胜利油田高温高盐稠油油藏复合驱技术

为提高胜利油田孤岛油田东区油藏化学驱油体系的耐温性、抗盐性、增黏性,研制了新型二元复合驱油体系。根据聚合物驱水油黏度比与提高采收率的关系,确定了聚合物的合理黏度,利用动态界面张力分析,研究了驱油体系各组分之间的相互作用。实验结果表明：油藏条件下分子质量为22×10⁶的超高分子质量聚丙烯酰胺可满足驱油要求;石油磺酸盐（SLPS）与烷醇酰胺类非离子表面活性剂（GD-1）复配能大幅度提高体系的界面活性和抗钙能力;高效二元复合驱配方为0.18%聚合物+0.2% SLPS＋0.2% GD-1,室内提高采收率17.4个百分点。孤岛东区Ng3-4二元复合驱先导试验于2011年实施,试验后综合含水率从94.7%降至80.9%,日产油由279t/d增至778t/d,截至2016年8月,试验区已累计增油65×10⁴t,提高采收率6.0个百分点,预测可提高采收率11.3个百分点。研发的新型二元复合驱油体系可满足胜利油田高温、高盐稠油油藏开发的需要,先导试验的成功为同类油藏大幅度提高采收率研究提供了借鉴。     

聚驱后油层提高采收率驱油方法

大庆油田已开展了聚驱后高浓度聚驱和三元复合驱现场试验,这2种驱油方法虽可取得一定的技术效果,但聚合物用量大、经济效益低。为实现低成本高效开采,在深刻认识聚驱后油层特点的基础上,依据堵调驱相结合的技术路线,应用物理模拟实验和配方优化技术,进一步研究了3种新型驱油方法：①"调堵剂+驱油体系"组合注入驱油方法,该方法通过低初黏凝胶调剖后再注入三元体系,特点是可大幅降低聚合物用量,较单纯三元复合驱可提高采收率2.1%,节省聚合物用量25%;②研发了非均相复合驱油体系,该体系由连续相三元溶液和非连续相PPG颗粒组成,可实现动态调整、动态驱替,聚驱后非均相复合驱可提高采收率13.6%,较三元复合驱可提高采收率3.4%;③研发了聚驱后插层聚合物复合驱驱油方法,插层聚合物具有残余阻力系数大于阻力系数的特点,调堵能力强于普通聚合物,聚驱后可提高采收率15.9%。鉴于上述3种新型驱油方法室内实验取得的较好效果,且较普通三元复合驱大幅降低化学剂用量,拟开展现场试验以提高油田采收率。     

基于储层孔喉匹配的非均相复合驱技术研究与矿场实践 ——以胜坨油田一区沙二段1-3砂组聚合物驱后单元为例

非均相复合驱油体系与储层孔喉匹配性是实现驱油体系有效注入和大幅度提高原油采收率的关键因素,基于物理模拟研究,建立黏弹性颗粒驱油剂与多孔介质孔喉匹配关系图版。优选胜坨油田一区沙二段1-3砂组聚合物驱后油藏典型单元作为先导试验区,在目标储层孔喉特征分析的基础上,依据所建立的匹配关系图版,研制适合目标储层的黏弹性颗粒驱油剂,联同聚合物与阴非两性表面活性剂构建适合目标储层的高效非均相复合驱油体系。研究结果表明,非均相复合驱技术能有效动用不同类型、不同孔径孔隙中的剩余油,提出非均相复合驱油体系对剩余油的微观动用机制。矿场实践证实,试验区注入井注入压力上升了4.7 MPa,启动压力上升了5.1 MPa,平均阻力系数达1.7,矿场油藏压力分布更加均匀,驱替更加均衡;截至2020年5月,试验区已取得显著降水增油效果,生产井综合含水率下降了6.3%,日产油量由39 t/d升至141 t/d,数值模拟预测在聚合物驱后可进一步提高原油采收率7.6%,非均相复合驱技术具有广阔的推广应用前景。     

非均相复合驱油体系设计与性能评价

为进一步提高聚驱后油藏采收率,针对聚驱后油藏非均质性强、剩余油普遍分布的特点,提出了非均相复合驱油体系。非均相复合驱油体系包括黏弹性颗粒驱油剂（PPG）、表面活性剂和聚合物。通过研究黏弹性颗粒驱油剂的溶胀能力、黏弹性、滤过能力和在岩心中运移性能,及其与表面活性剂、聚合物之间相互作用,得到了适合于胜利高温高盐油藏和聚合物驱后油藏的非均相复合驱油体系1000 mg/L PPG＋1000 mg/L聚合物＋0.3％胜利石油磺酸盐＋0.1％非离子表面活性剂1709。结果表明,PPG可遇水溶胀,耐盐性能好,在油藏中具有封堵和运移性能,较单一聚合物能够更好地提高波及体积。在含水98％条件下注入0.3倍孔隙体积的非均相复合驱油体系,聚合物驱后提高采收率13.6%(OOIP)。该体系可应用于高温高盐油藏或聚合物驱后油藏大幅度提高采收率。     

聚合物驱后井网调整与非均相复合驱先导试验方案及矿场应用——以孤岛油田中一区Ng3单元为例

为了进一步提高聚合物驱后油藏原油采收率,提出了井网调整与非均相复合驱相结合的提高采收率方法,并在孤岛油田中一区Ng3单元开展了先导试验。根据试验区油藏特点,将原井网调整为变流线强波及的135 m×150m行列式井网;研制了由粘弹性颗粒驱油剂B-PPG、聚合物和表面活性剂配制而成的非均相复合驱油体系,2010年7月,试验区新钻油井投产,新水井投注,于2010年10月开始注入前置调剖段塞。矿场应用效果显著:注入井平均注入压力上升了2.6 MPa,启动压力平均上升了2.7 MPa,霍尔阻力系数达2.2;流线分布更均匀,驱替更均衡;试验区总产油量由4.5 t/d上升到81.2 t/d,油井综合含水率下降了18.5%,截至2013年2月,已累积增产原油4.3×104t,提高采收率3.5%。     

非均相复合驱油体系驱替特征研究

针对聚合物驱后油藏缺乏有效提高采收率接替技术的问题,研发了新型非均相聚合物驱油剂PPG产品。通过长岩芯驱替实验考察了PPG产品的运移能力;利用微观物理模型对比了聚合物驱后油藏条件下二元驱与PPG驱的驱油效果。结果表明,聚合物驱后再用PPG驱波及能力最强,聚合物驱后再用二元驱的洗油效率高。将两种体系叠加,配制PPG与聚合物及表面活性剂形成的非均相复合驱油体系,在聚合物驱后再用非均相复合驱油体系驱可进一步提高采收率达10％以上。     

聚合物驱后油藏井网重组与化学驱复合增效技术——以孤岛油田中一区Ng3单元为例

针对聚合物驱后油藏面临的继续提高采收率的难题,以孤岛油田中一区Ng3层系为例,提出了井网重组与非均相复合驱复合增效技术。针对聚合物驱后油藏非均质性进一步增强、剩余油分布更加分散、复杂和多样化的特点,采用流线调整、扩大波及的原则,进行层系井网重组,驱油体系采用强调强洗的非均相复合驱。研究和现场应用表明,采用井网重组与非均相复合驱增效技术,能够大幅度提高聚合物驱后油藏采收率。     

胜利油田提高采收率先导试验获突破

胜利油田目前正在实施的＂聚合物驱后井网调整非均相复合驱先导试验＂获得突破,这一方法可使采收率大幅提高,预计最终采收率可达63.6%。这项先导试验实施不到两年,试验区日产油量由4.5 t上升至55.3 t,累计增油2.25×104t,提高采收率1.83百分点。     

不同化学驱油体系微观驱油机理评价方法

为了分析胜利油田应用的3种化学驱油体系的微观驱油机理,并对其非均质油藏的适用性进行评价,利用微观刻蚀模型润湿性7级控制方法和波驱贡献比分析方法,结合现场情况,借助微观模拟驱油试验,开展了不同润湿性条件、非均质性条件和不同驱替阶段的化学驱油机理研究,建立了利用波驱贡献比评价化学驱油体系微观驱油机理的方法。试验表明:聚合物和二元复合体系在非均质级差1:9模型试验中水驱后采收率提高不足10%,平均波驱贡献比小于1.5,扩大波及的能力弱,主要驱油机理无法发挥;在各组非均质渗透率级差模型试验中,新型非均相复合体系的平均波驱贡献比大于3,说明其在非均质条件下扩大波及的能力强,主要是凝胶颗粒间歇式封堵和转向式扩大波及共同作用的结果。微观运移特征和驱替方式研究及现场试验表明,聚合物驱后的非均质油藏实施非均相复合驱,可以大幅度提高驱油效率和波及系数。      

中高渗胶结油藏聚合物驱后非均相复合驱技术

双河油田始新统核桃园组Ⅳ1-3层系具有高温和中高渗的特点,聚合物驱后进入特高含水阶段,需要进一步提高采收率技术。非均相复合驱油体系兼具扩大波及体积和提高洗油效率的作用,可以有效调整剖面,控水增油。基于黏弹性和界面活性,研究了非均相复合驱油体系的长期热稳定性,利用单根岩心研究其注入性和运移方式,利用双管并联岩心驱替实验评价其驱油效果。研究结果表明,非均相复合驱油体系为黏弹性复合体系,弹性占主导地位。其黏度较聚合物驱油体系高58%~197%,弹性模量较聚合物驱油体系高67%~227%。界面张力处于10^-3 mN/m数量级,具有良好的洗油作用。非均相复合驱油体系具有良好的长期热稳定性,老化180 d后,黏度和弹性模量保留率超过100%,界面张力仍处于10^-3 mN/m数量级。非均相复合驱油体系注入性好,能够在高强度聚合物驱后进一步提高采收率16.93%。非均相复合驱油体系的运移方式为运移、堆积、封堵、变形通过,通过启动低渗区被毛细管力束缚的剩余油,使油相饱和度显著降低。将非均相复合驱的应用范围从低温、高孔高渗疏松油藏拓展到了高温、中高渗胶结油藏。     

微生物+化学复合驱提高高凝油油藏采收率室内实验

针对高凝油油藏析蜡冷伤害、水驱采收率低的问题，运用微生物高通量测序分析、化学驱实验评价方法，利用岩心物理模拟与CT扫描等手段，提出了微生物+化学复合驱组合提高高凝油采收率技术，研制了微生物化学复合驱配方，该体系兼有化学驱大幅度提高驱油效率及微生物降低原油蜡质组分双重优点，最后通过物模实验优化了微生物与化学驱配方段塞组合。实验结果表明：微生物+化学复合驱较水驱提高驱油效率35.19个百分点，较单一化学复合驱可提高驱油效率7.27个百分点，单位质量聚合物增油量提高了1.16 t/t。该研究为高凝油油藏开发后期方式转换、提高采收率提供有效接替技术。     

新型非均相复合驱油方法

利用流变仪、界面张力仪、激光粒度仪、微观驱油和驱油物理模拟等装置,通过实验筛选出了驱油用黏弹性颗粒驱油剂（PPG）样品,评价了其应用性能;研究了PPG与聚合物及表面活性剂间的相互作用规律,设计了非均相复合驱油体系,评价了其在胜利油田高温高盐、聚合物驱后油藏条件下的提高采收率效果。结果表明,驱油用PPG能够在多孔介质中运移并通过在孔喉处的堆积-堵塞-压力升高-变形通过来改变已形成的优势通道,具有比聚合物更强的扩大波及能力。PPG与聚合物复配后能够增强体系的黏度与黏弹性能,因而PPG与表面活性剂和聚合物组成的非均相复合驱油体系具有比聚合物驱更强的扩大波及体积能力和与复合驱相似的洗油能力。在双管模型渗透率级差为（1000∶5000）×10^-3 μm² 时,在胜利油田高温高盐油藏条件下可提高采收率22.5%,在胜利油田孤岛中一区Ng3聚合物驱后的油藏条件下,可进一步提高采收率19.1%。     

王集油田普通稠油非均相复合驱油体系优化与评价

针对王集泌161区块的油藏特点，进行了非均相复合驱技术研究。根据聚合物的浓度、温度、长期热稳定性以及矿化度对黏度的影响，优选了WJ-1聚合物；优选的表面活性剂X161-5质量浓度为500～3 000 mg/L时，界面张力均可达到10^-3 mN/m数量级。岩心驱油试验表明，非均相复合驱油体系(聚合物+表面活性剂+PPG)比单一聚合物、二元复合体系(聚合物+表面活性剂)、非均相体系(聚合物+PPG)采收率分别提高9.07%、4.12%和3.05%；当岩心渗透率级差为3∶1时，设计前置和后置段塞对高渗层进行Ⅱ型PPG的调驱(主段塞用Ⅰ型)，和均用Ⅰ型PPG相比，调驱采收率可提高3.03%。     

非均相复合驱数值模拟方法研究与应用

非均相复合驱是一项应用于聚合物驱后油藏进一步提高采收率的化学驱方法,其主要的驱替剂为预交联凝胶颗粒B-PPG、聚合物和表面活性剂。从室内实验结果看,B-PPG颗粒的物理化学性质及驱油特征与聚合物有着明显的区别。传统的化学驱数学模型与应用软件无法准确描述其驱油机理。为深入研究非均相复合驱体系的驱油机理,基于室内实验的认识,引入了颗粒通过因子的概念,描述B-PPG颗粒的非连续性运移特征,并修正了残余阻力系数的数学表征方式,建立了新的数学模型,进行了快速求解算法研究和软件实现。算例测试表明,新的数学模型较好地反映了预交联凝胶颗粒的驱油机理,拟合了室内实验结果,并实现了矿场的拟合、跟踪应用。     

双河油田Ⅲ类油藏交联聚合物驱先导试验评价

河南油田要实现东部老油田稳产,需要采用化学驱技术动用Ⅲ类储量以上的高温油藏,实现对Ⅰ类、Ⅱ类储量的化学驱产量的整体接替。为此在油藏温度为93.7℃的Ⅲ类油藏双河Ⅶ1-3层系选取了5个井组开展了高温油藏交联聚合物驱先导试验。先导试验结果表明:交联聚合物体系注入性、地下长期稳定性能良好,现场动态表现出见效时间晚、见效高峰期长、后续水驱期间含水回升速度慢的动态特征。与聚驱效果好的Ⅱ类油藏双河Ⅳ1-3层系对比,表现出产油倍数高、含水下降幅度接近的特点。截至2016年2月,交联聚合物驱已增油6.19×10~4t,阶段提高采收率6.11个百分点,预测最终提高采收率8个百分点以上,增油效果和提高采收率幅度优于Ⅱ类储量双河Ⅳ1-3层系聚合物驱。     

海上稠油油田非均相在线调驱提高采收率技术 ——以渤海B 油田E 井组为例

针对海上平台寿命有限、平台空间狭小、聚驱产出液处理困难等特点,提出应用非均相调驱技术提高采收率的思路。利用纵向三层非均质物理模型,考察了水驱后、聚驱后、二元复合驱后不同非均相体系驱油效果,结合驱替后岩心剩余油分布情况,分析非均相调驱与常规聚合物驱在驱油机理上的差异。研究结果表明:无论是水驱后、聚驱后、二元复合驱后,非均相调驱都能大幅度提高采收率,采收率增加值分别在6.95%、9.57%、11.46% 以上;在相同浓度非均相体系条件下,先溶胀后注入和先注入后溶胀2 种不同注入方式驱油效果基本一致,说明体系在岩心内可以达到与室内静态评价溶胀相同的效果;分散相粒径大小对于驱油效果的影响至关重要,大颗粒偏重于“调”,小粒径偏重于“驱”。聚驱后油藏剩余油分布更加零散,进一步提高采收率的潜力主要在低渗透层,单纯依靠提高驱油体系的洗油效率不足以提高其动用程度,需要进一步扩大驱油体系的波及体积。     

河南双河油田弱碱三元复合驱矿场试验效果

河南双河油田综合含水高达95.2%,采收率高达45.8%,已接近开发极限。为改善高含水、高采出程度油藏开发效果,2010年在双河油田Ⅳ5-11层系开展弱碱三元复合驱油先导性矿场试验。试验表明,弱碱三元复合体系与油层及流体有较好的配伍性,不会造成对地面流程及油层的伤害。实施三元复合驱后,双河油田IV5-11层系综合含水率由97.8%下降到91.6%,产油量由38.8 t/d上升到166.3 t/d,试验区已累计增油23.73×104t。实践证明弱碱三元复合体系可以大幅度提高"双高"油藏采收率。     

基于密闭取心井的非均相复合驱后剩余油分布特征与变化规律——以孤岛油田中一区Ng3为例

自2010年胜利油田在孤岛油田中一区Ng3开展非均相复合驱先导试验以来,非均相复合驱技术的应用规模不断扩大,已成为老油田进一步提高采收率的化学驱主导技术之一。尽管非均相复合驱在孤岛油田中一区Ng3取得了成功,但非均相复合驱后剩余油分布特征、非均相复合驱油藏动用规律成为其推广实施中亟待解决的关键问题。为此,基于密闭取心井资料,系统分析非均相复合驱后剩余油分布特征,并与非均相复合驱前的对比,总结非均相复合驱油藏动用规律。研究结果表明：非均相复合驱后的孤岛油田中一区Ng3平均剩余油饱和度为28.3%,高剩余油饱和度样品多发育在正韵律储层顶部及夹层附近;剩余油微观赋存形态以浸染状为主。与非均相复合驱前相比,非均相复合驱后平均剩余油饱和度降低7%,平均驱油效率提高13.1%,非均相复合驱垂向动用更均衡,正韵律储层顶部与底部剩余油饱和度差异减小。     

全过程调剖技术与三元复合驱协同效应的动态特征

三元复合驱技术提高采收率幅度远高于聚合物驱技术,对于高含水、高采出程度的中国东部老油田具有明显的技术优势。但是三元复合驱技术现场应用时,出现明显的"低界面张力窜流"现象,导致三元复合体系渗流阻力系数小、注入压力低、产出液聚合物浓度高的动态特征。以交联聚合物体系为调剖剂的化学驱全过程调剖技术,具有渗流阻力高、波及能力强的特点,可以克服和弥补低界面张力窜流现象,解决三元复合驱过程中的窜流和后续注水快速指进的问题。现场应用结果表明,全过程调剖技术和三元复合驱技术配套应用,产生良好的协同效应,可以在扩大波及体积的基础上大幅度提高驱油效率,取得优异的增油降水效果,最终提高油藏采收率。     

无碱二元复合体系驱油特性研究

针对高温高盐油藏化学驱的需要,研究了一种无碱二元复合驱油体系。该驱油体系由0.175%缔合聚合物和0.2%高界面活性表面活性剂组成。抗温抗盐性能评价试验表明,在矿化度30000mg/L和温度75℃以下,该体系可以同时获得40mPa.s以上的粘度和超低界面张力。非均质岩心模拟驱油试验证实,水驱达到含水70%时,该二元体系可以继续提高34%的采收率。在化学驱阶段,二元复合驱和聚驱可以获得大致相当的采收率,并且在后续水驱阶段还可以额外贡献约6%的采收率。同时发现采用缔合聚合物的聚驱和二元复合驱有两个明显的含水漏斗。