复合驱低压二元液调配工艺起泡问题的解决措施

在集中配制、分散注入的低压二元-高压二元复合驱配注工艺中,由于强碱三元复合驱烷基苯磺酸盐表面活性剂起泡能力强,用含表面活性剂的水分散聚合物时会在分散装置溶解罐内产生大量泡沫,影响生产运行。通过室内实验和现场试验,确定强碱三元复合驱低压二元的混配工艺。在聚合物配制站,适当提高聚合物分散配制浓度,用不含有表面活性剂的污水分散配制聚合物;在二元调配站,将含有表面活性剂的污水输至聚合物配制站的熟化罐中,调配成含有目的浓度表面活性剂的聚合物母液,缓解了聚合物和表面活性剂调配起泡问题。     

聚/表二元驱体系配方优化研究

室内开展了聚合物与聚/表二元体系物理模拟实验,对驱油体系在多孔介质中的黏度和渗流运移特征研究表明,聚/表二元体系具有良好的增黏性,同时二元复合驱采收率增幅大于聚驱与表活剂驱采收率增幅之和,并确定了最优二元驱体系配方,即聚合物浓度1 750 mg/L,表面活性剂质量分数0.2%,注入段塞尺寸0.4 PV。     

大庆油田聚合物驱配注工艺技术

大庆油田采用聚合物驱油弥补水驱后期产量下降和提高采收率，并同步开展了聚合物配注工艺的研究与聚合物驱油试验。应用聚合物分散装置、熟化搅拌器和聚合物熟化储存合一配制工艺，实现聚合物干粉的大容量分散和快速搅拌溶解；通过大排量输送泵、母液过滤器、低黏度损失流量调节器、母液静态混合器等核心工艺设备，研发一管多站母液外输工艺、一泵多井注入等简化配注工艺，实现了聚合物母液低黏度损失与长距离多环节输送、注入，优化形成"集中配制、分散注入"的总体工艺流程。简化的聚合物驱地面工艺技术既保证了聚合物溶液低黏度损失高精度配注，又降低了地面工程投资和运行成本，技术上支撑了聚合物驱油技术的大规模工业化应用，并根据聚合物配注工艺技术的发展趋势，提出了相关建议。     

大港油田聚/表二元驱稳定剂的研制及性能评价

根据目前大港油田聚/表二元驱先导试验的污水处理工艺现状,从简化现场配注污水处理剂并提高二元溶液热稳定性的角度出发,研制出一种新型稳定剂KYJ,并在室内分别开展了与聚合物、表活剂、二元体系等配伍后的性能及驱油能力的实验研究。实验结果表明:在油藏温度53℃及相同的聚合物、表活剂浓度条件下,利用现场曝气污水配制的二元溶液加入KYJ后,与目前精细化处理后的污水配制二元溶液相比较,初始黏度及界面张力相差不大,随着老化时间增加,黏度保留率提高,能满足现场二元驱方案设计要求。     

非离子表面活性剂对污水聚合物热稳定性的影响

针对聚/表二元复合驱体系的长期热稳定性问题,在污水配制的聚合物溶液中加入非离子表面活性剂,研究其长期热稳定性及降低油水界面张力的程度。配制聚合物浓度为2 000 mg/L,非离子表面活性剂质量分数为0.10%和0.20%,在53 ℃无氧条件下恒温60 d。结果表明,非离子表面活性剂加入后,黏度保留率由22.3%提高到71.4%,恒温60 d后油水界面张力仍然保持在10?3数量级。现场采用该体系进行试注后发现,注入液可将油水界面张力降至2.59×10?3 mN/m;在油藏条件下,溶液经60 d老化后其黏度保留率达到72%;注入井注入压力较注聚/表二元体系前上升1 MPa。     

三元复合体系精准配注工艺数学模型的构建与求解

大庆油田采用三元复合驱开发以来,地面配注系统从"目的液"工艺演化到了当前的"低压二元+高压二元"工艺。当前工艺虽然解决了因碱与污水配伍性差导致注入泵结垢的问题,但又存在单井聚合物浓度个性化差异注入时,碱注入浓度方案符合率低,无法达到浓度合格率100%精准配注要求的问题,严重影响开发效果。通过对几种三元配注工艺的参数进行相关性分析,确定了混配后单井聚合物浓度在某范围变化时,其他药剂浓度为工艺限定值不变的数学上的定量关系,并由此提出了基于目标规划法旨在提高单井碱、表面活性剂浓度合格率的三元复合体系精准配注的数学模型,利用该模型对现场实例进行求解,得出了该模型目标函数的实数解范围和成立条件,理论上使得单井碱和表面活性剂注入浓度合格率达到了100%,并基于建立的数学模型提出了满足开发要求的"低压一元+高压二元"精准配注工艺。     

一类油层聚驱后高浓度驱和二元驱的室内评价

室内实验表明,提高聚合物溶液浓度能提高其黏弹性,弹性越大则驱油效率越高.加入表面活性剂可以使聚合物溶液的黏弹性得到改善,更有助于提高体系的波及体积;同时表活剂能与原油形成较低的界面张力,能有效地启动残余油的运移,也能借助高浓度聚合物缓慢向前推进,形成"油墙",提高驱油效率.室内岩心驱油试验结果表明:在恒速注入条件下,聚驱后采用高浓度聚合物驱和高浓度聚合物/表活剂的二元体系,采收率均能提高10%左右.     

聚/表二元复合体系配方优选及其驱油效果评价

以大庆喇嘛甸油藏地质特征和流体为研究对象,开展了聚/表二元复合体系组成对驱油效果的影响研究。结果表明,在等药剂费用且固定聚合物质量浓度(2200 mg/L)的条件下,在适当浓度范围内,随表面活性剂浓度增加和碱浓度降低,驱油剂视黏度增加,界面张力逐渐增加;与碱/表/聚三元复合体系相比,聚/表二元复合体系阻力系数和残余阻力系数较大,液流转向能力较强,但当表面活性剂加量过高(2.0%)时,阻力系数和残余阻力系数降低。表面活性剂质量分数由0.5%增至5.0%时,聚/表二元复合驱采收率增幅先增加后降低,在表面活性剂加量为1.5%时达到最大值22.5%;"产出/投入"比由6.7降至0.8。当表面活性剂加量在0.5%~1.5%时,二元复合驱技术经济效果较好。碱加量由0.4%增至1.2%时,聚/碱二元复合驱采收率增幅由14.2%降至9.9%。聚/表二元复合体系优选配方为聚合物质量浓度2000 mg/L,表面活性剂质量分数0.5%~1.5%。     

聚合物及聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系在超长岩心中运移规律

为了获得聚合物及聚合物/表面活性剂二元复合驱油体系在油层中真实的运移规律,采用J油田油砂建立15 m超长岩心物理驱油实验模型,利用现场在用聚合物3640(丙烯酰胺、丙烯酸共聚物,相对分子质量2000万,水解度20%,浓度1200 mg/L)和表面活性剂HDS(由α-烯烃磺酸盐与APG等表面活性剂按比例复配而成,浓度2000 mg/L)配制二元复合驱体系和聚合物体系,在油藏温度57℃条件下研究了二元复合体系和聚合物驱油体系的运移情况。研究结果表明:两种体系中聚合物浓度和黏度均随着运移距离的增大而降低,聚合物溶液的黏度损失程度比浓度更严重。二元复合驱与聚合物驱相比注入压力低,采收率提高4.94%,较低的界面张力(10~(-2)m N/m数量级)仅可维持约1/2井距的距离,最终界面张力值与聚合物溶液相近。二元复合体系与原油在岩心内可形成稳定的乳状液,随着运移距离增大,表面活性剂的吸附损失会导致乳状液发生破乳、聚并。     

聚驱后SDCM-1/聚合物二元复合体系提高采收率研究

表面活性剂 SDCM-1为天然羧酸盐的氧乙烯基化产物.用矿化度4.5 g/L的矿化水配制的SDCM-1溶液,与孤岛河滩区原油之间的最低界面张力(70℃),在SDCM-1浓度大于1.0 g/L时达到10-4 mN/m数量级.2.0 g/LSDCM-1 1.6 g/L HPAM溶液黏度超过原油黏度(70℃),与原油间的界面张力(70℃)在56 min时可降至稳定的最低值3.2×100mN/m,此即为所选二元复合驱配方.在岩心驱油实验中,水驱后、注聚后(1.6mg/L,0.3 PV)、注二元复合体系(0.3 PV)并水驱后采收率分别为42.31%,5.21%,18.07%.在平板夹砂模型上采用相同工艺驱油,按所撮图像驱替面积测算各驱替液波及体积,注入水为51%,聚合物为48%,0.1、0.2、0.3 PV二元复合体系分别为54%、60%、64%,后续注入水为68%;用软件计算的水驱、注聚后、二元复合驱并水驱采收率,分别为44%,8%,16%.该体系是可用于聚驱后油藏的高效表聚二元复合驱油体系.图9表1参14.     

海上平台提高母液配制浓度减小配注系统总体积的可行性分析

海上平台空间狭小,大型注聚工作站和配注设备使用受限,因此减小海上平台配注系统总体积是海上油田实现大规模注聚必须解决的问题,但目前减小配注系统体积的能力有限,且会造成聚合物溶液黏度损失。以疏水缔合聚合物(AP-P4)和线性聚合物(FP3640C)为研究对象,实验分析了母液配制浓度对基本溶解时间、注入液黏度、配注系统总体积等的影响规律,结果表明:母液配制浓度越高,其基本溶解时间越短,注入液黏度变化不大,说明提高母液配制浓度是可行的;提高聚合物母液配制浓度,可以大幅度减小配注系统的总体积,以聚合物溶液日注入量4 100 m~3为例,母液配制浓度由5 000 mg/L提高至15 000 mg/L时,配注系统总体积可减小60.8%～65.1%,从而缩小配注系统的总规模、减轻平台承重。本文研究结果为海上平台聚合物溶液的配制提供了新思路,具有一定的指导意义。     

聚合物驱地面配注工艺优化研究

聚合物驱三次采油是国内各油田目前提高采收率的重要手段之一。目前聚合物驱工程综合经济效益较低,具体体现在地面配注系统工艺复杂、用泵量多而导致工程投资较大。“九五”期间,河南油田设计院开展了聚合物驱配注工艺技术优化研究,研究成果有一泵对多站聚合物母液转输工艺、一泵对多井聚合物溶液注入工艺、注聚工艺方案优化研究、注聚泵供液方式优选等。对聚合物驱地面配注工艺技术的优化,可大大简化工艺流程,节省工程用泵量,并使工程投资及运行维护费用得以相应降低。     

大庆油田南二区聚合物与碱/表面活性剂交替注入数值模拟研究

为进一步改善聚合物驱工业化区块的效果,在聚合物与碱/表面活性剂交替注入物理模拟实验研究的基础上,针对大庆油田南二区西部试验区开展了聚合物与碱/表面活性剂交替注入数值模拟研究。研究结果表明,在聚合物用量640mg/L.PV条件下,合理的碱/表活剂二元体系用量为0.2PV左右;在上述总化学剂用量相同的情况下,前置0.10PV聚合物溶液时碱/表活剂交替注入的次数以5次较佳;二元体系的注入速度对采收率的影响较小。     

聚合物驱地面配注工艺优化研究

聚合物驱三次采油是国内各油田目前提高采收率的重要手段之一。目前聚合物驱工程综合经济效益较低,具体体现在地面配注系统工艺复杂、用泵量多而导致工程投资较大。“九五”期间,河南油田设计院开展 了聚合物驱配注工艺技术优化研究,研究成果有一泵对多站聚合物母液转输工艺、一泵对多井聚合物溶液注入工艺、注聚工艺方案优化研究、注聚泵供液方式优选等。对聚合物驱地面配注工艺技术的变化,可大大简化工艺流程,节省工程用泵量,并使工程投资及运行维护费用得以相应降低。     

污水聚合物驱撬装式母液在线配注工艺技术研究

为实现聚合物驱地面配注工艺的优化、简化,不断降低地面投入,提高经济效益,在开展常规工艺简化及撬装式聚合物驱配注工艺优化基础上,针对复杂断块油田的特点,开展了撬装式聚合物母液在线配制工艺技术研究,取得了突破性进展,该项工艺技术具有广阔的应用前景.     

注聚站的橇装化设计

为降低注聚工程地面投资,提高注聚综合效益,完成了注聚站的橇装化设计。该橇装化移动注聚站可实现聚合物驱、二元复合驱工艺的配注工作,并预留了三元复合驱接口。该注聚站优化了投、上料工艺,缩短了工艺流程,解决了狭小空间内干粉的弥散、潮湿、结露问题,以及井组间注入压力相差较大时的比例稀释问题。注聚站整体设计紧凑,占地面积小,大大降低了地面工程投资。注聚站还可以整体搬移,设备的复用率高达90%。聚合物溶液的混配、熟化、喂入、注入、比例稀释、供配电、监控、化验及休息等各环节自成体系,机动灵活,组合方便。     

聚合物调配注入自动控制及计算机监控一体化

聚合物驱普遍采用“集中配液，分散注入”的建站模式，聚合物干粉和清水通过分散溶解和罐群熟化工艺集中配制成5000mg／L的聚合物母液，聚合物母液与污水调配分散注入到各注聚井。而对聚合物调配注入流程实行自动化控制与计算机监控一体化，对降低工人劳动强度，保障设备安全运行，提升注聚站整体自动化水平等具有重要意义。     

牛心坨油层聚合物/表面活性剂二元驱数值模拟研究

针对牛心坨油层建立地质模型,在水驱历史拟合基础上,利用FACS数值模拟软件完成了聚合物/表面活性剂二元驱数值模拟研究,对聚合物浓度、表面活性剂含量及聚合物/表面活性剂二元体系注入量进行了筛选,确定了适合牛心坨油层的聚合物/表面活性剂二元驱最佳方案:1 500 mg/L聚合物/0.3%B型表面活性剂二元复合驱,注入量0.3 PV,提高采收率10%以上。     

正交设计在聚合物/表面活性剂复合驱参数设计中的应用

在室内配方和先导性矿场试验研究的基础上,结合某油田的油品性质及开发特点,应用正交设计方法进行实验方案设计,对影响聚合物/表面活性剂二元复合驱开发效果的注入速度、段塞量、聚合物浓度、表面活性剂浓度、注采比等因素进行了敏感性分析。研究结果表明:以提高采收率和当量吨聚增油量为评价指标,较高的注入速度及注采比对结果不利;在设计的聚合物浓度范围内,聚合物浓度对指标影响不显著,注入段塞量及表面活性剂浓度是主要影响因素,在综合分析的基础上需进一步优化。该研究成果为该区块的合理开发提供了理论依据,对于采用聚合物/表面活性剂二元复合驱提高挖潜能力,改善开发效果具有重要意义。     

疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系渗流特性研究

为改善大港油田孔南地区油藏疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系的液流转向能力,获得良好的增油效果,研究了聚合物和表面活性剂浓度、岩心渗透率和注入水除垢对疏水缔合聚合物溶液和疏水缔合聚合物/表面活性剂二元复合体系黏度和渗流特性的影响。结果表明,聚合物溶液和二元复合体系的黏度随聚合物浓度的增 加而增加,疏水缔合聚合物临界缔合浓度为1～2 g/L;在疏水缔合聚合物溶液中加入少量表面活性剂可以增强体系中疏水缔合聚合物疏水基团间的缔合作用,使黏度和渗流阻力增加;岩心渗透率越高,二元体系的阻力系数和残余阻力系数越低;用除垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的黏度最大,且聚合物浓度越小,软化水对其增黏效果越明显;用含垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的阻力系数和残余阻力系数最大、注入压力最高,液流转向效果最好。图4 表5 参16