渤海油田聚合物驱提高采收率技术研究及应用

在我国海上油田实施聚合物驱提高采收率是一项具有战略意义的举措,对于海洋石油的发展具有重要意义。在海上油田实施聚合物驱技术面临三大挑战:缺乏淡水资源,常规聚合物不能满足要求;海上平台空间有限,对注聚设备有特殊要求;井网、井距和层系调整困难。文中介绍了针对渤海绥中36-1油田开展的聚合物驱室内研究和矿场试验的情况和效果。聚合物驱技术在绥中36-1油田的成功实施实现了三个重要突破:①首次在国内海上油田开展了聚合物驱矿场试验;②率先以疏水缔合聚合物作为驱油剂进行矿场使用;③取得了单井聚合物驱试验显著的增油效果。实践表明该项技术在海上油田目前生产条件下实施是可行的,对于海上油田聚合物驱技术的应用和推广具有重要的指导意义。     

绥中36—1油田注入水水质对疏水缔合聚合物溶液粘度的影响

针对绥中36-1油田注入水水质状况,研究了注入水矿化度、主要金属离子含量、悬浮物含量、含油量、残留聚合物、水处理剂及pH值等因素对疏水缔合聚合物(AP-P4)驱油剂溶液粘度和热稳定性的影响。绥中36-1油田注入水矿化度、钙镁离子含量、铁离子含量、悬浮物含量及pH值比较有利于疏水缔合聚合物溶液粘度的保持;而残留聚合物、含油量、水处理剂中的反相破乳剂和浮选剂是影响疏水缔合聚合物溶液粘度的主要因素。     

适用于高渗稠油的缔合型聚合物驱室内效果评价

针对渤海海上稠油水驱采收率较低的问题,研究了疏水缔合型聚合物AP-P4溶液的驱油效果.结果表明:随着原油黏度的增加,水驱和聚合物驱的采收率均降低;采收率增幅先降低后增加再降低.原油黏度在100～300mPa-s时,AP-P4聚合物采收率增幅大于7％.随着AP-P4溶液浓度增加,剪切后溶液的阻力系数Fr和残余阻力系数Frr逐渐增加,Frr可达2.3～14.5,在高渗透多孔介质中建立高渗流阻力的能力较好.可以降低AP-P4溶液在稠油油藏聚合物驱中所需的溶液黏度,有助于降低聚合物溶液的浓度.在渤海典型稠油油藏的现场试验取得了明显的降水增油效果,为缔合型聚合物提高高渗稠油油藏的采收率提供了理论和应用依据.图3参5     

渤海稠油油田聚合物驱影响因素研究及现场试验

由于海上稠油油田开发的特殊性,聚合物驱技术的应用面临着挑战和风险。根据渤海稠油油藏的特点,利用聚合物驱数值模拟软件研究了缔合聚合物驱提高采收率效果的主要影响因素,包括注入参数、油层非均质性、地层原油粘度、注入时机、井网井距等,并将得到的规律性认识和结论用于指导渤海稠油油田聚合物驱现场试验。结合单井聚合物驱试验的经验教训,对SZ36-1油田开展了五点法井组聚合物驱现场试验,目前已显示出良好的降水增油态势,表明聚合物驱提高采收率技术在渤海稠油油田具有良好的应用前景。     

用于锦州9-3油田驱油技术的聚合物评价

聚合物驱油技术适用于非均质的中质和较重质油藏,与其他提高采收率技术比较起来相对简单,更符合海上油田安全环保要求。根据渤海锦州9-3油田油藏特性和聚合物结构性能,结合海上平台特点,研制出具有高效增黏、较好的抗剪切性、良好流动性和驱油效果的高抗盐聚合物3640D。该聚合物首次用于海上油田单井聚合物驱先导试验见到了显著的增油降水效果,正在进行中的井组聚合物驱试验也已初步显示出增产效果,表明聚合物3640D作为锦州9-3油田的驱油剂在技术上是可行的,在海上类似油田的聚合物驱技术中具有广阔的应用前景。     

渤海SZ 36-1油田注聚井聚合物吸附规律

聚合物在地层孔隙中的吸附滞留会导致岩心渗透率下降甚至出现堵塞,本文针对渤海SZ 36-1油田聚合物驱井用的疏水缔合聚合物AP-P4,利用紫外分光光度计,在建立了聚合物溶液吸光度标准曲线基础上,探究了聚合物浓度、砂砾粒径、剂砂比以及温度对其静态吸附的影响规律;通过测试岩心损害率得到聚合物动态滞留规律。研究结果表明,疏水缔合聚合物AP-P4的静态吸附量随注入聚合物浓度的增加,砂砾粒径的减小及剂砂比的增大而增大,随温度的升高,吸附量逐渐减少;岩心损害率随岩心渗透率的减小而增大,随聚合物浓度的增大而增大,渗透率为161×10~(-3)μm~2的岩心经2000 mg/L的AP-P4溶液驱后损害率高达99.58%,说明疏水缔合聚合物AP-P4在岩心内发生了严重的吸附滞留,造成岩心渗透率明显下降。图7表4参15     

疏水缔合聚合物与储层适应性对采收率的影响

以疏水缔合聚合物为代表的抗盐型聚合物在油田提高采收率实践中获得了良好增油降水效果。但是矿场实践中往往只重视聚合物溶液视黏度,而忽视聚合物溶液中聚合物分子聚集体与储层孔隙和非均质性间的匹配关系。以SZ36-1油田储层地质特征和流体为研究对象,开展了疏水缔合聚合物缔合程度及其调节方法研究,在此基础上进行了储层非均质性与疏水缔合聚合物缔合程度适应性评价。结果表明,在浓度为1750 mg/L的AP-P4溶液中加入β-环糊精(β-CD),β-CD加量由0增至0.08%时,β-CD/AP-P4体系的黏度由172.1 m Pa·s降至7.7 m Pa·s,聚合物分子线团尺寸由1078.2 nm减至500.1 nm,与之相适应的岩心渗透率极限由1500×10-3μm2降至150×10-3μm2。由此可见,加入β-CD可以调节疏水缔合聚合物溶液中超分子聚集体尺寸及其大小分布,进而改善其与储层岩石孔喉间匹配关系。岩心非均质性不同,与之相适应疏水缔合聚合物缔合程度也不同。只有驱油剂体系与岩心孔喉相匹配时,采收率增幅才能达到最大。     

疏水缔合聚合物与渤海储层非均质性适应性研究

疏水缔合聚合物凭借良好的抗盐、抗剪切性在聚合物驱和调剖堵水中发挥重要作用的同时面临着油藏非均质性适应性问题。本文以渤海某油藏储层特征和流体性质为研究平台,在确定了疏水缔合聚合物AP-P4与目的储层孔喉配伍性的基础上,通过分析三管并联岩心(渗透率分别约4、1.5、0.5μm2)实验中的聚合物浓度变化对小层分流率和驱油效果的影响,开展了疏水缔合聚合物与储层非均质性的适应性研究。结果表明,随AP-P4浓度的增加,聚合物溶液的黏度和分子线团尺寸增大,相近渗透率下的阻力系数和残余阻力系数增大。AP-P4浓度为1500、1750和2000 mg/L时,与其相对应的岩心渗透率极限分别为1150×10-3、1500×10-3和1780×10-3μm2。聚合物浓度变化不仅会影响剖面反转时机,还会影响聚合物溶液在各小层中的驱替能力。聚合物浓度在1500~2000 mg/L范围内,随着聚合物浓度增加,聚合物与储层非均质性适应性变差,中、低渗透层受效波及区域减小,剖面反转时机提前,采收率呈现出先增加后减小的趋势,在聚合物浓度为1750 mg/L时实验增油效果最好,表明疏水缔合聚合物与储层非均质性的适应性对原油采出程度至关重要。     

超高分子缔合聚合物溶液特性及驱油效果研究

为了提高胜利油田高温高含盐Ⅲ类油藏的聚合物驱效果,开展了耐温抗盐超高分子缔合聚合物AP-P5溶液的特性及驱油效果研究.在温度为85 ℃、地层水矿化度为32 868 mg/L的Ⅲ类油藏条件下,对AP-P5的基本物化性能进行了评价,测试了AP-P5溶液的黏度-浓度曲线,用光散射仪测定了AP-P5溶液的流体力学半径分布,并通过混合聚合物和石英砂,研究了溶液的吸附性,最后利用岩心物理模拟试验研究了AP-P5的注入渗流特性和驱油效果;在胜利油田坨28区块进行了现场试验,分析了AP-P5溶液的注入曲线和注入后该区块的生产曲线.试验发现,AP-P5与普通缔合聚合物DH3相比,相对分子质量高一倍,缔合单体含量低58%,无明显的临界缔合浓度,流体力学半径更小,吸附量小30%,注入压力低50%,采收率提高率高3.9百分点;不过,现场试验还在继续,目前尚无明显的降水增油效果.研究表明,AP-P5溶液特性优良,在地层中比普通缔合聚合物更容易形成活塞式推进,驱油效果更好.      

渤海绥中油田J3井疏水缔合聚合物驱数值模拟研究

为了进一步提高渤海油田J3井区缔合聚合物驱的技术经济效果,在渤海油田室内配方和先导性矿场试验研究基础上,利用化学驱油藏数值模拟软件FAPMS,分析和研究了高浓度缔合聚合物前置段塞、主段塞的大小和浓度以及段塞组合方式对驱油效果的影响,优化设计了渤海绥中油田J3井区块矿场试验的最佳注入程序及段塞大小。结果表明,通过对不同浓度的疏水缔合聚合物注入的前置段塞及主段塞和梯度式后续段塞的优化后,原油采收率比未优化时提高了约10个百分点。研究表明,渤海油田应该高度重视聚合物驱的注入方式和段塞优化设计,进一步提高聚合物的技术经济效果。     

水基阳离子聚合物(PF—Plus)泥浆在渤海绥中36—1油田的应用

PF—Plus水基阳离子聚合物泥浆是属于水包油乳化型泥浆。本文介绍了在渤海绥中36—1油田试验区未打开发井前,中海石油技术服务泥浆公司与北京石油勘探开发科学研究院共同研究,进行了大量室内模拟试验,终于使PF—Plus水基阳离子聚合物泥浆达到了恢复油层渗透率为87％的好效果,满足了油公司(甲方)的要求。该类型泥浆不但对绥中36—1油田试验区开发井起到了保护油层和快速钻井的良好效果,同时比使用油基泥浆或油包水泥浆节约了更多的生产成本,并可防止海洋环境的污染。     

离子对缔合聚合物溶液黏度剪切保留率影响研究

针对渤海SZ36-1油田高温、高盐、大井距对注聚用聚合物剪切稳定性的要求,进行了SZ36-1油藏条件下,Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子对缔合聚合物AP-P4溶液黏度剪切保留率的影响研究。研究发现,影响缔合聚合物溶液黏度剪切保留率的关键因素是溶液中的Ca2+、Mg2+;在Na+、K+浓度小于10 000 mg/L时,其存在有益于提高溶液黏度的剪切保留率;Ca2+、Mg2+浓度超过400 mg/L时,溶液黏度的剪切保留率开始明显降低;在Ca2+、Mg2+浓度低于100 mg/L时,其存在有助于提高溶液黏度剪切保留率。在模拟渤海SZ36-1油田注聚水源井A15井的水质条件下,证实了Ca2+、Mg2+是影响缔合聚合物AP-P4黏度剪切稳定性的关键因素。     

多孔介质剪切作用对聚合物溶液粘弹性及驱油效果的影响

为研究多孔介质的剪切作用对聚合物溶液粘弹性和驱油能力的影响，在渤海SZ36—1油藏条件下，通过研究模拟射孔孔眼剪切前后AP—P4和M04000这2种聚合物溶液粘弹性和驱油能力的变化后认识到：在高矿化度水质条件下，射孔孔眼处的高速剪切在一定程度上破坏了聚合物的分子链和溶液结构．导致聚合物溶液的粘弹性和提高采收率的能力降低。经过多孔介质剪切后．虽然疏水缔合聚合物溶液与高分子聚丙烯酰胺溶液粘度相当，但由于经剪切后2种溶液之间结构的差异使两者提高采收率能力显著不同。因此，在聚合物驱过程中，须考虑近井地带剪切作用对聚合物溶液性能的影响，特别是针对大排量注入的海上油田，须提高聚合物的抗剪切能力，以提高聚合物驱的效果？     

海上中低粘度油田早期聚合物驱开采特征评价

为了在海上设备有限寿命期内最大限度将地下原油开采出来,提出了海上油田早期化学驱三次采油方案,并在锦州9-3、绥中36-1、旅大10-1开展了聚合物驱矿场试验。以渤海锦州9-3油田为例,在注聚动态跟踪分析基础上,对中高含水阶段早期聚合物驱开采特征进行了研究,为今后锦州9-3油田化学复合驱等各项提高采收率技术的实施及优化调整策略的制定提供了理论依据,同时为海上同类油田三次采油工作的开展提供了实践经验。     

绥中36-1油田聚合物驱数值模拟研究

依据绥中 36 1油田生产开发区实际资料建立地质模型 ,依据室内实验数据和模拟计算结果 ,并结合现场驱油实验过程的动态拟合结果确定聚合物特性参数 ,对绥中 36 1油田进行了聚合物驱数值模拟研究 ;在此基础上进行了聚合物用量、段塞浓度、注入方式和注入时机的选择 ,完成了聚合物驱油方案的设计。研究结果为绥中 36 1油田采用聚合物驱油的决策提供了依据     

海上油田稀井网大井距聚合物驱应用与分析

为改善海上X油田产量递减现状,在室内评价及小井组试验的基础上,进行了中高含水期的早期聚合物驱矿场试验,提出了海上油田注入井分层分质注入、分层调剖,油井提液引效的措施。研究表明,稀井网大井距聚合物驱主要以扩大平面波及体积为主;从边部油井的见效特征分析可知,聚合物注入可有效压制边水入侵,但对改善纵向层间矛盾效果有限。X油田早期聚合物驱试验为海上同类油田的开发提供了重要参考依据。     

绥中36-1油田中低含水期电潜泵采油经验

绥中 36 - 1油田是我国已投入开发的最大海上稠油油田之一 ,在 1993年到 1997年相继投产的 4座采油平台上 ,绝大部分油井采用电潜泵投产和生产 ,当前仍处于中低含水期。总结了该油田在这几年采用电潜泵采油方面所取得的一些经验