率则分别提高13%和22.9%。微观驱油实验结果表明,PPG能够对不同孔径的孔道进行动态交替封堵,具有显著的封堵高渗孔道、调整非均质、增大波及系数的能力。非均质平板夹砂模型驱油实验中,PPG对不同渗透率条带中的原油都有驱动作用,最终采收率达89%。微观驱油实验结果表明,PPG在非均质油层中实现动态液流转向、扩大波及系数是其提高采收率的主要机理。     

海上油田在线组合调驱提高采收率技术——以渤海C油田E井组为例

针对渤海C油田E井组层间非均质性严重、层内非均质性强的问题,结合海上油田空间有限、快速开发等特点,提出以在线交联体系作为调剖段塞、在线非均相体系作为调驱段塞的在线组合调驱思路。利用不同渗透率双管填砂模型,考察了乳液聚合物与交联剂浓度分别为1 500 mg/L、1 650 mg/L和3 000 mg/L、3 300 mg/L的两种交联体系的调剖能力,结果表明,注入0.5 PV的交联体系并侯凝5 d后,低浓度对应的双管模型上,低渗砂管的分流量由0%变为40%;高浓度对应的双管模型上,高、低渗砂管的分流量相对于前期水驱阶段发生逆转,低渗砂管的分流量由0%变为84%,有效抑制了水驱"优势通道",调整了层间吸水矛盾。利用均质岩心物理模型,在乳液聚合物、微球聚合物和预交联凝胶颗粒总浓度保持4 000 mg/L的条件下,考察了水驱后不同非均相体系驱油效果;并与乳液聚合物单独使用时的实验结果进行了对比。结果表明,不同配方的非均相调驱体系均大幅提高了采收率,提高采收率幅度随着预交联颗粒在体系中所占浓度的提高而增大。2016年3月5日,在线组合调驱体系在C油田E23井开始注入。先后注入3 440.8 m~3的交联体系和10 997 m~3的非均相体系。根据生产情况分析,调驱开始后E24、E27、E36、E28H1、E18、E22取得显著降水增油效果,截至2016年8月初,通过净增油法计算,已经实现累积增油5 937.1 m~3。     

提液措施对聚驱效果的影响

油藏数值模拟是研究聚合物驱影响因素的重要手段之一。利用数模方法建立一注四采典型模型,研究聚驱合理的提液时机、不同渗透率级差对提液效果的影响程度以及提液对油井剖面改善情况的影响,为油田提供聚合物驱动态调整依据及有效手段。研究认为:无论单层还是多层非均质地层,聚驱时提液的增油效果均好于聚驱不提液的效果,提高采收率7.25%~8.77%;多层非均质地层比单层聚驱效果差;纵向渗透率2倍级差和5倍级差时,提液最佳时机为整体见效后;10倍级差时,注聚时提液和见效时提液效果相同;对于纵向非均质程度高的地层,高峰期后提液不利于扩大中低渗透层波及体积。     

中低渗透油层层间非均质性对提高采收率的影响

用三支不同渗透率人造岩心并联的方法模拟非均质地层,根据经典非活塞驱替理论(Buckley-Leverett方程)对其水驱采收率进行了理论预测并在室内进行了驱油实验研究.预测结果表明:水驱采收率随层间非均质性的增强,其总体呈下降趋势,但在不同的非均质性范围内水驱采收率的变化规律不同,单独用渗透率变异系数或级差来表征层间非均质性对水驱采收率的影响有其局限性.实验结果表明:水驱采收率随着层间非均质性的增强而不断降低,与理论预测结果一致;当二元复合驱油体系对非均质中低渗透油层具有较好的适应性时,其采收率可达8%～10%,非均质性对其影响不大;低渗透率层二元复合驱采收率随层间非均质性的增强而增加,当渗透率变异系数达到0.75以上时,提高低渗透率层的采收率对于提高总体采收率具有重要的作用.     

固相颗粒对低渗透砂岩油藏注水开发影响研究

注入水中的固相颗粒直接影响低渗透砂岩油藏的注入压力和储层伤害程度。研究了3 种注入水（所含固相颗
粒累积粒度分布达到90% 时所对应粒径分别为1.24,5.05,9.91µm）的注入性和对油相渗透率的伤害程度,并考察其
对采收率的影响。结果表明：渗透率小于1.000 mD 的岩芯,注入水中固相颗粒的累计粒度分布达到90%（D90）的粒径
大于1.00 µm 时,严重影响了其注入性;在渗透率大于1.000 mD 的岩芯中,3 种注入水均具有较好的注入性。随着固
相颗粒D90 粒径的增大,岩芯油相渗透率的伤害程度增大,水驱采收率降低;随着岩芯渗透率的增加,较大粒径的颗粒
堵塞岩芯中小孔隙的油流通道,降低了水驱波及能力。结合固相颗粒D90 粒径的渗透率伤害率图版,岩芯渗透率大于
10.000 mD 时,注入水中的颗粒D90 粒径可以适当放宽到5.00µm。     

非均质特低渗透油藏CO_2驱气窜规律研究

特低渗透油藏在二氧化碳驱油过程中极易发生气窜现象,严重影响注气开发效果。为了有效地封堵气窜优势通道,提高二氧化碳气驱的波及体积和驱油效率,建立不同渗透率级别的非均质岩芯模型、高渗透带气窜模型、裂缝模型等室内实验模型,测得二氧化碳在不同阶段的见气时间、气窜时间及采出程度;在此基础上选用含地层水、淀粉、不饱和单体、交联剂、成胶控制剂等组分的高强度高性能封窜剂(乙二胺)在不同渗透类型岩芯模型进行二氧化碳封窜控制实验。实验结果表明,二氧化碳气体的波及体积受气窜影响严重,岩芯非均质性越强,气窜现象越严重,气驱效果越差;在渗透率级差较小的情况下,采出程度随渗透率级差的增加而降低,当级差大于100时,采出程度急剧下降,气窜严重,低渗透储层难以波及到,造成总采出程度低。通过高强度高性能乙二胺封窜剂,能够稳定封堵基质中的相对高渗层的窜流,有效扩大二氧化碳驱的波及体积有效扩大CO_2驱的波及体积,室内提高采收率30%以上。     

鄂尔多斯盆地特低渗油藏CO_2非混相驱实验研究

针对鄂尔多斯盆地低渗低压裂缝性油藏水驱采收率低、CO_2驱难以混相及气驱易窜流等问题,利用CO_2-原油相态实验和岩心驱替实验,研究了CO_2非混相驱提高采收率机理与方法。相态实验表明,地层条件下CO_2与目标油藏原油难以混相,但在原油中溶解的摩尔分数可达60.20%,使原油体积膨胀30.16%,黏度降低64.29%。均质岩心驱替实验表明,CO_2非混相驱在水驱基础上提高驱油效率23.25%。非均质岩心驱替实验表明,CO_2非混相连续气驱效果随渗透率极差的增大而变差,在渗透率级差小于10的岩心驱替效果较好;水气交替在渗透率级差小于100的岩心取得一定的驱替效果,特别是渗透率级差10~30驱替效果最好。     

聚合物/表面活性剂二元驱扩大波及体积性能

利用微观刻蚀、层间非均质平板、层内非均质平板模型驱油实验研究聚合物/表面活性剂二元驱扩大波及体积性能。结果表明,残余油多以膜状、岛状、喉道、盲端、柱状、簇状等6种形式存在。微观上,二元驱转向水驱无法波及的含油孔隙区域内驱替残余油;宏观上,其对高渗透区域产生封堵,迫使其进入渗流阻力较小的低渗透区域内驱替残余油,扩大波及体积效果显著,提高采收率13.4%~14.3%。二元驱通过聚合物增加驱替液黏度,使其吸附及滞留在孔隙中,降低驱替相渗透率,驱替相流度减小;二元驱对油黏度影响很小,油聚集在驱替液前缘,增加油相渗透率,油相流度变大。由此,两相流度比减小,克服注水指进,增加吸水厚度,提高波及系数,进而提高采收率。     

特高含水期非均质油层动用状况评价方法

特高含水期水驱油藏层间、井间动用程度差异大,需要通过注采系统调整与结构调整等挖潜措施提高薄差油
层的动用程度。基于采收率与波及系数、驱油效率的关系式,引入了驱油效率系数这一概念,用于描述多层非均质油
藏的动用状况,并建立了多层非均质油藏小层驱油效率系数与采收率的关系式,结合数值模拟结果,计算了每个小层
的驱油效率系数。通过分析压裂、堵水、细分注水等结构调整措施前后的驱油效率系数累积分布曲线形态、驱油效率
系数平均值与变异程度的变化,反映油层间动用程度的差异及高低。结果表明,措施后驱油效率系数累积分布曲线向
右偏移、斜率变大、驱油效率系数的变异程度变小、平均值变大,说明非均质油层的动用程度和动用不均匀状况得到明
显改善,实现了对油层动用程度的定量分析。为特高含水期非均质油层动用状况评价提供了一种新方法和理论依据。     

交联聚合物溶液驱油效果的实验研究

采用岩心驱替实验方法研究了部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成的交联聚合物溶液在均质岩心和非均质岩心中的驱油效果。在气测渗透率为 1.5 μm2 的均质岩心中 ,利用交联聚合物溶液驱油 ,可以在水驱的基础上提高采收率 15 .5 % ,在聚合物驱的基础上提高采收率 4 .4个百分点 ;在渗透率变异系数为 0 .72的非均质岩心中 ,交联聚合物溶液驱油可以在水驱的基础上提高采收率 12 .7% ,在聚合物驱后再利用交联聚合物驱油 ,还能提高采收率 3.7个百分点。在非均质岩心中 ,交联聚合物溶液的驱油机理是 :该溶液先在大孔道中吸附和滞留 ,以提高流动阻力 ,然后逐步发生液流改向 ,使后续注入流体转向低渗透层 ,从而提高采收率。     

交联聚合物溶液驱油效果的实验研究

采用岩心驱替实验方法研究了部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成的交联聚合物溶液在均质岩心和非均质岩心中的驱油效果。在气测渗透率为1．5μm2的均质岩心中，利用交联聚合物溶液驱油，可以在水驱的基础上提高采收率15．5％，在聚合物驱的基础上提高采收率4．4个百分点；在渗透率变异系数为0．72的非均质岩心中，交联聚合物溶液驱油可以在水驱的基础上提高采收率12．7％，在聚合物驱后再利用交联聚合物驱油，还能提高采收率3．7个百分点。在非均质岩心中，交联聚合物溶液的驱油机理是：该溶液先在大孔道中吸附和滞留，以提高流动阻力，然后逐步发生液流改向，使后续注入流体转向低渗透层，从而提高采收率。     

胜利油区三种化学驱体系微观机理研究

本文主要针对目前应用在胜利油区的三种典型化学驱体系,结合现实情况,进行多条件下不同渗透率级差模型的化学驱微观机理实验研究.明确了聚合物驱油体系和二元复合驱油体系在不同条件的微观驱油主控机理,揭示了新型非均相复合驱油体系对孔隙非均质性的适应能力,形成一套评价化学驱体系的新思路和新方法     

孔喉尺度弹性微球的深部调驱性能*

针对油田注水开发存在的问题及弹性微球调驱应用现状,利用激光粒度分析仪分析了弹性微球的粒径分布;利用填砂管岩芯（单管、长管、非均质双管、非均质三管）驱替实验,研究了弹性微球的封堵特性、运移能力、分流特性、驱油性能及聚驱后的深部调驱性能。结果表明,弹性微球粒径具有单峰分布特征,服从威布尔分布;弹性微球可在岩芯中不断运移和封堵,具有良好的深部调驱性能;弹性微球可选择性封堵高渗层,用于非均质岩芯调驱分别提高采收率16.11%（低渗管）、11.28%（中渗管）和5.02%（高渗管）,说明弹性微球可改善中低渗层及高渗层中低渗区的波及状况和驱替效果,有效提高采收率;聚驱后弹性微球调驱比单一聚驱提高采收率5.73%,具有良好的聚驱后深部调驱效果。     

高含水后期非均质油藏W/O型表面活性剂调驱实验研究

针对常规低界面张力表面活性剂驱在非均质油藏易发生窜流、调驱效果差等问题,选用具有良好乳化增黏性能的W/O型表面活性剂调驱体系HC-2,促使油水两相在地层发生乳化,形成高黏度W/O型乳状液驱,有效驱替油藏低渗区域的残余油,改善高含水后期非均质油藏的开发效果.室内模拟高含水、非均质油藏条件,对W/O型表面活性剂调驱体系HC-2进行了基本性能评价及乳状液驱油研究.研究结果表明,HC-2的乳化增黏性能良好,在水油比小于7:3时,可促使油水两相完全乳化形成高黏度的W/O型乳状液,且乳化稳定系数SI均在66％以上;同时在X油藏条件下,HC-2可将油水界面张力降低至10-2 mN/m.岩心驱油实验结果表明,在高含水及高含水后期,W/O型表面活性剂HC-2调驱体系可提高原油采收率23％ ～28.77％;HC-2调驱体系具有较强的非均质性调控能力,在渗透率级差小于7.5时,可有效地增大驱替相黏度,改善高、低渗层吸液剖面,提高原油采收率.     

二氧化碳-表活剂-蒸汽复合驱驱替方式优化

以辽河油田齐40区块蒸汽驱试验区为背景,在实验室进行了10 m长天然油砂填砂管单管及不同渗透率级差双管模型驱油实验,以实际生产可实施的二氧化碳-蒸汽交替频率,研究了蒸汽驱后二氧化碳-表活剂-蒸汽复合驱的最佳复合段塞尺寸、二氧化碳-蒸汽最优交替比例以及复合驱对非均质油层渗透率级差的适应性,优化了二氧化碳-表活性剂辅助蒸汽驱的驱替方式。结果表明:在设定的实验条件下,蒸汽驱后二氧化碳-活性剂-蒸汽复合驱中,二氧化碳-蒸汽最优交替比例为1∶1,且现场注汽生产每2周交替1次为佳;活性剂-二氧化碳复合段塞以0.3 PV为宜;非均质模型渗透率级差在1～4.29范围内,采用二氧化碳活性剂蒸汽复合驱方法可以进一步提高非均质油层蒸汽驱后的采收率,是蒸汽驱后期开采稠油的一种有效方法。     

聚合物驱后二次聚驱可行性及质量浓度优化研究

以河南下二门油田为例,采用不同级差的纵向非均质物理模型,进行室内二次聚驱的宏观模拟试验,通过考察剖面改善效果和驱油效果,研究聚合物驱后进行二次聚驱进一步提高采收率的可行性,并对二次聚驱的聚合物质量浓度进行优化.试验结果表明:二次聚驱可进一步提高采收率5%～8%,能够在一定程度上改善油藏的非均质性;在给定试验条件下,二次聚驱聚合物质量浓度应不低于2.2 g/L.研究结果为下二门油田提高采收率方案的制定和实施提供了重要的基础参数和理论依据,并为聚驱后进一步提高采收率技术的发展应用提供了新的思路.