污水配制的Al3+交联聚合物凝胶性能特征

用大庆采油二厂的污水(矿化度4013mg/L)配制不同HPAM浓度的Al3 交联聚合物凝胶,在气测渗透率1 25μm2的人造岩心上,按清水(矿化度729mg/L)—凝胶—污水或清水的注入程序,注入量>5PV,测得凝胶中HPAM浓度为0 6、0 5、0 4g/L时,残余阻力系数FRR(368 6～277 4)大于阻力系数FR(266 7～246 0),二者均随HPAM浓度减小而减小;后续注入清水时FRR较低;凝胶中HPAM浓度为0 3g/L时FRRFR;聚合物溶液的粘度略低,在放置过程中FR和FRR大体不变,FR和FRR值很小且FRR相似文献   

聚合物驱后提高采收率方法平板模型实验研究

模拟孤岛油藏条件(温度70℃,原油粘度237mPa·s,地层水和注入污水矿化度5004和6049mg/L),在沿对角线方向有高渗带、两端布置注入、流出口的正方形平板模型上,考察了水驱、聚合物驱(1750mg/LHPAM溶液,0.3PV)之后,进一步提高采收率的2种方法:①深部调剖—活性水驱(0.3PV);②聚合物固定化—适度深部调剖—活性水驱(0.3PV)。深部调剖剂为一种HPAM/Cr3+冻胶体系;聚合物固定剂为可交联HPAM的一种无机氧化 还原体系,溶液浓度1.0×104mg/L;活性水为界面张力小于10-3mN/m、浓度2.0×103mg/L的石油磺酸盐溶液。在驱替实验1中,水驱、聚合物驱、深部调剖(注入量为高渗带孔隙体积的1/3)+水驱、活性水驱、最后水驱的采收率分别为24.80%、9.80%、11.40%、5.80%、1.80%,合计53.6%;在驱替实验2中,水驱、聚合物驱、固定化(注入量为高渗带孔隙体积的1/2)+水驱、深部调剖(适度)+水驱、活性水驱、最后水驱的采收率分别为28.66%、9.20%、10.33%、5.49%、7.65%、2.89%,合计64.22%。给出了2组实验的采收率、含水率、注入压力曲线,结果表明:聚合物驱后注入的深部调剖剂由于流度高,可进入中、低渗透层,使后续驱替液体注入压力升高、波及体积减小,而注入固定剂可将大孔隙中存留的聚合物分子交联,使聚合物溶液变为具有调驱作用的弱的     

交联聚合物溶液在多孔介质中调驱效果实验研究

用两种非均质填砂模型考察了交联聚合物溶液(LPS)的调驱效果。实验温度60℃;LPS由HPAM(300mg/L)、10%AlCit(37 5mg/L)、稳定剂(55mg/L)、矿化度1×105mg/L、含Ca2 800mg/L、含Mg2 200mg/L的标准盐水配成,在60℃反应3天后使用,粘度为2 35mPa·s(60℃,45s-1)注入量0 5PV;模拟原油60℃粘度12 4mPa·s。并联双岩心组调驱实验结果表明,岩心组渗透率级差较大时(14 9对5 74),进入低渗岩心的LPS比例较大(16%对2%),岩心组采收率提高幅度也较大(28 5%对21 0%)。仿五点井网井组(一注四采)平面非均质模型中渗透率递增的4个区域及全模型的水驱采收率分别为0%、1 77%、11 70%、15 60%及32 62%,注入0 5PVLPS后的采收率提高幅度分别为1 77%、2 34%、4 11%、6 03%及14 25%,即水驱采收率较高的区域注LPS提高采收率的幅度较大。调驱实验显示,LPS既具有深部调剖作用,又具有一定的驱油能力。表2参5。     

聚合物驱、调剖后聚合物驱三维模型驱油效果评价

模拟大庆某注聚油藏 ,制作了包含渗透率和厚度不同的 4个小层的三维非均质物理模型 ,尺寸 80× 80× 4.6 (cm) ,中央设注入井 ,四角设采出井 ,驱替中测定每层测量网点上的压力和电阻率 ,由电阻率求出该点含水率和含油率。驱替程序如下 :水驱至含水 93% ,注入 10 0 0mg/L聚合物溶液 0 .5 7PV(模型 1,聚合物驱 )或先注入 0 .0 3PV调剖剂 ,成胶后注入 0 .5 4PV聚合物溶液 (模型 2 ,调剖 +聚合物驱 ) ,最后均水驱至含水 98% ,实验温度45℃。与聚合物驱相比 ,调剖 +聚合物驱中注聚采收率提高 2 .16 % ,最终采收率提高 2 .18% ,含水率下降滞后(最低点由 1.0 7PV移至 1.33PV) ,注聚后采收率上升也滞后。模型第 3层注入井到 3号采出井方向上 (含高渗条带 ) ,调剖 +聚合物驱中前一段压力梯度增幅较大 ,后一段则较小 ,这是强凝度调剖剂封堵了高渗条带的结果。给出了驱替结束时两个模型各层油饱和度分布图。聚合物驱后的油饱和度 ,第 1和第 4层分别为 0 .42和 0 .48,第 3层 1,2 ,4号采出井方向上为 0 .5 4,3号采出井方向上为 0 .42。与聚合物驱相比 ,调剖 +聚合物驱后第 3层各方向上油饱和度分布趋于均匀 ,第 3层采出油量略减少 ,其余各层采出油量均增加     

Cr3+对碱/表面活性剂/聚合物复合体系性质影响

在由1.4 g/LHPAM、2.5 g/L石油磺酸盐、12 g/L Na2CO3组成的ASP污水溶液中分别加入0、17.5、35、70、140 mg/L(以Cr3 计)醋酸铬,在45℃下考察铬加量对驱油液多项性能的影响.加入铬交联剂使ASP驱油液的表现黏度～放置时间(0～20 h)曲线、界面张力～放置时间曲线、黏度～剪切速率曲线、储能模量～角频率曲线、损耗模量～角频率曲线均整体上移,铬加量越大则上移幅度越大.其中油水界面张力在放置时间≤5天时均在超低值范围(10-3 mN/m),5天后加Cr3 17.5 mg/L的ASP的界面张力低于不加铬的体系.通过～1.27 μm2的均质人造岩心的阻力系数特别是残余阻力系数,随加铬量的增加而大幅度增大.VK=0.89、K≈1.0 μm2的层内非均质人造岩心在水驱后注入ASP时压力升高幅度随加铬量的增大而大幅增大,转水驱后注入压力的下降幅度则相差不多;水驱后注入0.38 PV不加铬和加Cr3 140 mg/L的ASP液,采收率增值分别为29.8%和34.1%,注入0.1 PV无铬ASP 0.18 PV加铬(140 mg/L)ASP 0.1 PV无铬ASP使采收率增值达到39.4%.图5表4参11.     

大庆油田疏水缔合聚合物驱物理实验模拟

通过阻力系数(FR)和残余阻力系数(FRR)测定及岩心驱油实验,在实验室考察了一种疏水缔合聚合物HAP工业产品在大庆油田条件下(45℃,天然或模拟人造岩心)的驱油性能,并与一种HPAM工业产品(M=1.43×107,HD=27%)进行了对比.HAP溶液用矿化度4 456 mg/L的污水配制,HPAM溶液用矿化度918 mg/L的清水配制.800 mg/L HAP溶液流过水测渗透率0.037-0.333 μm2的天然岩心时产生的FR＞10,FRR＞2.在三层非均质人造岩心(Vk=0.72, Ka=0.840-1.120 μm2)上进行的岩心驱油实验中,相同浓度(1 000 mg/L)HAP溶液驱替水驱残余油的采收率比HPAM溶液高3%-4%(OOIP),相同粘度(41-42 mPa·     

高浓度聚合物注入时机及段塞组合对驱油效果的影响

在大庆油田聚合物驱条件下(45℃,原油粘度～10 mPa·s,清水配制聚合物溶液),取聚合物总用量2020 PV*mg/L,在人造岩心上实验研究了水驱之后不同段塞组合的"普浓聚合物"(浓度1000 mg/L、粘度8.6 mPa·s、分子量1.7×107的HPAM溶液)+"高浓聚合物"(浓度最高达3000 mg/L、粘度最高达369 mPa·s、分子量2.5×107的抗盐聚合物溶液)的驱油效果.在普浓聚合物驱的5个不同时机转注浓度2500 mg/L、粘度315 mPa·s的高浓聚合物,转注时机越早则聚驱采收率越高,前期(不注普浓聚合物)转注为45.1%,中前期(含水降至80%时)转注为44.0%,后期(含水升至98%时)转注为41.0%.注入0.350 PV普浓聚合物后再分别注入浓度在1000～3000 mg/L的抗盐聚合物,随浓度增大,聚驱采收率由35.7%增至41.5%,但增幅迅速减小(4.8%～0.1%).注入0.350 PV普浓聚合物段塞之后依次注入浓度2500 mg/L、分子量递减(2.5×107,2.1×107,1.7×107)、尺寸递减(0.450,0.118,0.100 PV)的3个聚合物段塞,聚驱采收率最高,为48.2%;普浓聚合物段之后注入2500 mg/L的高浓聚合物单段塞或浓度递减(2500～1000 mg/L)的4个抗盐聚合物段塞,聚驱采收值相近但大大降低(41.1%或41.0%).在讨论高浓高粘高分子量聚合物驱油机理时,强调了高粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的作用.图1表4参4.     

高浓度聚合物驱油体系对不同渗透率油层的动用状况研究

本研究中使用分子量2.5×107的一种抗盐HPAM,柱状人造均质岩心,实验条件模拟大庆主力油藏条件,聚合物溶液用矿化度3700 mg/L的盐水配制。聚合物溶液在岩心中的阻力系数Fr和残余阻力系数Frr随聚合物浓度的增大和岩心渗透率的减小而增大,高浓(2500 mg/L)溶液与常浓(1000 mg/L)溶液的Fr值比和Frr值比,岩心Kg=1.0μm2时最小,分别为3.7和3.2,Kg=1.5μm2时最大,为30.0和29.3,Kg=0.5μm2时为3.3和14.1。在Kg为2.26,0.47,0.15μm2的高、中、低渗三岩心并联的非均质模型上,水驱之后注入高浓溶液0.570 PV,与注入常浓溶液1.425 PV相比,高、中、低渗岩心和岩心组的聚驱采收率增值分别提高1.6%,2.1%,8.9%和4.2%,最终采收率分别提高2.0%,2.9%,9.1%和4.7%。讨论了常浓和高浓聚合物驱中不同渗透率油层(岩心)的动用程度。表3参5。     

大庆中低渗油层聚合物驱可行性室内实验研究

对可用于大庆油田中低渗油藏聚合物驱的聚合物HPAM的适宜分子量进行了研究。取聚合物溶液粘度为12mPa.s(45℃,7.34s-1),由粘浓曲线求得分子量为2.4×106、5.0××106、8.0×106及1.0×107的聚合物溶液浓度应分别为1000、800、6004、00mg/L。指出油藏孔隙半径中值大于聚合物分子线团回旋半径的5倍时,聚合物不会堵塞该油藏。在水相渗透率为9.87×10-3~22.0×10-3μm2的18支储层岩心上,用不同分子量、不同浓度的聚合物溶液测定阻力系数和残余阻力系数,根据注聚合物时和后续注水时注入压差的变化和残余阻力系数值,判断聚合物是否堵塞岩心,确定上述不同分子量聚合物分别适用于水相渗透率为0.01、0.03、0.10、0.20μm2的油藏。在渗透率为0.130~0.214μm2的岩心上,用粘度~12mPa.s的聚合物溶液驱油,注入量~1PV,分子量1.0×107的聚合物对岩心造成堵塞,其余分子量的聚合物提高采收率的幅度,由分子量2.4×106时的6.5%提高到分子量8.0×106时的7.6%。结合试验区先期注入井的结果,分子量8.0×106的聚合物可用于大庆油田大多数中低渗油藏,分子量超过8.0×106时有一部分油藏会发生堵塞。数值模拟表明,在分子量6.5×106、聚合物用量420(mg/L).PV、注入流量0.15PV/a条件下,聚合物溶液浓度由400mg/L增至1200mg/L时,采收率增值仅由6.75%增至7.25%。图1表4参3。     

喇嘛甸油田二类油层高浓度聚合物驱提高采收率实验研究

本研究在模拟北北块一区萨Ⅲ4-10油层条件下进行。在尺寸4.5×4.5×30(cm)、纵向渗透率变异系数为0.72、平均渗透率0.482×10-3～586×10-3μm2的石英砂胶结岩心上,使用黏度为10 mPa.s的模拟油,在45℃下考察了水驱后注入不同高浓聚合物段塞对驱油效果的影响及常规聚合物驱不同阶段注高浓聚合物对驱油效果的影响,结果如下。高浓聚合物聚合物用量越大,提高采收率幅度越大,但增加幅度逐渐变缓,聚合物用量为1500、2000、2500、3000(PV.mg/L)时提高采收率分别为15.75%、17.91%、19.84%、21.46%;在聚合物用量相同的条件下(1500 PV.mg/L、2000 PV.mg/L),浓度为2500 mg/L和1000 mg/L聚合物段塞交替注入越频繁,提高采收率幅度越大。在聚合物用量相同的条件下(2000 PV.mg/L),常规聚合物驱不同阶段转注高浓度聚合物溶液,转注的时期越早,提高采收率幅度越大。     

聚合物驱油三种机采方式的能耗评价

为了弄清聚合物驱油对杆式泵、电潜泵、螺杆泵的影响，以及这三种机采方式用于聚合物驱采油时的能耗状况，进行了三种机采方式的系统效率与能耗的测试与计算，并与水驱时三种机采方式的系统效率与能耗值进行了对比。同时对聚合物、水驱这三种机采方式的能耗进行了评价，结果表明，对杆式泵井，聚合物驱动的能耗是水驱能耗的１．１倍；对电潜泵井，聚合物驱时的能耗是水驱能耗的１．６倍；对螺杆泵井，聚合物驱与水驱时的能耗基本相当     

低碱三元复合体系用于聚驱后进一步提高采收率

在室内实验研究了大庆油田条件下,水驱、聚合物驱之后低碱(NaOH)浓度的ASP三元复合驱的驱油效果。所用聚合物为M=1.6×107,HD=26%的HPAM;表面活性剂为Witco公司的烷基苯磺酸盐ORS-41和国产月桂酰二乙醇胺NNR,用矿化度3.7 g/L的模拟注入水配液,模拟油黏度9.56 mPa.s,实验温度45℃。NaOH/0.3%ORS-41/1.2 g/L HPAM溶液的黏度~剪切速率曲线和储能模量~振荡频率曲线,随碱浓度减小(1.5%或1.2%~0.1%)而整体上移,即溶液黏度和黏弹性增大。在Kw≈1μm2、VK=0.72的三层段非均质人造岩心上,水驱、聚合物驱(1000 mg/L,0.57 PV)后注入0.3%NaOH/0.3%ORS-41或NNR/1600或1800 mg/L HPAM溶液(0.30PV),采收率增值为13.5%~16.0%,最终采收率为66.4%~70.5%,含水曲线表明聚驱和复合驱过程中有油墙产生;NNR体系界面张力为10-2mN/m,ORS-41体系为10-1mN/m。在不同直径、连接有不同直径盲端的平行流道微观模型上,直接观察到水驱、聚驱后复合驱的波及区域明显大于水驱后聚驱的波及区域,聚驱后水驱油藏实施低碱三元复合驱可进一步增大波及体积。图5表1参4。     

聚合物驱后增产技术研究

针对聚合物驱后提高采收率问题，在孤岛油田研究了3种增产技术，分别是高效洗油技术、聚合物絮凝再利用技术、深部调剖技术。采用年板模型模拟油藏非均质特点，改变各作业剂注入孔隙体积倍数，比较其采收率增值和经济效果。研究表明：聚合物驱后采用上述技术可以进一步提高采收率，各作业剂用量需要优化，才能最大限度提高开发效果，提高波及系数的增油效果较提高洗油效率更为明显。     

Application of Horizontal Wells to Improve Injectivity During Polymer Flood Processes

Abstract

This numerical study was undertaken to investigate and compare the performances of polymer flood processes through horizontal or vertical wells. To achieve the objective, the author performed an extensive numerical simulation for 3 different well configurations under polymer flood followed by waterflood. The potential for a horizontal well application was assessed through different scenarios in combinations of injection and production wells and reservoir geometry. Other parameters included the length and spacing of horizontal injectors and horizontal or vertical producers. For different parameters of the system, performances were compared in terms of cumulative recovery and water-oil ratio at the production well and pressure drop or injectivity at the injection well. Results demonstrate that additional oil can be recovered and injectivity was significantly improved by utilizing a combination of horizontal wells when the same volume of fluid is injected into the reservoir. The improvement of injectivity through a horizontal injection well was higher when it was combined with a horizontal producer. Parameters such as reservoir thickness, well spacing, and well length are also shown to impact the predicted injectivity. Improvement in injectivity is obtained for thicker and larger reservoirs and longer horizontal wells.     

河南油田改善聚合物驱油效果的技术途径

河南油田为了提高聚合物驱油效果,采取了一系列技术措施。根据HPAM的M、分子线团回旋半径、储层渗透率、孔喉半径之间的关系及温度高于60℃时HPAM水解度增大的情况,在低温(50~60℃)高渗油藏如下三门油田使用M=1.9×107、水解度在25%~28%的HPAM;在高温(60~80℃)中渗油藏如双河油田使用M=1.5×107,水解度在15%~22%的HPAM;HPAM溶液用除氧清水或污水配制并在密闭条件下输送、注入。从1996年开始至今,已在10个区块实施聚合物驱,这10个区块产油量已占河南油田稀油产量的26.5%。报道了10个区块聚合物驱的基本参数。此外,还考察了耐热抗盐的丙烯酰胺共聚物PSR-6和PSR-8。用TSD=5 g/L的污水配制的HPAM(200、400 mg/L)/醛 多羟基化合物(150 mg/L)微凝胶,在75~105℃连续老化180天后,粘度(30℃、7.34s-1)保持在38.6~168 mPa.s,已在3个区块用于驱油,驱油效果优于HPAM。图1表4参17。     

喇南聚驱后羧酸铬流动凝胶驱油试验研究

大庆喇嘛甸油田聚驱后葡Ⅰ1~2层采收率约50%。1999.9~2001.9在喇南一区进行了聚驱后流动凝胶驱油试验,本文报道试验结果及结果分析。试验区为五点法面积井网,注入井6口,采出井12口,其中两口中心井采收率为53.96%和51.99%。新钻井资料表明未水淹、低水淹层多分布于单元顶部低渗层,数模分析表明平面上剩余油多分布在试验区边部,中心区含水饱和度62.5%。注入聚合物/羧酸铬流动凝胶后,①吸水剖面改善;②4口采出井含水下降,产油量增加,中心区采收率提高0.8%;③后续注水时含水上升慢,每注水0.01 PV,9口采出井含水平均上升0.04%,对比水驱井为0.14%。注入过程中注入井口取样成胶率为91.7%,3~5天成胶粘度超过2×103mPa.s的占82.0%,最高粘度达2×104mPa.s;返排深度~3 m,20 h返排液地面粘度超过2×104mPa.s,这些数据说明注入体系在地面条件下成胶性能良好。注入压力上升幅度小,视吸水指数下降幅度小;注入体系阻力系数和残余阻力系数小;有一口井产出少量Cr3+,产出液在地面能形成凝胶;初始粘度24 mPa.s的注入体系在30~50℃下常压静置2天后粘度为610 mPa.s,在高压条件下流动7天后粘度仅为9.1 mPa.s;这些现象说明注入体系在油层条件下成胶性能较差。图2表2。     

泡沫复合驱研究

讨论了泡沫三元复合驱的基本原理。介绍了室内实验研究结果。根据二元(AS)和三元(ASP)复合体系/天然气泡沫综合指数(Fq)等值图,选择石油磺酸盐ORS 41(及国产品AOS)为发泡剂;ORS 41浓度为1～4g/L、NaOH浓度为6～12g/L的二元体系产生超低界面张力,与天然气形成的泡沫按Fq具有中等强度,加入≤1 2g/L聚合物可使泡沫稳定,性能改善。在3个岩心上泡沫三元复合体系在水驱基础上提高采收率28 7%～39 4%。气液比越大,泡沫体系提高采收率幅度越大,但注入粘度越大。取气液比为1∶1。气液同时注入比交替注入的采收率高。在6个岩心上气液交替注入时,气液段塞越小,交替频率越大,采收率提高越多,在水驱基础上可提高30%以上。先导试验方案规定前置AP段塞0 02PV,气液比1∶1交替注入主段塞0 55PV和副段塞0 3PV,后续P段塞0 2PV,注入流量0 4PV/a。先导试验区6注10采,在大庆油田北二区东部,1984～1994年曾进行天然气驱,提高采收率12 9%,试验开始时采出程度43 8%,综合含水97 2%。试验于1997 02 20开始,2002 04先期结束,注天然气仅0 19PV,气液比0 34∶1,中心井含水91 5%,全区采收率增加21 85%,2口中心井采收率增加22 58%。试验动态和数值模拟表明采收率增加应>25%。图3表2参3。     

聚驱后阳离子聚合物HCP提高采收率机理研究

对胜利孤岛聚驱后油藏阳离子聚合物HCP驱油效果和机理进行了实验研究。HCP为用环氧丙基三甲基氯化铵醚化的淀粉。实验溶液用矿化度5.1 g/L的模拟油田污水配制,驱替用HPAM溶液浓度1.2 g/L,室温黏度10.1 mPa.s,HCP溶液浓度8 g/L,室温黏度7.8 mPa.s。0~20 g/L HCP溶液70℃下与孤岛中二南脱气原油(黏度121.8 mPa.s)间的界面张力为11.3~8.87 mN/m,室温下使油湿、弱水湿矿物表面接触角变小,亲水性增强;HCP与HPAM溶液相混时产生白色絮状沉淀,质量比为10∶1时沉淀量最多。在渗透率0.29~1.00μm2的含黏土石英砂胶结岩心中注入1 PV 0.2~1.2 g/L的HCP溶液,使水相渗透率降低58.4%~94.0%。采用表面弱油湿的石英砂填充可视化平面模型,用黏度52.46 mPa.s的模拟油驱替至束缚水饱和,在水驱、聚驱(0.3 PV)、后续水驱(0.2PV)之后注入HCP溶液,观测到残余油启动,形成富集油带,波及面积扩大至几乎全模型。采用渗透率5.1和1.2μm2的储层砂充填管并联模型和70℃黏度73 mPa.s的模拟油,按相同程序完成后续水驱后注入0.3 PV HCP溶液并水驱,高、低渗管和全模型采收率增值分别为3.26%、4.84%、4.04%,在相同条件下改注0.4 PV超低界面张力表面活性剂体系并水驱,相应的采收率增值仅分别为0.74%、1.56%、1.15%。图2表4参9。     

基于潜力预测模型的聚合物驱参数敏感性分析

采用流线方法建立了一种新的预测聚合物驱提高采收率潜力的数学模型。给出了该模型的假设条件和基本数学式,讨论了纳入该模型的聚合物驱物理物化参数。利用该模型预测了一个拟三维油藏五点式井网井组模型(5层10 m厚油层,平均渗透率2μm2,渗透率变异系数0.7,孔隙度20%,原始含水饱和度30%,原始地层压力10MPa,温度50℃,地层原油粘度60 mPa.s),以80 m3/d流量依次注水0.4 PV、注1700 mg/L聚合物溶液0.3 PV、后续注水,所得采出程度~含水率曲线与国外数值模拟软件VIP-POLYMER的计算结果一致。利用该模型考察并分析了地层原油粘度(10~90 mPa.s),地层温度(30~80℃),地层水矿化度(5×103~3×104mg/L),渗透率变异系数(0.1~0.9),聚合物溶液粘度(5、10、15 mPa.s),渗透率下降系数(1.5、2.0、2.5),不可及孔隙体积分数(0.5~0.0),吸附性质(无吸附、不可逆吸附、可逆吸附)、聚合物浓度(500~2500 mg/L),聚合物段塞尺寸(0.1~0.6PV),聚驱时含水率(60%~95%)等油藏参数、聚合物性质参数、注入工艺参数对聚合物驱效果(提高采收率或含水率曲线)的影响。图13表3参3。