强碱三元体系对岩心渗透率的影响规律

强碱三元体系注入油层后,碱与矿物组分发生化学反应及物理变化。强碱溶蚀岩石表面,溶蚀产物及黏土颗粒在油层渗流通道上运移沉淀,对渗流造成较大伤害。以A油田为研究对象,从碱对矿物组分的溶蚀性入手,通过渗流实验,借助扫描电镜及能谱分析仪等,分析了强碱对储层的伤害机理及溶蚀后的矿物组分变化,进而研究对岩心渗流能力的影响。岩心渗流实验结果表明,强碱三元体系长时间驱替后,注入压力上升约140 kPa,岩心渗透率平均下降18%。岩心原始孔隙结构在强碱的溶蚀和渗流冲刷下严重破坏,高岭石和蒙脱石等晶体结构被破坏。长时间驱替后,碱溶反应生成的沉淀物及脱落的黏土颗粒运移堵塞和附着在孔喉通道壁面,使岩心的渗流能力下降。扫描电镜结果表明,驱替前、后岩石矿物表面特征发生变化,颗粒运移,元素含量也随之变化,进一步验证了强碱三元体系对岩心渗透率的影响规律。     

强碱三元复合驱后储层物性变化特性

为了搞清强碱三元体系在油层中的运移特点及分布规律,开展了强碱三元复合驱后储层物性变化特性研究。在三元试验区注采井间选择中间井补开目的层进行油层密闭取样,通过对试验区内注入井—中间井—采油井化学剂分析,总结强碱三元体系各化学剂运移分布规律;在试验区原取心井同井组内钻取心井,分析三元复合驱后储层物性变化特点。结果表明:强碱三元复合驱后驱油效率达到60.0%,纵向上驱油效率更加均衡,油层强水洗比例达76.6%;三元复合驱后油层孔隙半径增大,泥质含量降低。     

强碱三元复合体系对储层矿物组分的影响

为了探究强碱三元复合体系对储层矿物成分的影响,通过X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法对大庆油田三元复合驱前、后岩心进行分析,并设计水-岩反应实验进行验证。结果表明:强碱对高岭石、钾长石等储层原生矿物造成了不同程度的溶蚀并改变矿物组成,同时生成了绿泥石等新矿物,而新矿物与储层原生矿物在元素组成上有所差异。     

大庆油田三元复合驱液与储层岩心反应性研究

三元复合驱技术能够显著提高石油的采收率,但在生产过程中,三元复合注入液易与储层岩心反应并结垢,造成井下堵塞,采收率降低。因此,研究了三元复合驱液在储层中的溶、运、堵规律。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、偏光显微镜(PM)、环境扫描电镜(ESEM)及X射线能谱仪(EDS)测试手段,分析了大庆油田储层岩心与三元复合驱液作用的反应过程,并通过反应动力学计算得到了相应的Si、Al溶出动力学方程。结果显示,南五区、杏树岗、喇嘛甸岩心碱溶50天后,分别生成钠长石、黝方石、铵长石,Si溶出量约为Al的3~4倍,Al的动力学方程为幂函数形式。建议将强碱物质NaOH改为钾或钙性碱物质。     

大庆油田三元复合驱试验效果评价研究

自1993年以来,大庆油田先后开展并结束了5次三元复合驱矿场试验。为评价试验效果,在第3次试验即杏二区西部三元对复合驱结束后钻了杏2-2-检试1密闭取心检查井,从井网、注采关系及取心目的层PⅠ₃层的空间分布上看,该井是很有代表性的。对杏树岗油田北部PⅠ₃层密闭取心检查井水驱与三元复合驱的驱油效率对比分析表明,两种不同的驱替方式具有相同的驱油效率,说明三元复合驱的优越性并没有显示出来,所以仅从提高采出程度对三元复合驱效果作简单评价是远远不够的。     

大庆油区强碱三元复合驱后储层孔喉结构变化

为了了解强碱三元复合驱后储层孔喉结构变化规律,利用常规压汞、恒速压汞、扫描电镜和铸体薄片分析方法,对大庆油区强碱三元复合驱前、后岩样孔喉结构变化进行定性和定量研究。结果表明:强碱三元复合驱后颗粒边界经过强碱溶蚀呈锯齿状,颗粒去棱角化明显,长石溶蚀严重,同时能够观察到大量溶蚀孔隙,粘土矿物中大量的书架状高岭石被溶蚀,且在粘土矿物表面出现次生石英。白色云雾状垢沉淀充填在孔隙中造成孔喉结构发生变化,部分孔隙阻塞,使强碱三元复合驱后岩心喉道半径平均值均较水驱岩心下降6.528%,孔隙半径平均值下降3.360%,孔喉比分布范围更大,平均增加12.839%,最终含油饱和度较水驱岩心低,最终含油饱和度系数较小,且强碱损害前、后残余油饱和度和最终含油饱和度的变化率均随着岩心渗透率的增加而减小。强碱三元复合驱后渗透率级差由水驱的5.567增加到5.691,岩心非均质性增强使发生指进和窜流的可能性增大。强碱三元复合驱后的储层孔喉结构变差将极大地影响后续水驱和进一步提高采收率方法的实施,也使得薄差层的动用难度进一步增加。     

二氧化碳驱对储集层岩石渗透率影响的室内研究

二氧化碳驱油提高采收率技术在部分油田取得了不错的效果,但二氧化碳驱也存在输出管线结垢现象。为了研究二氧化碳驱过程中,是否在地层也会结垢的问题,通过制作人工岩心,将渗透率相近的几块岩心进行排列组合放入岩心夹持器内进行岩心流动实验来模拟二氧化碳从注入井驱替到生产井的过程,从而判断二氧化碳驱是否在地层产生结垢现象。实验发现,二氧化碳驱替后,大部分岩心渗透率升高,只有小部分岩心渗透率有所下降。检测驱替后液体中易发生沉淀的钙、镁离子含量发现,钙含量都高于地层水中钙的含量,镁离子含量变化不大。所以,二氧化碳驱替后储层岩石渗透率大部分升高,只有少部分岩石渗透率由于压力降低沉淀析出或颗粒运移导致渗透率下降。     

弱碱三元复合驱与强碱三元复合驱的对比

三元复合驱即将成为大庆油田的主导开发技术,为了推荐出合适的三元复合驱类型,对比研究了弱碱三元复合驱与强碱三元复合驱。研究表明,弱碱三元复合驱可以比水驱提高采收率20%以上,与强碱三元复合驱相当;弱碱三元复合驱与强碱三元复合驱乳化液粘度都超过100 mPa.s,两种类型三元复合乳化能力相差不多,甚至弱碱三元复合驱乳化能力还略强一些;在注采能力、采油速度方面,弱碱三元复合驱甚至高于强碱三元复合驱;特别是在结垢程度上,弱碱三元复合驱比强碱三元复合驱弱,对生产井的影响较小。因此,在三元复合驱推广应用时应当选用弱碱三元复合驱。     

杏六东三元复合驱对储层改造及驱替效率评价

为了确定特高含水阶段三元复合驱对储层的改造及其对剩余油的驱替效率,利用复合驱前后2个时期同一河道内2口检查井的储层物性及含油饱和度数据,基于岩性约束条件,定量化计算三元复合驱对储层孔渗条件的改造作用,并且对比计算不同岩性及相同岩性不同位置处的驱替效率。结果表明:特高含水阶段的三元复合驱对粉砂岩的改造程度高于细砂岩,改造后的细砂岩孔渗条件仍优于粉砂岩,且细砂岩底部的孔渗条件比顶部的差。驱替剂主要在细砂岩层段进行驱油,且驱替效率受重力因素的影响明显,造成层段底部的驱替效率高于顶部。驱替剂对剩余油的作用包括2种方式,一是在孔渗条件好的层段发生剩余油的排驱,二是在顶部孔渗条件差的层段发生剩余油的再次聚集。在复合驱之后的特高含水后期,仍存在一定的产能,可通过改善生产工艺进行剩余油挖潜。     

大庆油区三元复合驱矿场结垢状况分析

通过对大庆油区不同井距、不同碱型三元复合驱采出液中Ca^2＋和Mg^2＋及碱浓度变化的分析，研究了结垢对三元复合驱的影响。结果表明，Ca^2＋和Mg^2＋浓度变化趋势与采出液碱浓度的变化趋势具有较强的相关性，即随着三元复合驱油体系前缘到达井口，Ca^2＋和Mg^2＋浓度大幅度减少，甚至消失，说明油层中出现结垢现象；强碱三元复合驱结垢严重，弱碱三元复合驱结垢较轻；井距越大结垢越严重。在三元复合驱推广应用时，应选用弱碱，井距不宜过大，并尽量采用螺杆泵。