砾岩油藏聚合物驱微观机理研究

应用微观透明仿真刻蚀模型和平面填砂模型研究了砾岩油藏聚合物微观驱油机理。微观模型驱油实验结果表明，聚合物可驱替砾岩油藏喉道和孔道中的剩余油，不能驱出盲端剩余油；油的流动机理，在亲水模型中以剪切夹带为主，而在亲油模型中以拉丝、桥接为主。平面填砂模型聚合物驱实验中明显看到形成油墙，波及体积增加，水驱剩余油明显减少。6种平面填砂模型聚合物驱提高采收率程度不同，最终采收率有较大差别。砾岩模型的最终采收率低于砂岩模型，这是由于砾岩油藏中不流通孔道和盲端较多，残留在其中的油较多。砾岩模型的非均质性越严重，聚合物驱的效果越好。砾岩储层岩心颗粒均匀充填模型的聚驱采收率增值为10．56％，主流线两侧充填密度不同的、主流线充填密度较高的及均匀充填的3个以陶瓷颗粒模拟砾岩颗粒的填砂模型，聚驱采收率分别为9．95％，9．06％及8．87％。聚合物驱仍能用于水驱后的砾岩油藏。图14表1参12。     

非均质油藏井网注采参数优化的可视化模拟驱替实验

油藏储层的非均质性是影响油、水渗流规律及采收率的内在因素,注采参数是影响非均质油藏采收率的外在因素,可视化模拟驱替实验是确定非均质油藏合理注采参数的有效手段.利用可视化动态仿真驱替实验装置进行水驱油的驱替实验,通过设计7套采用不同的注采参数的实验方案,研究非均质油藏的物性差异、井网形式以及注采参数对水驱程度的影响.研究结果表明,对于非均质油藏,注水开发初期,渗流阻力主要为油对水的阻力,驱替受储层非均质性影响不明显,随着驱替不断进行,孔隙喉道的阻力成为主要阻力,驱替越来越不均衡.对比不同实验方案,通过优化调整非均质油藏的井网形式和注采参数,可以实现最大程度的均衡驱替,改善水驱油藏开发效果,获得更高的采收率和经济效益.     

砾岩油藏复合体系驱油机理研究：以克拉玛依砾岩油藏为例

砾岩油藏由于孔隙结构的特殊性，水驱油效率往往不高，近年来出现的复合体系驱替方法能够有效地提高油藏驱油效率。以克拉玛依砾岩油藏为例，利用微观模拟技术研究了砾岩油藏特殊孔隙结构条件下水驱残余油在复合体系作用下的起动、分散、运移及聚集问题。实验表明，三元复合体系各组分之间的协同效应使得它克服了单相化学剂驱油的缺点，聚合物较好地控制了流度，碱起到牺牲剂的作用，使表活剂能够向更深的地方扩散，既提高了驱油效率又降低了表活剂的用量，从而降低了成本；“油墙”的形成、发展与稳定运动对驱油效率有较大的影响，对“油墙”的形成机理进行了初步探讨；同时，详细分析了不同孔隙结构的驱油机理以及对驱油效率的影响。实验结果表明，三元复合体系能够较大幅度提高原油采收率，是提高砾岩油藏采收率的有效途径之一。图１表２参３（郭海莉摘）     

全直径砾岩长岩心水驱后烟道气驱油与埋存实验

选取新疆油田某砾岩油藏目的层段的5块全直径岩心拼接成直径10 cm、长度52.3 cm的长岩心组,利用中国自主研发的全直径长岩心驱替装置,模拟砾岩油藏衰竭、水驱、注烟道气驱、烟道气-水交替驱、CO2驱及烟道气埋存等全开发过程,并评价了烟道气驱的驱替特征和开发效果。研究表明,全直径岩心驱替实验可更大程度地模拟砾岩油藏的真实驱替特征和渗流特点;火驱产出烟道气可应用于砾岩油藏水驱后进一步提高采收率,取得较好开发效果的关键是选择合理的注气时机、注气压力、注气方式;水驱中期优势渗流通道尚未完全形成,此时适当提高油藏压力后转烟道气-水交替驱可避免烟道气过早气窜而形成无效循环,较大幅度提高采收率;烟道气-水交替驱油过程中,储集层可有效吸收烟道气中有害气体硫化氢,同时可实现烟道气的安全有效埋存。     

利用CT技术研究砾岩驱油机理

以新疆油田天然砾岩岩心为研究对象,应用CT扫描技术分析砾岩孔隙度分布特征;通过对砾岩水驱及聚合物驱过程的在线CT扫描监测,得到驱替过程中岩心含油饱和度沿程分布信息和CT重构切面图像,根据驱替过程新表征参数"含油饱和度频率分布"分析砾岩驱油机理。研究表明:砾岩具有强非均质性,在水驱过程中形成"优势通道",引起无效水循环,降低水驱采收率,且水驱过程中首先动用高含油饱和度区域的油;聚合物驱时高—中饱和度区间的油都能够动用,而低饱和度区间的油仍然难以动用;后续水驱时仍然主要动用高饱和度区间的油。针对砾岩油藏,前期水驱应该尽量达到最高含水率,以加强聚合物的段塞效果;同时应减少聚合物的注入量,利用后续水驱推动聚合物段塞达到驱油的目的。     

低渗透碳酸盐岩稠油油藏热复合化学方法提高采收率实验

针对叙利亚O油田低渗透碳酸盐岩稠油油藏热采过程中存在的"注不进、难采出"的技术难题,利用O油田岩心分别开展自吸实验和驱替实验,研究50和150℃下地层水、薄膜扩展剂溶液的渗吸规律及其驱替效果。自吸实验结果表明:原始条件下(地层水渗吸),O油田碳酸盐岩岩心呈明显的亲油或弱亲油的润湿特征;而薄膜扩展剂溶液渗吸后,岩石润湿性向亲水或弱亲水转变,实现了润湿反转。驱替实验结果表明:对比150℃下注蒸汽,伴蒸汽注入耐高温薄膜扩展剂可明显降低注汽压力,约为2 MPa;驱替效率提高约10%。岩石润湿性反转后,毛管压力变为水驱油的动力,水易渗吸入岩石孔隙内,从而解决"注不进"的难题;而高温降低原油粘度可提高原油渗流能力,从而解决"难采出"的技术难题。因此,伴蒸汽注耐高温薄膜扩展剂的热复合化学方法是针对叙利亚O油田及类似低渗透碳酸盐岩稠油油藏提高采收率的有效方法。     

聚合物驱油后油藏新型驱油菌种驱油性能测定

对于已实施聚合物驱油技术的油藏,当采收率无法进一步提高时,油藏中会有部分聚合物溶液吸附和滞留在岩石孔隙中,这不但降低了油藏渗透率,而且限制了后续驱油剂的作用效果。实验室复配了ZH-3复合菌,该菌能降解原油和驱油用聚合物,降低聚合物分子质量,产生表活剂降低溶液表面张力。实验结果表明,岩心注入菌液后,45℃培养7 d,可使采收率较聚驱后继续提高6.2%,并且能使大量滞留在岩心中的聚合物排出;在非均质岩层中,菌种能更有效地驱替低渗透地层中的残余油,并清理出滞留聚合物。     

表面活性聚合物提高采收率微观驱油机理

采用微观刻蚀玻板平面模型,对比研究了表面活性聚合物及常规聚合物对水驱后残余油的驱替机理。研究表明,表面活性聚合物对膜状残余油、盲孔残余油具有"推动"和"拖动"作用,提高采收率比常规聚合物高7%左右。传统聚合物通过增加驱替液粘度提高水油流度比,扩大波及体积来提高采收率。表面活性聚合物通过将残余油拉成油滴和油丝、大油滴拉成小油滴和油丝的方式驱动,在渗流过程中又在不同流道中形成更小的油滴,使油更容易被驱替液携带运移。     

孔隙结构参数对聚合物驱采收率的影响——应用三维孔隙网络模型

通过给出网络维数、喉道半径、孔隙半径、孔喉比、配位数和孔喉的分布规律以及网络模型的其它性质参数建立三维孔隙网络模型,模拟了水驱和聚合物驱的驱替过程,计算得到了水驱和聚合物驱相对渗透率曲线,与实验测得相对渗透率曲线基本一致;进而模拟计算了水驱和聚合物驱采收率以及聚合物驱提高采收率;研究了喉道半径、孔喉比、配位数和形状因子等孔隙结构参数对水驱采收率和聚合物驱提高采收率的影响.得出:水驱采收率随喉道半径、配位数和形状因子的增大而增大,随孔喉比的增大而减小;在模型参数设计范围内,当喉道半径在5～22μm、孔喉比在1.6～3、形状因子大于0.023、配位数大于3.5时,聚合物驱提高采收率值较高,说明在此孔隙结果参数范围内,有利于聚合物驱油.     

渤海东部疏松砂岩油藏水驱渗流特征及控制因素分析

为了更好地了解疏松砂岩油藏水驱开发特点,为提高水驱采收率提供依据,利用铸体薄片、压汞、扫描电镜、油水相渗、水驱油等测试手段,深入研究了渤海海域P油田馆陶组储层油水相对渗透率和水驱油效率,分析了疏松砂岩油藏水驱开发动态特征。结果表明:研究区储层岩石成分以碎屑长石砂岩与长石岩屑砂岩为主,分选差、磨圆度低;孔隙类型为原生粒间孔、溶蚀粒间孔;喉道类型以片状、缩颈状为主;原油黏度对油水相对渗透率和水驱油效率存在影响,原油黏度愈高,油水相相对渗透率愈低,水驱油效果愈差;研究区储层黏土矿物含量较高,喉道以缩颈状为主,亲水黏土矿物容易发生膨胀堵塞喉道,在较大的生产压差下易产生速敏,适当控制压差,提前注入防膨试剂对注水具有明显效果。     

复合驱油体系物理化学渗流机理研究

复合驱油体系内含有各种化学剂,这些化学剂与油层岩石间的相互作用及化学剂在各相中的分配与化学反应,都会影响到复合驱物理化学渗流的机理和规律。在前人研究的基础上系统的阐述了复合驱油过程中的物理化学作用和驱油机理;此外,将复合驱过程中的物理化学影响因素归纳为几个等效因素,可以将复合驱物理化学渗流方程归纳为带吸附作用的对流扩散方程。结果表明:复合体系在亲水和亲油多孔介质中的驱油渗流机理有很大的不同。亲水条件下,复合体系驱油的主要特征是原油被驱油体系夹带运移通过喉道;亲油条件下,复合体系驱油的主要特征是体系进入孔隙与原油形成油包水型乳状液,并可变形通过喉道。给出的渗流方程可用来预测化学剂的传输规律。     

聚合物驱窜流实验研究

聚合物驱油是提高采收率的重要方法,但由于地层经过长期的注水开发,储层物性发生变化,形成优势流场,导致聚合物驱油过程中聚合物沿优势流场窜流指进,降低了聚合物驱油效率,应用与地层孔隙相似的微观填砂模型,模拟地层非均质性进行聚合物驱窜流微观实验研究,通过微观动态图像处理系统对聚合物的窜流规律、聚合物驱后残余油的形式进行分析.结果表明聚合物驱提高了采收率,但仍沿高渗透条带指进窜流,指进速度与地层系数密切相关,后续水驱中由于聚合物阻力效应,扩大波及系数,提高了采收率,但低渗透地层的采收率仍然较低,提高低渗透地层的采收率是聚合物驱后开发重点.     

极限含水条件下三元复合驱及聚合物驱提高采收率效果分析

以大庆油田杏二西油层为例，探讨长期含水100％、地层中的原油以残余油为主条件下化学驱提高原油采收率的问题。在杏二西油层实施了三元复合驱试验，中心井区提高采收率幅度达19．46％，表明对于水驱采出程度非常高、地层中的原油主要是残余油的油层，采用三元复合驱可大规模驱动残余油、大幅度提高驱油效率。三元复合驱提高采收率机理是大幅度提高驱油效率及扩大波及体积，而聚合物驱则仅通过扩大波及体积提高油田采收率，无法提高驱油效率。油田大量实际资料和杏二西油层数值模拟研究表明，对高含水、以残余油为主的油层采用聚合物驱不能提高驱油效率，因而其提高采收率幅度低，对类似杏二西油藏条件的油层不宜采用聚合物驱，而宜采用三元复合驱提高采收率。图4参24     

Network modeling of residual oil displacement after polymer flooding

Research on microscopic flow mechanisms can aid in improving oil recovery after polymer flooding. Based on a two-phase water–oil network model, a simulation model for polymer flooding is proposed that considers various percolation mechanisms of the polymer solution, such as thickening, diffusion, adsorption, entrapment and shear degradation. Thus, the pore structure and the rheological fluid properties can be integrated. This network model can provide an effective tool for the study of residual oil displacement after polymer flooding. The distribution laws for residual oil after polymer flooding were studied using this microscopic simulation. Results show that compared to water flooding, polymer flooding can greatly improve oil recovery. Moreover, the residual oil distribution after polymer flooding tends to be more disperse, complex and variable. At the same time, displacement methods and parameters of the residual oil were investigated. Methods such as increasing the viscosity of the injection fluid can be applied, but the viscosity must be very high. Injection of a slug of displacing liquid with low interfacial tension after polymer flooding can decrease irreducible oil saturation and improve the displacement efficiency, but the interfacial tension needs to be extremely low.     

非均质油藏聚合物驱提高采收率机理再认识

以大庆、大港、长庆等油田的储集层岩石和流体为模拟对象,探讨了非均质油藏聚合物驱提高釆收率的机理和技术途径,通过对比"等黏度"和"等浓度"条件下普通聚合物溶液、甘油、"片-网"结构聚合物溶液和非均相弱凝胶等的驱油效果,论证了聚合物类驱油剂黏度与驱油效果间的关系,提出了改善聚合物驱效果的方法.研究表明,聚合物在多孔介质内因...     

聚合物驱相对渗透率曲线影响因素研究

聚合物驱相对渗透率曲线是描述多孔介质中多相渗流动态及油田聚驱开发指标计算和预测的重要基础资料。文章通过大量的非稳态法聚合物驱相对渗透率曲线测定实验,研究了岩心润湿性、渗透率和聚合物溶液粘弹性对聚合物驱相对渗透率曲线形状和特征的影响。结果表明,与亲油岩心相比,亲水岩心相对渗透率曲线上同一含水饱和度时聚合物相相对渗透率偏低,曲线右端点和等渗点都向右偏移,驱油效率较高;随着岩心渗透率的增加,相对渗透率曲线等渗点右移,两相流跨度增大,残余油饱和度变小,最终采出程度增加,含水上升率变低;与相同粘度的甘油驱对比,聚合物驱相对渗透率曲线的右端点明显右移,说明聚合物溶液的弹性可降低残余油饱和度,提高了微观驱油效率。     

利用微观模型研究乳状液驱油机理

利用真实砂岩微观模型研究和分析乳状液在多孔介质中的驱油机理及其特性,结果表明,经过乳状液驱替后,水驱油形成的各类残余油均有减少.乳状液的驱油机理主要有两种：①利用乳状液堵塞大孔喉带产生的分流作用,减少绕流形成残余油的数量;②借助乳状液进入孔隙喉道中产生的挤压、拉、拽作用,有效驱赶分布在边缘及角隅部位的残余油.实验结果表明,经过乳状液驱替后,驱油效率可提高6%左右.图3表1参13     

克拉玛依砾岩储集层微观水驱油机理

以克拉玛依油田六中区下克拉玛依组砾岩储集层为研究对象,从储集层特征分析和渗流机理研究着手,通过室内实验,研究砾岩储集层水驱油和渗吸过程中微观孔隙动用规律,分析孔隙结构与驱油效率关系,研究微观剩余油分布特征和长期水驱油对储集层孔隙结构的影响。研究表明：目前剩余油饱和度较高,但剩余油主要分布于小孔隙之中;水驱过程中,优先动用的是超大孔隙,对采出程度起主要贡献的是中大孔隙;渗吸过程中,优先动用的是小孔隙,对渗吸作用起主要贡献的是中小孔隙;孔隙结构是影响驱油效率和微观剩余油分布的关键因素;长期水驱后,孔隙中填隙物发生膨胀、分散、运移和溶蚀,大孔道增多,连通性变好,储集层微观非均质性进一步增强。图11表5参21     

砾岩油藏聚合物驱注采耦合调控方法及参数优化

砾岩油藏微观孔隙结构复杂、宏观非均质性强,并且注采井距较小导致优势通道发育,聚窜矛盾突出,聚合物驱开发效果较差。以克拉玛依七东₁区砾岩油藏为例,提出了小井距条件下聚合物驱注采耦合理论及方法。针对注采敏感井组通过注采耦合调控方法,拉大注采井距、变化流线,以控制聚合物窜流,有效启动优势通道屏蔽型剩余油,实现砾岩油藏聚合物精细化驱替,精准调控。结果表明,处于聚合物驱中后期的砾岩油藏在实施注采耦合方法调控策略后,整体含水回返趋势得到有效控制,油井聚窜得到抑制。针对目标油藏开展注采耦合参数优化,采用时间比例为1∶1对称型结构,注采耦合半周期为60 d时采出程度提高1.89%,效果最好。研究结果对砾岩油藏聚合物驱中后期提高采收率的有效开展具有指导意义。     

大庆油田聚合物驱后微观剩余油分布规律

聚驱后微观剩余油分布规律是进行聚驱后剩余油预测和挖潜的基础。利用冷冻制片、紫外荧光和激光共聚焦扫描显微分析方法,对大庆油田聚合物驱后不同水洗程度岩样微观剩余油分布规律进行研究。分析认为,聚驱后弱水洗岩样剩余油以簇状和粒间吸附状自由态剩余油类型为主,中水洗样品束缚态剩余油所占比例达到42.9%,强水洗样品的剩余油以颗粒表面薄油膜状的束缚态分布为主。聚驱后随着驱油程度增加,轻质组分比例减少明显,而重质组分比例增加,重质组分呈连片型分布在岩石颗粒表面,轻质组分则呈小片状和较为连续的整体零散、局部富集的状态分布在粒间孔隙中。粒内微孔和粒间微小喉道处黏土矿物与轻质组分共存,在颗粒内被黏土矿物完全充填的粒内裂隙和微孔中没有原油分布。