弱凝胶体系驱油油藏数值模拟研究

以弱凝胶的驱油理论和实验研究为基础，应用弱凝胶驱油油藏数值模拟器，成功地对大庆某弱凝胶试验区进行了油藏数值模拟研究，优选出该试验区块弱凝胶驱油的现场最佳实施方案，并分析了各种因素对弱凝胶驱油效果的影响，从而完善了弱凝胶驱油的理论和模拟方法。     

稠油油藏弱凝胶调驱增油预测模型研究

为分析稠油油藏注弱凝胶调驱效果的主控因素，定量预测和评价不同矿场条件的弱凝胶调驱采出程度及其增加幅度，以渤海N稠油油藏典型参数为原型，建立数模井组模型，运用正交试验法设计水驱、弱凝胶调驱试验各25组，对影响弱凝胶调驱效果参数进行了多因素交互分析，得到了影响采出程度增加幅度的4个主控因素及其排序，并通过一元和多元非线性回归，得到注弱凝胶采出程度及其增加幅度的多因素预测模型。利用该预测模型对3个井组弱凝胶调驱矿场试验进行了实例计算，预测误差在10%以内，吻合度较高。该研究成果对稠油油藏弱凝胶调驱方案的设计和调整具有一定的借鉴意义。     

多孔介质性质对弱凝胶深部调驱作用的影响

为了克服常规实验装置的不足，明确多孔介质性质对弱凝胶体系深部调驱作用的影响，研究了弱凝胶体系通过玻璃微珠与石英砂填砂模型时的性能及其深部调驱作用的变化。结果表明，动态条件下2种介质中的弱凝胶体系均可发生交联反应，经过水驱后2种介质中的弱凝胶均呈颗粒状。在玻璃微珠模型中，弱凝胶的动态成胶时间较短，生成的弱凝胶均匀分布于整个孔隙空间，残余阻力系数较大，在水驱作用下弱凝胶能够向深部运移并能在深部再次形成封堵，实现其深部调驱作用；而在石英砂填砂模型中，弱凝胶的动态成胶时间较长，生成的弱凝胶主要集中在近入口端，残余阻力系数较小，在水驱作用下弱凝胶能够向深部运移但被剪碎成细小颗粒，不再具有封堵作用，其深部调驱作用较差。多孔介质的剪切破碎作用是影响弱凝胶性质以及降低其深部调驱作用的主要原因。     

周期性注入弱凝胶技术研究与应用

弱凝胶调驱是改善和提高注水波及效率的主要手段,但由于弱凝胶的强度较低,导致其有效期较短。为此,提出了周期性注入弱凝胶技术。采用岩心平面模型进行了非周期性注入弱凝胶调驱试验和周期性注入弱凝胶调驱试验,结果表明:非周期性注入弱凝胶调驱可以封堵高渗透层,提高注入压力,降低综合含水率,提高采收率;周期性注入弱凝胶调驱可以进一步改善弱凝胶的调驱效果,延长弱凝胶调驱的有效期,从而使采收率得到进一步提高。赵108断块采用周期性注入弱凝胶技术进行了两期调驱,注入弱凝胶期间和注入以后,注入压力上升,吸水剖面得到调整,油井含水下降,产油量上升。一期调驱有效期1.0 a,二期调驱有效期1.5 a,两期调驱共增油20 500 t。      

弱凝胶调驱体系在岩心试验中的行为特性研究

弱凝胶调驱技术指采用接近聚合物驱的溶液浓度,加入少量延缓交联型交联剂,使之在地层内产生缓慢、轻度交联,在某种程度上可看作是将聚合物驱和调剖有机结合的总体技术。研究了弱凝胶在常规岩心中的行为特性,包括已形成的弱凝胶在岩心中的运移行为、弱凝胶在岩心中形成后水驱的行为、弱凝胶选择性调驱作用及双管驱替的整体效果。试验结果表明:弱凝胶在岩心中可发生运移;弱凝胶调驱剂具有较好的渗透率选择性,即优先进入高渗透的大孔道,进入低渗透部位则很少;弱凝胶调驱措施有较好的提高采收率效果。     

温8区块复合深部调驱体系的制备与评价

针对温米油田温8区块油藏地质条件，采用水驱流向改变剂／弱凝胶复合深部调驱技术。选用粒径为3～5mm水驱流向改变剂2^#用于复合调驱体系；并研制了适合该油藏条件的弱凝胶体系，确定了其最佳配方：聚合物HPAM浓度1000～1500mg／L，交联剂FO浓度300mg／L，交联剂GR20mg／L，稳定剂WD浓度100mg／L，除氧剂CY浓度100mg／L。通过岩心流动实验，评价水驱流向改变剂／弱凝胶复合深部调驱体系对吸水剖面的改善能力。结果表明，该复合调驱体系可大幅提高吸水剖面改善率，适用于温8区块的调驱作业。     

弱凝胶调驱的宏观作用及微观机理认识

为了提高对弱凝胶在"三采"中调驱作用的综合认识,利用微观刻蚀模型和并联岩芯物理模型,从微观和宏观两方面对弱凝胶的调驱机理进行室内实验研究。微观驱替实验结果表明:弱凝胶的调驱机理主要是,弱凝胶能选择性进入大孔道、能使液流改向和黏弹性负压吸油等。并联岩芯物理实验从宏观方面印证了微观驱替实验的结论,并联填砂管在实施调剖后,弱凝胶有选择性地优先进入高渗透水淹层,使低渗透油层得到了十分明显的启动。与此同时,由于弱凝胶是水溶性的,高渗透油层也未发生"堵死"现象。从弱凝胶在孔隙介质中的运移过程和形态变化看,弱凝胶的主要作用是驱,而调只是前期或暂时作用。     

弱凝胶与微生物调驱联作技术岩心试验研究

为证实弱凝胶与微生物调驱联作技术的作用效果，利用大直径长管填砂岩心模型，进行了弱凝胶调驱剂与微生物实施调驱联作的可行性和效果研究。试验表明，调驱联作技术明显提高了岩心采收率，为三次采油技术的完善提供了新方法。     

弱凝胶CN-2调驱在乌尔禾S6油藏中的应用

弱凝胶调驱是改善水驱效率的重要方法之一。通过室内实验研究了适合于低温低渗裂缝性油藏的弱凝胶调驱体系CN-2的性能。乌尔禾S6油藏的弱凝胶调驱现场试验结果表明，CN-2调驱可显著地解决提高低渗裂缝性油藏能量与抑制含水上升之间的矛盾，为改善该类型油藏的水驱油动态与提高水驱采收率提供了有效的方法和途径。     

聚合物-弱凝胶调驱核磁共振可视化实验

将核磁共振可视化技术和岩心驱替实验相结合,观察了弱凝胶在岩心中的分布特征和运移规律,对不同聚合物-弱凝胶组合方式下的驱油特征进行可视化实验研究。将聚合物和弱凝胶进行组合,设计了3种组合方式:水驱+聚合物驱(方式1),水驱+聚合物驱+弱凝胶驱(方式2),水驱+弱凝胶驱+聚合物驱(方式3)。对不同组合方式在驱替过程中的压力变化、T_2谱特征、核磁共振图像、驱油效率进行了研究。研究表明,核磁共振图像可直观表征弱凝胶在岩心中的形态分布及运移特征,也可反映出残余油的分布特征;T_2谱特征表明聚合物和弱凝胶均具有调剖和驱油作用,组合方式2的调剖效果最明显;3种组合方式中,组合方式2的驱油效率最大,为78.84%,比初次水驱提高了18.33%。     

南堡35-2南区特稠油油田弱凝胶提高采收率探讨

针对渤海油田南堡35-2油田南区地下原油粘度高(达到800mPa·s),存在单井产能低、采油速度小、过渡带部位的油井含水上升快等问题,对弱凝胶提高开发效果进行了探讨。通过动态分析,认为含水上升的主要原因是原油粘度较大,流度比不利;从水驱油理论出发,利用油藏工程方法,对南区水驱效率较低的原因进行了系统剖析;提出利用弱凝胶驱油来改善水油流度比,提高水驱油体积波及系数,达到提高采收率的目的。矿场试验井组证实,该方法对改善水驱效果、保持地层能量有较好的作用。     

污水复合深部调驱技术的室内研究

针对胜利渤南十区高温、高矿化度油藏地层条件，研制出利用油田污水配制的预交联颗粒／水驱流向改变剂／聚合物弱凝胶复合深部调驱体系。确定了弱凝胶体系最佳配方：HPAM浓度为1200—1800mg／L，交联剂浓度为300—600mg／L；该弱凝胶体系粘度保留率高，老化稳定性好。在油田污水中，水驱流向改变剂和预交联颗粒均具有良好的吸水膨胀性，在90℃下、104d内具有较好的老化稳定性。     

弱凝胶—表面活性剂室内试验

弱凝胶-表面活性剂调驱具有大幅度提高原油采收率的特点。在对弱凝胶黏度、表面活性剂与模拟原油界面张力性能评价的基础上,优选出高效的弱凝胶-表面活性剂复合体系,其配方为2000 mg/L AP-P3+(5~40) mg/L Cr3++500 mg/L SDBS表面活性剂。体系中凝胶在60℃条件下能稳定半年以上,表面活性剂与模拟油的界面张力达到超低(10-2 mN/m)。体系中弱凝胶与表面活性剂配伍性试验表明,所筛选出的弱凝胶与表面活性剂有较好的配伍性。物理模型驱油效率试验结果表明,在水驱至不出油后,改注0.4 PV弱凝胶后跟注0.4 PV表面活性剂,再注0.4 PV 1800 mg/L聚合物溶液保护段塞,可提高层间非均质模型的采收率19.6个百分点,其中低渗透层采收率提高幅度为31.4个百分点。     

Cr3+聚合物弱凝胶调驱剖面变化规律及改善方法

采用分子内交联为主的Cr³⁺聚合物弱凝胶,通过“分注分采”岩心驱替实验研究调驱剂段塞尺寸、岩石渗透率和原油黏度对储层吸液剖面和产液剖面的影响。针对渤海油田LD10-1区块渐新统东营组进行了“堵/调/驱”实验。研究结果表明：①调驱剂段塞尺寸对注采两端液流转向和剖面返转时机没有影响,但超过0.3 PV后单位体积段塞尺寸Cr³⁺聚合物弱凝胶提高原油采收率增幅减小,随储层渗透率级差和原油黏度增大,注采两端液流转向时机延后,剖面返转时机提前;②“有机/无机”复合凝胶体系封堵高渗透率层、聚合物微球调控微观非均质性和稠油流度改善剂提高驱油效率等3种措施同时实施,可提高聚合物弱凝胶调驱后的采收率;③“堵/调/驱”组合提高采收率机理为：封堵优势渗流通道扩大非均质储层宏观波及体积、聚合物微球在变径孔隙或喉道处发生桥堵实现微观液流转向、高效驱油剂可进入未波及孔喉区域发挥降黏原油、降低油水界面张力和高效驱替等3种作用。     

非均质油藏聚合物驱提高采收率机理再认识

以大庆、大港、长庆等油田的储集层岩石和流体为模拟对象,探讨了非均质油藏聚合物驱提高采收率的机理和技术途径,通过对比“等黏度”和“等浓度”条件下普通聚合物溶液、甘油、“片-网”结构聚合物溶液和非均相弱凝胶等的驱油效果,论证了聚合物类驱油剂黏度与驱油效果间的关系,提出了改善聚合物驱效果的方法。研究表明,聚合物在多孔介质内因滞留作用进而扩大注入水波及体积是聚合物驱提高采收率主要机理,而聚合物类驱油剂黏度与驱油效果不存在正相关性,具有“片-网”结构的聚合物虽然增黏能力较强,但与储集层岩石孔喉结构的配伍性较差,其可注入性和抗剪切性较差;非均相弱凝胶体系在多孔介质内具有较强的吸附、捕集作用,容易在储集层岩石孔隙内滞留,在高渗透层(区域)能够建立有效的渗流阻力,与具有“等黏度”或“等浓度”的聚合物溶液相比,扩大波及体积能力更强;长时间注入聚合物类驱油剂,势必会导致吸液剖面反转,大大降低聚合物驱开发效果,采用“高滞留”与“低滞留或不滞留”驱油剂交替注入,可进一步改善聚合物类驱油剂驱油效果。     

弱凝胶深部调剖剂的研制及性能评价

弱凝胶深部调驱技术可以充分发挥交联聚合物的优势。制备了以聚丙烯酰胺为主剂,柠檬酸铝为有机交联剂的弱凝胶。通过实验确定了具有较高黏度和合适成胶时间的弱凝胶配方:有机交联剂中交联体氯化铝与配位体柠檬酸三钠的物质的量比为1∶1,有机交联剂质量分数为8%~12%,聚丙烯酰胺质量分数为0.08%~0.17%。     

微生物与弱凝胶复合驱油配伍性

为了推动宝力格油田巴19断块弱凝胶调驱和微生物驱复合驱油实验研究,对弱凝胶与微生物的配伍性进行了实验分析。芽孢杆菌Chang和Jian分离自巴19断块地层水,这两株菌对原油的降解率分别达到160 mg/d和138 mg/d、降黏率达到50.5% 和66.3%,形成的原油乳状液油滴平均粒径为38.22 μm和18.54 μm。经测定,两株菌均能代谢产生脂肽类表面活性剂,产量分别为682 mg/L和476 mg/L。微生物和弱凝胶的配伍性实验发现,菌株Jian对弱凝胶的成胶性能没有影响;在弱凝胶调驱的现场使用浓度内,Jian的生长代谢、乳化分散(表面张力为40.78 mN/m、乳化原油平均粒径为22.46 μm)、降黏(降黏率为132 mg/d)和降解(降解率为63.6%)能力也没有明显降低。弱凝胶和微生物复合驱油在弱凝胶驱的基础上可提高采收率7.26%,在微生物驱基础上可提高采收率12.67%,说明菌株Jian与该弱凝胶复合驱油具有良好的配伍性。     

弱凝胶体系地层流体转向技术在海上稠油油田的应用

稠油油田注水开发过程中,受不利流度比和非均质性的影响,注入水沿高渗层突进,造成油井暴性水淹,严重影响水驱开发效果.针对海上稠油油田的开发特点和存在问题,对弱凝胶体系的适用性进行了分析,对影响凝胶体系调驱的关键参数进行了优化.结果表明,原油黏度影响弱凝胶调驱效果,随着黏度的增大调驱效果有变差趋势.在含水率40%以后,注入...