三元复合驱注入井共轭酸解堵增注体系

由于三元复合驱中聚合物、碱的存在,易形成“胶团”状混合物,使注入井堵塞,常规化学解堵技术解堵半径小、有效期短,容易产生二次沉淀且需要返排残酸,大幅增加了措施成本及安全环保隐患。为了解决措施有效期短及残酸返排不环保的问题,研发了三元复合驱注入井共轭酸解堵增注体系。通过扫描电镜及CT三维数字岩心重构,明确了堵塞物的微观形貌及结构特征;通过无机质溶垢及离子络合评价实验,研发出一种共轭酸解堵增注体系。实验结果表明,三元复合驱注入井堵塞物是由聚合物、垢质、蜡胶质形成的多元“团状”聚集体;共轭酸解堵增注体系可实现深部解堵,无二次沉淀;岩心渗透率的恢复率较常规解堵剂提高29.2%,平均措施有效期193 d,措施后无需返排,实现了三元复合驱注入井解堵措施的高效环保。     

复合解堵剂对大庆油田三元复合驱注入井的解堵效果

为改善大庆油田聚合物/碱/表面活性剂三元复合驱主段塞注入后期部分注入井注入压力升高、注入量降低的问题,制备了由无机铵类化合物降解剂和复合酸组成的复合解堵剂体系,研究了该复合解堵剂对三元复合驱注入井堵塞物的室内解堵效果,并在大庆油田进行了现场解堵增注试验。结果表明,复合解堵剂对注入井堵塞 物的溶解效果较好,溶解率大于98%;现场应用时先注入降解剂处理地层中的聚合物团块堵塞,再注入复合酸处理剩余的垢质及机械杂质等堵塞物,对14 口三元复合驱注入井解堵后,初期平均压力降低2.2 MPa、平均日注入量增加12.5 m³、平均有效期183 d。该复合解堵剂对主段塞后期及副段塞阶段因堵塞导致注入能力降的三元复合驱注入井有较好的降压增注效果。表5 参13     

三元复合驱注入段塞组合物理模拟实验研究

选取分子量为1200万、2000万的聚合物，通过室内物理模拟实验，研究三元复合驱注入段塞组合、浓度、大小对驱替效果的影响。实验结果表明：在化学剂用量相近时，高浓度小段塞的采收率比低浓度大段塞高，高分子量聚合物的驱油效果比低分子量聚合物更明显。不同前置和后续段塞优化驱油实验的结果表明，把聚合物、碱、表面活性剂拆分成双段塞(聚合物、碱 表面活性剂)分注比整个三元体系作主段塞单段塞合注采收率高；在碱、表面活性剂用量不变的情况下，注入的聚合物前置段塞(0．1～0．3PV)增大对改善驱油效果有利，前置段塞聚合物浓度应不低于1．2g／L；后续段塞大小一般选择0．2PV，在聚合物浓度不变时．后续段寒大小变化在一定范围内对驱油效果影响不大。图1表4参6     

三元复合驱转油站加热炉火管开裂原因分析

采用扫描电镜、能谱及X-射线衍射仪等方法,分析了材质、腐蚀产物、裂纹及断口的金相组织、微观形貌及成分组成,结合对加热炉工艺及设备概况、工艺条件、输送介质、事故发生过程等要素的全面调查,明确了加热炉火管开裂失效的原因,并提出了相应的防护措施建议。经综合分析后认为:火管外壁附着16~17 cm软质淤积物,以及1~3 cm的硬质碳酸盐垢物,造成内壁热传递受阻,在火管刚脱离耐火砖衬层保护处产生局部过热,形成1~8 mm的黑色高温氧化产物,分层脱落,导致管壁局部减薄至1~2 mm;同时,高温使金相组织粗大的焊缝热影响区产生再热裂纹,最终导致火管焊缝热影响区短期内发生开裂失效。建议改进清垢、清淤措施,避免火管局部温度超过475℃;改善焊接工艺,避免焊缝热影响区组织粗大,以防止类似的事故再次发生。     

三元复合驱物理模拟及优化研究

在常规三元复合体系 (ASP)综合性能评价的物理模拟研究的基础上 ,通过实验探索 :剂用量、段塞尺寸、不同配方等因素对提高采收率值的影响 ,所筛选的配方和实验方案可大幅度提高采收率值。通过ASP驱油效果对比和初步经济评价 ,表明有良好的优势。实验成果对矿场试验有重要的参考价值。     

大庆油田二类油层复合驱注入方式优化

三元复合驱技术在大庆油田的应用对象将主要集中于剩余地质储量相对较大的二类油层。与主力油层相比,二类油层储层物性条件明显变差,平面、纵向非均质性更为严重。针对二类油层非均质性更为严重的特点,系统地开展了二类油层复合驱注入方式优化研究,并找到了一种更适合于二类油层的复合驱注入方式,即不同分子量聚合物组合的高黏度聚合物段塞与低黏度三元体系交替注入方式,并对该注入方式进行了优化研究。研究结果表明,采用该注入方式进一步扩大了复合驱波及效率,提高了复合体系在低渗层的吸液量,有效改善了3种化学剂的利用率。与三元体系笼统注入方式相比,采用该注入方式进一步提高采收率5%（OOIP）,同时化学剂费用降低近20%。     

喇嘛甸油田北东块二类油层三元复合驱油试验效果与认识

喇嘛甸油田北东块二类油层三元复合驱油是在先导性试验成功后进行的三元驱扩大规模的矿场试验, 为分析试验区的试验效果,对试验区油层沉积特征、剩余油分布状况以及三元复合驱油机理进行了研究,认识到将二类油层三元复合驱对象确定为河流相沉积为主的河道砂且有效渗透率不小于0.1 μm2、有效厚度不小于1.0 m的油层具有可观的开发潜力和应用前景.通过采用"高浓度聚合物+三元体系"的注入方式,使油藏内驱替过程中残余油形成油墙,含水下降幅度大、稳定周期长,有效提高了二类油层三元复合驱的试验效果.     

萨北开发区二类油层三元复合驱开发方式优化研究

针对萨北开发区二类油层的地质特点，为探索适合二类油层三元复合驱的井网井距、层系组合方法，优化二类油层进行三元复合驱的开发方式，从开发效果、经济效益等方面进行了详细的论证。总结出以聚驱控制程度为中心，对二类油层采取限定对象、缩小井距、细分层系的开发方式。     

三元复合驱的走向

三元复合驱具有表面活性剂和聚合物驱共同的优点,既能提高驱油效率,又能提高波及体积,还能较大幅度地降低表面活性剂的用量。大庆油田在矿场试验基础上总结出了一系列的配方,试验结果表明,三元复合驱可比水驱提高采收率20%以上,并且经济可行。     

砾岩油藏聚合物驱后二元和三元复合驱的优选

新疆克拉玛依油区七东区发育砾岩油藏,经聚合物驱后虽已进入高含水期,但仍具有较高的挖潜、开发、再利用价值。二元和三元复合驱是砾岩油藏聚合物驱后提高采收率常用的开发方式。利用柱状天然岩心进行室内物理模拟实验,分析对比聚合物驱后二元和三元复合驱的注入压力、含水率、采收率以及微观剩余油分布特征,优化选择砾岩油藏聚合物驱后的开发方式。实验结果表明:二元和三元复合驱的含水率和注入压力相差较小,三元复合驱的采收率略高于二元复合驱;通过紫外荧光显微镜观察二元和三元复合驱后的岩心薄片,分析微观剩余油分布类型,发现三元复合驱后的剩余油分布类型以粒间吸附状为主,容易堵塞渗流通道,开采困难;而二元复合驱后的剩余油分布类型以颗粒表面吸附状为主,对储层伤害较小,对后续开发影响较小。综合考虑采收率、施工成本和储层伤害等情况,最终优选二元复合驱作为研究区聚合物驱后的开发方式。     

降低三元复合驱化学剂用量研究

在保证三元复合体系综合性质不变的前提下 ,采用复配技术来降低碱及主表面活性剂的用量。通过碱的复配 ,可使强碱的用量降低一倍。利用烷基芳基磺酸盐 (TD)与生物表面活性剂 (RH)的复配 ,可使主表面活性剂的用量减少 2 5 %～ 75 %。在降低聚合物用量研究中 ,主要研究了不同分子量聚合物与体系粘度的关系 ,同时筛选出了具有较强抗碱、抗盐能力的新型缔合聚合物NAPS ,在同样粘度下 ,可比普通聚合物 (大庆助剂厂产分子量为 14 0 0× 10 4聚丙烯酰胺 )用量降低 5 0 %以上。室内物理模拟实验及成本估算研究表明 ,所筛选的新配方可比目前实施的矿场注入配方中化学剂投资成本降低 2 6 %     

井网连通性对三元复合驱调剖效果的影响

针对三元复合驱低效、无效循环日趋严重的问题,以大庆油田二类油层作为研究对象,设计了7组“1注4采”平板岩心模拟实验,研究井网连通性对调剖效果的影响。实验结果表明,调剖措施可有效控制优势通道的窜流,一向、两向、三向连通、优势通道高渗层(角井1)调剖后的分流量比调剖前分别下降了69.9%、60.2%、33.2%、71.1%;优势通道模型最终采出程度65.82%,调剖阶段提高了23.54%,为大庆油田三元复合驱调剖方案设计提供了技术支持与理论依据。     

强碱三元复合驱分子量调节器结构优化

大庆油田三元复合驱驱替对象已经逐步转向二、三类油藏,采用笼统注入方式导致油藏动用程度不均,影响三元复合驱的开发效果。在此基础上优化设计低渗透层分子量调节器,利用控制变量法分别改变喷嘴收缩段角度、圆柱段长度、扩散段角度、喷嘴扩散角度并建立模型。应用Fluent软件模拟模型流场特性,得到低压降、高黏损的模型。数值模拟与对比分析表明:收缩角度为30°的模型在同等压降下黏损率相对较大,满足现场需求,为分子量调节器结构优化提供了理论依据。     

萨北开发区二类油层三元复合驱开发方式优化研究

针对萨北开发区二类油层的地质特点,为探索适合二类油层三元复合驱的井网井距、层系组合方法,优化二类油层进行三元复合驱的开发方式,从开发效果、经济效益等方面进行了详细的论证,总结出以聚驱控制程度为中心,对二类油层采取限定对象、缩小井距、细分层系的开发方式.     

杏四区块三元复合驱优化节能技术

三元复合驱开始工业化以来,为了降低工程中的能源消耗,总结强碱三元复合驱集输、油水处理及注入的经验,开展了多项新技术、新工艺及新设备研究。采取的主要措施有:采用三管及五管集输工艺,优化原油处理工艺及建站模式,简化配注工艺,应用可再生填料三相分离器、机械式自动除垢加热缓冲组合装置、多相旋流除砂装置等新设备,利用已建站场的剩余能力。某采油厂产能项目建设投产以来,在节电、节气、节省运行费用及一次性建设投资等方面,都取得了良好的效果,有效地实现节能降耗,减少工程投资的目的。     

优选三元复合驱注入段塞组合参数的新方法

根据大庆油田实际开发特点建立了理想地质模型,通过数值模拟方法分析主段塞、副段塞、前置段塞和后置段塞的碱、表面活性剂和聚合物三元复合体系化学剂含量、段塞大小等共12个因素对采收率增幅的影响规律,用多元非线性混合回归方法求得采收率公式,并利用函数最优值理论求得最大采收率及对应各个段塞因素的数值。研究结果表明:12个段塞因素与采收率呈现非线性关系,由此得出二次多元非线性回归公式,用函数最优值法求得的最大采收率为66.525%。用数学方法形成了一套三元复合驱前置段塞、主段塞、副段塞、保护段塞化学剂大小、化学剂配方优选方法,对三元复合驱数值模拟应用性研究具有重要意义。     

大庆油田二元、三元复合驱油体系的研究

根据提高石油采收率的需要,筛选确定了适合于大庆油田的驱油用表面活性剂,通过考察表面活性剂浓度、牺牲剂浓度、聚合物浓度等对驱油体系界面活性及黏度的影响,得到了适合大庆油田的SP二元、ASP三元驱油体系,对该二元和三元体系的驱油性能进行了研究.实验结果表明:SP二元体系、ASP三元体系与原油间的界面张力均随表面活性剂浓度的增加先降低后缓慢上升,且都可达到10-3级超低界面张力;磷酸钠浓度在0g/L～6 g/L之间变化时,随着浓度的增加,体系黏度略有下降,油水问界面张力先下降后上升.且在浓度2 g/L时最低;随聚合物溶液浓度增加,体系黏度均增大,在相同聚合物浓度下,SP二元体系黏度明显高于ASP三元体系.驱油实验结果表明,所选择的十种驱油体系中二元体系的驱油效果好于三元体系,弱碱三元体系的驱油效果好于强碱三元体系;加入牺牲剂的驱油体系的驱油效果与不加牺牲剂相差不多,但可以降低活性剂用量30%～50%.现场试验结果表明应用二元体系驱油的采出井检泵周期明显高于三元采出井检泵周期,节约了作业成本.     

碱／表面活性剂／聚合物三元复合驱方案的设计与优化

以能与大庆原油产生超低界面张力的碱／表面活性剂／聚合物三元复合驱油体系为例，介绍了三元复合驱方案的设计与优化方法，包括化学剂碱、表面活性剂、聚合物的筛选及浓度确定，驱油试验效果评价，油层流体的筛选以及油层岩石矿物组成的优选     

三元复合驱采出水性质及稳定性机理研究

通过对大庆油田二厂南四-8(弱碱)和四厂三元-6(强碱)三元复合驱采出水水质、含油量-沉降时间关系和驱油剂-油滴粒径关系等进行测定分析,得到了三元水的基本性质及驱油剂对其稳定性的影响。碱对三元水稳定性影响具有双重性,随着碱量增大,小粒径油滴分布增多,少部分油滴粒径已达到胶体粒径范围,碱量增到一定值,采出水油滴会发生聚并而分离;表面活性剂降低油水界面张力,促进油滴分散,其长链分子间存在斥力,可阻碍油滴聚并;聚合物增加采出水黏弹性,增大油滴聚并阻力,减小上浮速度。碱和表面活性剂的协同作用可使原油中的活性物质发生皂化,同时碱在一定程度上促进了聚合物自身水解,增大界面活性,使得采出水稳定性增强。     

强碱三元复合驱面临的问题及解决对策

强碱三元复合驱暴露出许多需要解决的技术问题,如三元采出井有结垢、卡泵、杆断现象,检泵周期明显缩短.前期的矿场试验虽然在防除垢方面取得了一定的研究成果,但还存在一定的不足,如三元复合驱分注工艺及结垢规律的摸索、防垢剂的加药方式和合理的加药周期等均成为制约三元复合驱高效开采的主要因素.