相对渗透率调节剂提高采收率优化控制条件研究

相对渗透率调节剂(relative permeability modifier,RPM)可以选择性降低油水相渗透率以提高注入水的波及系数;并改变岩石表面的润湿性,提高采收率。研究了一种阳离子聚合物型的相对渗透率调节剂,测定了RPM对表面润湿性以及油水相渗透率的影响。通过岩心驱油试验考察了不同油藏渗透率、地层润湿性、原油黏度、RPM注入时机、注入水注入速度等条件下RPM驱的驱油效果。实验结果表明,RPM可以将油湿的石英表面润湿性改变为弱水湿,且对水相渗透率降低程度更大;RPM驱适合渗透率大于50×10-3μm2地层;RPM在油湿岩心中具有更高的采收率增值;原油黏度在20 mPa·s时,采收率增值幅度最大;在相似的渗透率条件下,注入速度增大时,水驱采收率与最终采收率均增大;较早注入RPM有更好的最终采收率效果。     

非均质储层纳微米聚合物颗粒体系驱油实验研究

为了深入揭示低渗透储层非均质性对聚合物颗粒分散体系驱油效果的影响,采用平板填砂模型和岩芯串、并
联组合实验技术,对纳微米聚合物颗粒分散体系进行了非均质驱油实验研究,并分析了纵向、横向非均质性和渗透率
级差对驱油效果的影响。平板填砂模型模拟实验结果表明,聚合物颗粒分散体系对改善储层纵向非均质性效果更明
显,在纵向非均质模型中提高的采收率比横向非均质模型高9.83%。岩芯组合模拟实验结果表明,随着渗透率级差增
加,聚合物颗粒分散体系提高串、并联岩芯组合模型的采收率均逐渐增大,在相近渗透率级差变化情况下,聚合物分散
体系提高串联岩芯组合模型的采收率增幅为6.65%,而提高并联岩芯组合模型的采收率增幅为9.48%;渗透率级差越
大,高、低渗岩芯的分流量相差越大,聚合物颗粒分散体系调驱后,高渗岩芯的分流量降低,低渗岩芯的分流量增大。     

含咪唑结构丙烯酰胺聚合物驱油剂的合成

以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）、N–烯丙基咪唑（AI）及N,N–二烯丙基油酰亚胺（DXA）为原料,合成了一种
水溶性四元聚合物AM/AA/AI/DXA,考察了反应条件对聚合反应的影响,确立了最佳合成工艺。通过红外光谱（IR）、
核磁共振氢谱（1H NMR）、扫描电镜（SEM）分析了目标聚合物的结构及溶液微观特征。结果表明：该聚合物具有良好
的耐温抗剪切、抗盐性能。在60 ℃下驱替实验证明：与水驱相比,2 000 mg/L 的聚合物溶液可提高采收率达13.5%,
驱油效果明显。钠蒙脱土在2 000 mg/L 聚合物溶液中水化后,晶层间距与清水相比由18.953 2 Å 降至16.665 7 Å。     

堵水疏油水泥浆体系的室内研究

在分析现有堵水技术存在问题的基础上,提出了既能堵水又能疏油的新思路。通过室内实验获得了具有选择性渗透性能的堵水疏油的水泥浆体系配方;用试验研究了其水泥石强度、渗透率、选择性渗透性能随组分及其加量的变化规律;并分析了该水泥浆体系堵水疏油的机理。试验表明,这种水泥石抗压强度可达7.6~21.65 MPa,油相渗透率可达0.69μm²,油、水相渗透率比值可达4.28~16.48。     

聚合物驱相对渗透率曲线及影响因素微观模拟

结合逾渗理论,在油水两相三维网络孔隙模型的基础上,考虑了聚合物的流变特性、吸附特性及衰竭层效应,建立了油/聚合物溶液两相流的三维准静态孔隙网络模型。通过模型计算结果与室内实验结果的对比验证了模型的有效性。在此基础上,研究了不同孔喉比、吸附量、流变特性及衰竭层厚度对聚合物相对渗透率曲线的影响。结果表明：随着孔喉比增大,残余油饱和度增大,油相相对渗透率变小,水相相对渗透率增大。随着幂率指数的增大,油相的相对渗透率基本不变,而水相的渗透率随着幂率指数的增大而变小。衰竭层厚度的大小对油相渗透率的影响较小,但随着衰竭层厚度的增加水相渗透率不断上升。随着吸附量的减小,残余油饱和度减小,两相区变大,水相渗透率增大。与其他理想模型相比,本文中的模型可以更真实地研究油/聚合物两相流动特征。     

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。     

一种丙烯酰胺共聚物磷酸盐的合成及性能研究

以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、（1–二甲氨基–烯丙基）– 膦酸（DMAAPA）及N –烯丙基辛酰亚
胺（NAOI）为原料、亚硫酸氢钠–过硫酸铵为引发剂制备了一种水溶性四元共聚物AA/AM/DMAAPA/NAOI。
单因素实验确立了该共聚物的最佳合成条件：反应温度为45 ?C,引发剂加量为0.3%,pH 为7,
m（AM）：m（AA）：m（DMAAPA）：m（DMAAPA）= 6.000：4.000：0.015：0.030;通过红外光谱（IR）、核磁共振氢谱（1H
NMR）对该共聚物驱油剂的分子结构进行了表征,证明功能单体均已共聚在分子链上;2 000 mg/L 的该共聚物溶液在
120 ?C时的黏度保留率为28.9%,在1 000 s−1 时黏度保留率为18.7%,当NaCl 加量为1.2 g/L 时黏度保留率为22.2%;
室内模拟驱油实验结果表明,在65 ?C 下2 000 mg/L 的该共聚物溶液相对于水驱可提高采收率达到10.54%。     

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。     

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。     

页岩支撑裂缝中渗透率变化规律实验研究

在页岩气藏的压裂开发中,支撑裂缝的渗透率是影响裂缝导流能力和压裂增产效果的重要因素。通过实验
手段,研究了吸附气体的溶胀作用和支撑剂的嵌入作用对Greenriver 页岩支撑裂缝渗透率的影响。采用Pulse test 实
验方法,测量并对比了非吸附气体和吸附气体的渗透率。以He 为代表性的非吸附性气体,实验测得其在花岗岩和页
岩中的渗透率曲线为线性,渗透率随着有效应力的减小而增加,且支撑剂的嵌入作用使页岩中的渗透率明显降低;以
CO2 为代表性的吸附性气体,实验测得其在页岩中的渗透率曲线呈典型的“U”型,这是由于CO2 溶胀作用和有效应力
共同作用的结果,从而说明在页岩支撑裂缝中,溶胀作用同样对渗透率有显著影响;与He 在页岩中的渗透率相比,相
同压力下的CO2 渗透率更低,且在Langmuir 压力值附近达到最小值。     

基于储层构型的流动单元划分及对开发的影响

三角洲沉积储层非均质性强,储层内部渗流特征复杂,制约油藏高效开发。以南湖油田E1 f 43 油藏为例,采用
基于储层构型的渗流屏障识别技术及基于多参数聚类分析和逐步判别的流动单元划分方法,结合开发动态资料,开展
了渗流屏障分布规律和储层流动单元发育特征研究,分析了不同类型流动单元组合模式的连通关系,总结了渗流屏障
和渗流差异对开发的影响。结果表明：（1）研究区发育连片状和条带状2 种储层砂体类型,其中,条带状储层因注采井
砂体分别存在于砂体和渗流屏障内而产生注水不受效,剩余油富集;（2）研究区发育5 类流动单元,以II～III 类为主;
（3）储层连通砂体内部存在5 种不同的流动单元组合模式,不同模式下的储层砂体连通关系存在差异,连通砂体内不
同流动单元间形成渗流差异界面,使连通体内形成弱连通或差连通关系,制约油藏开发,造成剩余油大量富集。     

湘西北牛蹄塘组页岩气形成条件及有利区预测

基于野外露头和剖面资料,应用薄片观察、有机岩石学分析、扫描电镜、压汞、比表面和等温吸附实验等分析
测试成果,研究了湘西北地区下寒武统牛蹄塘组形成条件及其有利区分布情况。研究表明：牛蹄塘组黑色页岩具有沉
积面积广、厚度大、有机碳含量高（平均1.87%）和成熟度较高（大于1.0% 以上）等特点。在储层物性方面,页岩孔隙度
变化差异大（0.2%～25.9%）,平均孔径12.5±3.0 nm,分选性好,有利于含气页岩储层改造后的运移;孔隙结构以微小孔
为主,比表面积大,吸附甲烷能力较强,具有较好的含气潜力;对比美国五大盆地页岩气选区参数,认为永顺-桑植和
慈利-石门一带为页岩气形成有利区带。     

热水对超低渗储集层微观孔喉结构的影响

热水驱是提高超低渗储集层采收率的重要储备技术之一。利用离心法测定了同一超低渗岩芯经40～180 ℃热
水作用后的毛管力曲线,并在此基础上分析计算了热水对孔喉大小、分布以及特征参数的影响。结果表明,热水温度
升高可使毛管力降低,最小湿相饱和度减小,并令半径小于0.03 µm 的小孔喉数量大幅减少,半径在0.03～0.81 µm 的
中等孔喉及半径大于3.22µm 大孔喉数量增多,最大连通孔喉半径增大,孔喉分选性增强,同时各种变化在热水温度
达到120 ℃以前更为明显。利用扫描电镜法对经不同温度热水作用后的超低渗岩芯块的微观孔喉形貌进行了定点扫
描,结果证实了孔喉尺寸会在热水的作用下发生改变,并观察到了微粒的运移。     

页岩层理对水平井井壁稳定的影响

中国南方海相页岩气区硬脆性页岩储层层理/裂缝发育,层理性页岩水平井钻井井壁坍塌问题已严重制约页
岩气勘探开发进程。为此,以线弹性井壁稳定力学模型和单一弱面强度理论为基础,建立了考虑页岩层理产状、层理
弱面强度、岩石强度、水平井方位、强度弱化（含水量）等因素影响的层理性页岩水平井井壁稳定模型。在此基础上定
量分析了层理产状和含水量对水平井井壁坍塌压力的影响。结果表明：坍塌压力与层理面产状、井眼方位关系密切,
地层倾角0°<θDIP<15°、75°<θDIP<90° 时有利于水平井井壁稳定;页岩层理弱化是导致井壁坍塌失稳的重要原因,无论
层理产状如何变化,随着层理含水量的增加,井壁坍塌压力迅速增加,坍塌压力增量约为4.30～22.62 MPa,含水量20%
时坍塌压力增幅可达100%。     

致密砂岩油藏流体赋存特征及有效动用研究

利用核磁共振和离心仪,研究了不同渗透率致密岩芯流体的赋存特征。研究表明：致密油藏流体可流动的喉
道半径下限值为0.05 µm;岩芯中纳米级喉道所控制的流体百分数随着岩芯渗透率降低而急剧上升,而纳米级喉道所
控制的可动流体体积随渗透率的减小呈逐渐增加趋势;微米级喉道所控制的流体和可动流体百分数随岩芯渗透率降
低而急剧下降,亚微米级喉道所控制的流体和可动流体百分数随岩芯渗透率降低而先增加后减小,呈抛物线变化趋
势。在此基础上,利用油藏数值模拟方法,通过研究分段压裂水平井不同井型组合不同开采方式对致密油藏有效动用
的影响,得到分段压裂水平井采用注CO2 补充能量开发效果最好,采用注水补充能量开发效果一般,衰竭开采的效果
最差。     

超支化缔合聚合物的制备及驱油性能

针对油田用聚合物的分子主链是线性结构,其耐温抗盐及抗剪切性能不理想,开展了新型聚合物的制备及
性能研究。制备了超支化水溶性缔合聚合物（HPAPAM）,结构经红外光谱（IR）和核磁共振氢谱（1H NMR）表征证实。
HPAPAM 在极稀释浓度区,分子内缔合明显,表观黏度低,随着浓度的增加,分子内缔合逐步转为分子间缔合,增黏性
能提高。与一般缔合聚合物相比,HPAPAM 在吴茵搅拌器（5 档,67 s−1）剪切1 min 后的黏度最终恢复率达95%;受大
分子的超支化效应的影响,HPAPAM 在整个剪切速率范围内表现出幂律流体性质。超支化的分子结构增强分子间的
缔合能力,在总矿化度62 000 mg/L,75,80 ?C条件下老化60 d 的黏度保留率分别为89% 和60%。岩芯驱替实验表明
水驱至含水率98% 后,与原油黏度相当的0.5 PV 聚合物段塞及后续水驱提高17.5% 的原油采收率。研究为油田用新
型聚合物提供了新的认识和选择。     

油井选择性堵水

为控制水从油层产出,建立找水堵水法和不找水堵水法.由于不需找水并能从油层深部控制水的产出,所以不找水堵水法更为重要.不找水堵水法使用选择性堵剂和堵剂选择性注入工艺,达到油井选择性堵水的目的.介绍了选择性堵剂的类型和作用机制,分析堵剂选择性注入工艺中如何利用出水层的特征(高渗透、低流动阻力、高含水饱和度和易于泄压),将堵剂选择性地注入出水层,给出一些油井选择性堵水成功的矿场试验实例.不找水堵水法的应用和发展有广阔的前景.     

低渗透储层原油吸附对渗流的影响

通过静态吸附实验和岩心流动实验研究了大庆低渗透储层原油在岩石表面吸附的机理及其对油水渗流的影响。实验表明,原油中沥青质和非烃组分可以被岩石表面吸附,形成吸附层。吸附层的存在减小了岩心的孔隙半径,增大了油水流动阻力。粘度相同的含有沥青质的模拟原油与精制油在相同实验条件下,流动曲线差别较大。在原油/岩石体系中,原油在岩石孔隙表面的吸附层厚度将达到孔隙半径的30%以上,在原油/地层水/岩石体系中,油膜厚度与孔隙半径的比值随着渗透率的降低而增大,特低渗透岩心中吸附层厚度可达到孔隙半径的10%,一定程度上降低了油相和水单相渗透率。     

稠油相对渗透率实验中管线死体积校正方法

稠油相对渗透率曲线是稠油油藏开发动态预测过程的重要基础数据,稠油相对渗透率实验测量过程中的误差
将会给油田开发分析传递错误信息。在稠油油藏相渗实验过程中,由于实验温度高,出口端计量管线长,系统死体积
较大,死体积孔隙中水驱油规律和死体积校正方法会对实验结果产生重要影响。在常规实验管线中进行的水驱油实
验发现,死体积管线中的原油不能全部被驱替出来,且管线中存在油水两相流动过程。油水黏度越高、驱替速度越快,
则管线中的原油采出程度越低;实验过程还存在压力测量和体积计量不同步现象,产出流体体积计量滞后于压力测
量。采用简单扣除管线孔隙体积来处理死体积的常规方法会使产油量计量产生较大误差,导致实验结果偏离真实流
动情况,对此给出了相应的校正方法。