聚驱后提高采收率及注入参数优化实验研究

目前,渤海L油田已经进入Cr3+聚合物凝胶调驱（聚驱）调整阶段,亟待寻求聚驱后进一步提高采收率方法。针对矿场实际需求,开展了聚驱后提高采收率方法及其注入参数优化物理模拟研究。结果表明,与“高分”高质量浓度聚合物溶液、抗盐聚合物溶液、“聚合物/表面活性剂”二元体系和“碱/表面活性剂/聚合物”三元体系相比较,聚驱后Cr3+聚合物凝胶调驱采收率增幅有较大提高,技术经济效果较好。随调驱剂注入段塞尺寸增加,采收率增幅呈现“先增后降”变化趋势,注入段塞尺寸为0.2 PV时,“产出/投入”比最大。在调驱剂段塞尺寸相同条件下,与整体段塞相比较,采用“Cr3+聚合物凝胶+水+聚合物溶液+水”或“Cr3+聚合物凝胶+水”交替注入方式采收率增幅较大,表明该注入方式可以减缓“吸液剖面反转”进程,进一步提高中低渗透层波及系数。     

N开发区注聚合物段塞优选研究

为提高聚合物驱油效果,对N开发区进行不同段塞注入聚合物驱油室内实验,优选段塞。采用不同质量分数的2 500万和700万相对分子质量聚合物,对岩心进行室内驱油实验,明确各组合段塞的采收率、聚合物用量、含水率变化和注入压力变化,优选段塞组合。研究表明,高质量分数聚合物有助于地层憋压,提高采收率,可更快获得含水率低值及较低的含水率,单一聚合物驱宜采用高浓高分子聚合物,同时,高分子聚合物也可用于组合段塞的前置段塞使用;相同聚合物不同质量分数三段塞组合可获得与单段塞较接近的采收率,但随前置高质量分数段塞的注入量增大,其注压上升明显;实际中,宜综合考虑,选择采收率较高、注压较低、聚合物用量较少的方案;与单一段塞、相同聚合物组合段塞相比,不同聚合物组合段塞在采收率、聚合物用量、含水率及注压等综合性能上,更具优势。     

大庆油田缔合聚合物／碱／表面活性剂三元复合驱油提高采收率研究

在大庆油田油层及流体性质（原油、水、45℃温度）条件下,研究了碱／表面活性剂／缔合聚合物三元复合体系（ASP）的物理化学性质并进行了驱油效果评价。结果表明,缔合聚合物具有良好的耐盐（碱）性,在相同粘度（例如mPa.s)下,用量比部份聚丙烯酰胺三元复合体系的低50％－70％;体系具有良好的抗剪切性,在75d内体系稳定,无相分离的沉淀;缔合聚合物对ASP体系与大庆原油界面张力无明显影响;与部份水解聚丙烯酰胺聚合物相比,缔合聚合物ASP体系表面活性剂在大庆油砂上的静态吸附量较低,但对NaOH的静态吸附量影响;岩心驱替试验结果表明,可比水驱提高采收率20％OOIP以上,因而具有广阔的应用前景。     

志丹双河油区多段塞复合调驱技术研究与应用

针对志丹双河油区低渗裂缝性油藏前期调驱有效期较短的问题,开展了多段塞复合调驱技术研究。 基于不同段塞的调剖和驱油机理,室内进行了筛选与评价。对调驱方案中的施工用量、段塞组合方式、施工排量、施 工压力进行了优化设计。SH69井矿场实践证明,聚合物保护段塞+高固化体系+延膨凝胶体系+延迟交联凝胶体 系的多段塞复合调驱方式,爬坡压力2.2 MPa,能有效提高注水井启动压力0.72 MPa,降低吸水指数1.9m3/(d· MPa),对应油井降水增油效果明显,有效期达6个月以上,实现了调、驱一体化,达到了调整吸水剖面和提高采收率 的目的。     

高浓聚合物黏弹性分析及驱油参数优化

基于高浓度聚合物黏弹性动态力学模型,利用RS600型流变仪测定了不同稀释条件下的高质量浓度聚合物溶液和聚合物溶液母液的黏弹性,分析各因素对高浓度聚合物驱油效果的影响,改进油田用聚合物溶液配制方法,开展相关高浓度聚合物驱油岩心流动实验.结果表明,通过提高水质和配制浓度可获得较好驱油效果.段塞组合注入时,提高第1段塞注聚合物质量浓度可有效封堵大孔喉,保证第2段塞转向进入中小孔喉驱替剩余油.现场应用发现,采用低相对分子质量、高质量浓度聚合物驱油方式可降低开采成本,获得较高注采收益比;结合室内实验研究证实,某油田矿场试验采用相对分子质量为2.5×107、质量浓度为3 000 mg/L的聚合物溶液,注入后油井综合水质量分数由96%降至80%,单井日增油最高达2.8 t,累计增油24 068 t.     

Cr~(3+)聚合物凝胶与水交替注入调驱效果和机理分析——以渤海油田储层条件为例

针对矿场减缓吸液剖面反转技术需求,以渤海油藏储层为模拟对象,以注入压力、含水率和采收率为评价指标,开展了"Cr3+聚合物凝胶+水"交替注入调驱方式增油效果实验及矿场研究。结果表明,调驱剂进入储层中低渗透层,一方面扩大了波及体积,另一方面增加了渗流阻力和吸液启动压力,引起吸液剖面反转。采用"Cr3+聚合物凝胶+水"交替注入调驱方式,不仅有利于增强Cr3+聚合物凝胶前置段塞对高渗透层的封堵作用,还可进一步发挥后续水段塞转向进入中低渗透层后的驱油作用,从而减缓甚至消除调驱剂进入储层中低渗透层后引起的吸液剖面反转现象。LD5-2油田A22井实施"Cr3+聚合物凝胶+水"交替注入调驱工艺后,压力明显提高,有利于增强驱替剂扩大波及体积效果。     

不同尺寸段塞组合等流度二元驱驱油效果评价

辽河油田锦16块实施二元复合驱以来,仍存在部分注入井单层吸液量过大,使注入液在各层中的推进速度不一致,从而导致相应的采油井聚合物质量浓度上升较快的问题。通过室内驱替实验,采用均质岩心和非均质岩心,对比不同段塞组合的等流度二元驱驱油方法在非均质岩心上的驱油效果。结果表明,在相同聚合物用量和总注入孔隙体积倍数条件下,在三层非均质岩心上等流度驱油方法比常规单段塞驱油方法化学驱采出程度高出3.54%;多段塞等流度驱油方法可以明显提高中、低渗层分流率,降低高渗层分流率。因此,合理段塞组合等流度二元驱油方法可有效提高高渗透非均质油藏的采收率。     

正交试验设计法在优化注聚参数研究中的应用

注聚参数的选择是制定聚合物驱开发方案的关键环节,直接决定着聚合物驱开发的成败.根据矿场实践经验,确定了影响双河油田Ⅳ下层系聚合物驱开发效果的敏感因素.根据正交试验设计原理,考虑聚合物浓度、聚合物用量、注入速度、注采比四个因素,每个因素取三个水平,进行正交试验设计,以采收率增量、吨聚增油量和综合指标为评价指标,优化得到最优的注聚参数组合,以减少试验的次数,保证优化结果的科学性.在最优参数组合基础上,设计了不同段塞组合方式,确定了最佳段塞组合方式,为指导双河油田Ⅳ下层系聚合物驱开发提供了科学依据.     

ASP三元复合驱油层适应性研究

在大庆油田油层（温度、水质以及原油等）条件下,以合适于大庆油田的碱／表面活性剂／聚合物（ASP）三元复合体系为例,通过数值模拟和物理模拟相结合的方法,详细研究了油层非均质性（渗透率变异系数VK）和油层韵律对ASP驱油效果的影响。结果表明,ASP驱适于油层相对于均匀的油层,但只要油层非均质变异系数不大于0．85,都可通过提高ASP体系粘度来改善油水流度比、提高油层波及体积来保持其较高的驱油效果。当油层非均质性特别严重,例如油层非均质变异系数大于0．85时,要求ASP体系的粘度很高,才能实现流度控制,当然聚合物的用量会大幅度增加,导致注入困难,经济成本增高,甚至不能开展ASP驱。这种情况下,应先进行调剖,再实施ASP驱。此外,油层的韵律也是影响水驱和ASP驱油效果的重要因素。由于重力作用,正韵律油层水驱效果最差,但ASP驱的效果最好;反韵律油层则相反。其它韵律介于两之间。因此,油层非均质性和韵律特征是两个影响ASP驱技术经济效果甚至成败的重要因素,在开展矿场试验时应引起特别重视。     

C r 3+聚合物凝胶与水交替注入调驱效果和机理分析#br# — — —以渤海油田储层条件为例

针对矿场减缓吸液剖面反转技术需求, 以渤海油藏储层为模拟对象, 以注入压力、 含水率和采收率为 评价指标, 开展了“ C r 3+聚合物凝胶+水” 交替注入调驱方式增油效果实验及矿场研究。结果表明, 调驱剂进入储层 中低渗透层, 一方面扩大了波及体积, 另一方面增加了渗流阻力和吸液启动压力, 引起吸液剖面反转。采用“ C r 3+ 聚 合物凝胶+水” 交替注入调驱方式, 不仅有利于增强C r 3+聚合物凝胶前置段塞对高渗透层的封堵作用, 还可进一步 发挥后续水段塞转向进入中低渗透层后的驱油作用, 从而减缓甚至消除调驱剂进入储层中低渗透层后引起的吸液 剖面反转现象。L D 5 - 2油田 A 2 2井实施“ C r 3+聚合物凝胶+水” 交替注入调驱工艺后, 压力明显提高, 有利于增强驱 替剂扩大波及体积效果。     

二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究

针对大庆油田的典型非均质区块,利用三层正韵律非均质人造岩心,进行了岩心驱替实验,开展了二元与泡沫交替驱油体系室内物理模拟研究,对体系的注入参数进行了优化,并探讨了低界面张力表面活性剂/聚合物(SP)二元体系与泡沫体系交替注入来提高采收率的可行性。结果表明,在水驱采收率接近的情况下,保持驱油体系总注入量一定,低界面张力二元体系与泡沫体系的交替方式不同,提高采收率的幅度不同。单周期注入0.05 PV泡沫基液+0.05 PV N₂+0.10 PV低界面张力二元体系,周期注入量为0.20 PV,交替轮次为3次的注入方式为最优注入方式,该注入方式下交替驱油体系的阶段采收率最高,在水驱的基础上提高了21.82%。     

岩心多孔介质中三元/二元复合驱比较

通过均质长岩心流动实验和非均质岩心驱替实验,得到了化学复合驱中一类ASP三元复合体系（碱/表面活性剂/聚合物）和一类SP二元复合体系（表面活性剂/聚合物）在多孔介质中的阻力系数、粘度、界面张力和驱油效果。结果表明,在地面条件下界面张力和粘度相近的ASP三元体系和SP二元体系,随着在岩心中运移距离的增加,两种体系的界面张力均大幅上升,由10^-3mN/m升高至10^-1～10^2mN/m,并稳定在1mN/m左右。ASP三元体系的界面活性受碱浓度和表面活性剂浓度的双重影响,其界面张力值变化幅度较大。碱对减少聚合物在岩心中的粘度损失影响较大,ASP三元体系与SP二元体系相比,在岩心深部具有较高的粘度保留率和阻力系数值。本实验条件下,利用ASP三元体系改善非均质岩心的驱油效果比SP二元体系更有优势,在含水率为70%时,注入ASP三元体系段塞0.4～0.6PV,其化学驱采收率平均高于SP二元体系5%～7%。     

“SJT-B表面活性剂/聚合物”二元复合体系流动性和调驱效果

为评价"SJT-B表面活性剂/聚合物"二元复合体系的性能,利用现代物理模拟方法,将"碱/表面活性剂/聚合物"三元复合体系和聚合物溶液分别从流动性质、传输运移能力和驱油效果等3个方面,与之进行对比.结果表明,在相同聚合物质量浓度条件下,与三元复合体系和聚合物溶液相比较,"SJT-B表面活性剂/聚合物"二元复合体系的阻力因数和残余阻力因数较大,在多孔介质内传输运移能力较差,调整吸液剖面能力较强,并且调驱采收率增幅更大.     

ASP三元复合体系在孔隙介质中的流变性

利用室内物理模拟的方法,对三元复合体系在多孔介质中的流变行为进行了研究,分析了聚合物、碱、表面活性剂浓度和岩芯渗透率对三元复合体系在多孔介质中的流变特征的影响规律,研究结果认为复合体系在多孔介质中呈现出剪切变稀和增稠双重流变特性,复合体系在多孔介质中出现粘弹流变特征的临界剪切速率随着聚合物浓度的升高而减小,随着表面活性剂和碱浓度的增加而增大。     

聚合物微球调驱工艺优化设计

聚合物微球具有进行深部调驱的性能, 选用纳米聚合物微球与核壳自胶结微球进行室内实验, 对注 入段塞工艺、 不同类型微球组合注入次序与比例以及注入方式进行了系统的优化。结果表明, 相比高质量浓度短段 塞及低质量浓度长段塞, 中等质量浓度中等段塞注入聚合物纳米球工艺综合了以上两种注入工艺的优点, 可以在适 当的时间内获得相对稳定的采收率; 先注入核壳自胶结微球后注入纳米球对于中低渗地层进行深部调驱具有更高 的微球利用率及开发效果, 实验条件下两者的最佳P V数比为1∶1; 间隔注入工艺, 使得微球分布于更为广泛的地 层中, 对于前期形成的新的渗水通道可以进行及时的微球补充, 从而使得采收率持续增长。     

强碱三元复合驱后提高采收率新方法#br# ———以大庆杏树岗油田为例

为了探究强碱三元复合驱后进一步提高采收率的措施,以大庆杏树岗油田为实验平台,以采收率、含 水率和注入压力为评价指标,在恒速和恒压条件下开展了强碱三元复合驱后进一步提高采收率方法增油效果实验 研究。结果表明,强碱三元复合驱后注入高浓度聚合物溶液、无碱二元复合体系和弱碱三元复合体系都可以进一步 提高采收率,其中高浓度聚合物驱增油效果较好。后续注入压力升高幅度愈大,采收率增幅愈大。考虑到大庆油田 储层以及设备耐压能力的制约,结合经济技术效果的综合评价,无碱二元体系更具有应用前景。     

高含水砂岩油藏二类油层聚驱上返研究

针对目前砂岩油藏二类油层开发过程中存在动用程度低、高含水、原油采收率低等问题,提出一套井网、多套层系、注聚开发、逐层上返开发二类油层的方法。对大庆杏十二区葡I1-2层上返注聚孔隙体积、注入速度、注聚合物量、段塞组合等参数进行了优化。结果表明,对杏十二区葡I1-2层进行上返注聚开发,当注入量为1 PV,注入速度为0.16 PV/a,注聚合物量为1 200 mg/L⋅PV,先注入高质量浓度聚合物段塞,再注入低质量浓度聚合物段塞,采收率达到了50.11%,较预测水驱采收率提高了10.1%。     

Experimental study of chemical concentration variation of ASP flooding

A physical modeling system of long slim tube was established. Several pressure measuring and sampling points were laid out at different positions along the tube. Through real-time measurements of pressures and chemical concentrations at different points, the mass transfer and chemical concentration of ASP flooding in porous media are studied. The concentration of chemicals declines gradually during the fluid flow from the inlet to the outlet of the model. The concentration increases in the front edge of the slug faster than the concentration decreases in the rear edge of the slug. The concentration variation of the chemicals is an asymmetrical and offset process. The order of motion velocities of the chemicals from fast to slow is polymer, alkali and surfactant. The motion lag and comprehensive diffusion are strong in the vicinity of the inlet, the motion velocities of the chemicals are high, the difference of flow velocities among the three chemicals is significant and the chromatographic separation of the chemicals is obvious. In the area near the outlet, the comprehensive diffusion and motion lag become weak, the concentrations of the chemicals decrease, the motion velocities of the chemicals are slow, the difference among the motion velocities of the chemicals becomes small, the chromatographic separation is not obvious, the adsorption and retention of chemicals gradually increase as the chemical slug moves further along the tube, the adsorption and retention of polymer is the most serious. Supported by the National Basic Research Program of China (“973” Project) (Grant No. 2005CB221300)