淀粉接枝共聚物在多孔介质内成胶效果实验——以渤海油田SZ36-1油藏条件为例

淀粉接枝共聚物凝胶由于其成胶强度大、成本低、成胶时间可控等优点已经在我国部分油田应用。然而现今针对淀粉接枝共聚物凝胶的研究多集中在合成方法、性能表征和常规方法的成胶强度研究上,结合现场实际情况,尤其是海上油田现场实际情况的成胶效果研究较少。以渤海油田SZ36-1油藏条件为例,研究了淀粉接枝共聚物凝胶在接近油藏实际条件的多孔介质中的成胶效果。结果表明,在玻璃容器内具有良好耐稀释性、抗剪切性、耐油性、耐黏土性和时间稳定性的淀粉接枝共聚物体系,在岩心孔隙内却难以发生交联反应。由此可见,化学反应空间环境对淀粉接枝共聚物成胶效果存在较大影响,空间尺寸越大,成胶效果越好。为增加淀粉接枝共聚物各组成在孔隙内发生碰撞概率即提高成胶效果,需要适当提高常规优化配方中各组分浓度。     

淀粉接枝共聚物凝胶的稳油控水效果及工艺参数优化*

绝大多数的陆上油田经过长时间注水及注聚合物开发,储层大孔道或高渗透条带发育,注入水无效低效循 环日益严重。针对常规调剖堵水剂封堵效果较差的技术难题,以西部B油田储层及流体特征为研究对象,研究 了淀粉接枝共聚物凝胶的基本性能、注入性、封堵性能,评价了不同影响因素下淀粉接枝共聚物凝胶的稳油控水 效果。研究表明,淀粉接枝共聚物凝胶的初始黏度较低,注入性较好,但其受成胶空间环境影响较严重,成胶空 间越大,成胶强度越高,对高渗透岩心的封堵能力强于对低渗透岩心的,对中低渗透储层中伤害较小,一定程度 上具有选择性封堵的效果。此外,淀粉接枝共聚物凝胶的注入量为0.1 PV时采收率增幅最高,继续增大凝胶的 注入量,对中低渗透岩心的伤害随之增大,反而不利于液流转向的发生。随着顶替段塞注入体积的增加,采收率 逐渐增大,“产出/投入”比逐渐降低。淀粉接枝共聚物凝胶的注入时机对增油降水效果同样存在影响,注入时机 越早,非均质性程度越弱,封堵效果越好,最终采收率增幅越高。     

多孔介质对交联聚合物成胶效果影响及作用机理

研究了3种交联聚合物体系在多孔介质中的成胶性能,实验温度45℃。在实验容器中,Al3 交联体系配制后60天内黏度变化较小,是一种CDG;Cr3 交联体系15天达到最高黏度2.3 Pa.s,是缓慢交联的弱凝胶;无机有机复合交联体系15天黏度1.8 Pa.s,45天达到最高黏度80 Pa.s,是延迟交联的强凝胶。人造非均质岩心模拟大庆主力油层,平均渗透率0.8μm2,长30 cm。以聚合物溶液为对照,按水—凝胶—水—凝胶—候凝20天—水的顺序驱替,由驱替过程中入口和中间点压力与注入量关系判断,Al3 体系进入岩心并通过分子内交联成胶,Cr3 体系在进入岩心前已发生交联并在端面造成堵塞;进入岩心的复合交联体系基本上不成胶。引证了文献发表的大庆油田铬凝胶调驱的有关数据。讨论了储层孔隙结构、渗透率-孔隙半径中值关系曲线及聚合物分子线团半径。认为在孔隙介质中由于孔隙壁造成的“笼”效应,聚合物的分子间交联受到一定程度的阻碍。图7表3参8。     

表面活性剂和碱对Cr3+聚丙烯酰胺凝胶成胶效果的影响及作用机理

在三元（或二元）复合驱过程中,调剖剂不可避免与表面活性剂和碱接触,因此碱和表面活性剂 的性能可能会对调剖剂的性能造成影响。室内采用黏度计、动态光散射仪、扫描电镜和驱油实验装置, 研究了碳酸钠、石油磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚对Cr3+聚合物凝胶调剖剂的黏度、分子聚集体 尺寸、分子聚集体形态和调剖效果的影响。结果表明,石油磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚对Cr3+ 聚丙烯酰胺凝胶的黏度和分子聚集体尺寸几乎不影响;而Na2CO3的加入使Cr3+聚合物凝胶不成胶,且 Cr3+聚丙烯酰胺凝胶成胶后加入Na2CO3会发生破胶现象,分子聚集体尺寸大幅下降,聚集体形态从大的 团块状变成小的团块状,驱油过程中封堵效果明显变差。进一步分析发现,在碱性条件下,Cr3+聚丙烯 酰胺凝胶难以发生交联反应,即使发生了交联也会发生解交联。     

Cr~(3+)聚合物凝胶与水交替注入调驱作用机理——以渤海LD10-1油田为例

针对渤海LD10-1油藏减缓吸液剖面反转技术需求,通过层内非均质岩心驱替实验,发现Cr~(3+)聚合物凝胶与水交替注入工艺具有较好的增油降水效果,运用并联岩心驱替实验,从驱替过程和驱油效果两方面探讨了交替注入增油机理。结果表明,相比整体凝胶段塞注入工艺,"Cr~(3+)聚合物凝胶+水"交替注入方式具有更好的封堵和驱替效应。凝胶前置段塞对高渗透层实施封堵后,后续水段塞一方面可使弱凝胶分子线团膨胀加强封堵效果,改善后续流体的转向能力,另一方面还可增强驱替效果,减缓吸液剖面反转现象。在实际设计交替轮次数时,应考虑水段塞过多易引起高渗透层突进的问题。     

渤海南部古潜山油气田成藏机理及展布规律研究——以渤海L油田为例

渤海L油田位于渤南潜山带中部,属于受构造控制的下古生界古岩溶型碳酸盐岩潜山油田,具有含油气层位多、厚度大、储层分布广的特点。在系统分析供烃条件、构造成因、优质储层主控因素、成藏模式等关键成藏因素基础上,阐述了渤海南部古潜山L油田成藏条件,探讨了潜山油气富集规律,研究认为,渤海L油田烃源来自渤中凹陷和黄河口凹陷,供烃条件优越,油气沿断层及不整合面运移至圈闭;上寒武-下奥陶统储层受控于古地貌及沉积相带,物性较好的云坪沉积发育于古地貌岩溶缓坡单元,呈环带状分布,是油气聚集的天然场所。     

热力泡沫复合驱增效机理及油藏适应性研究——以渤海M油田为例

蒸汽驱开发存在窜流现象,严重影响开发效果,而热力泡沫复合驱可有效改善蒸汽驱开发效果,渤海部分稠油油藏经过多轮吞吐后已具备转驱条件。以M油田为例,通过二维可视化实验,从宏观和微观两方面分析热力泡沫改善蒸汽驱开发效果的机理,并进行泡沫封堵性能影响因素分析,确定热力泡沫复合驱的适应性。研究结果表明,在现有地质油藏条件下,热力泡沫具有一定的封堵能力,而在高温注入条件下,增加泡沫的耐温性能对热力泡沫复合驱提高采收率意义重大。与单一蒸汽驱相比,热力泡沫复合驱可提高驱油效率约30.0%。     

井网类型对"堵/调/驱"综合治理效果的影响——以渤海LD5-2油田为例

LD5-2油田具有储层厚度大、平均渗透率高、非均质性强和原油黏度高等特点,长期注水开发加剧了储层非均质性.为了遏制水驱开发无效循环、提高油田开发效果,以渤海LD5-2油田为例,通过室内大尺寸岩心模型,开展了"调剖+调驱+驱油"措施组合与井网类型适应性实验研究.结果表明:与直井井网相比较,水平井井网注入井渗滤面积较大,注入压力较低,调剖剂难以进入中、低渗透层,措施后中、低渗透层吸液压差增幅较大,后续微球和高效驱油剂吸入量较多,扩大波及体积和提高洗油效率效果较好,采收率增幅较大;与水平井布置在中渗透层井网相比较,水平井贯穿高、中、低渗透层井网时,调剖剂可以更多进入中、高渗透条带,发挥宏观液流转向作用,促使后续调驱剂和高效驱油剂转向进入低渗透层,发挥深部调剖和原油降黏作用,采收率增幅较大.由此可见,"调剖+调驱+驱油"措施组合可以形成协同效应,进而可以取得更好增油降水效果.     

海上油田采出污泥性质及其无害化处理方法研究——以SZ36-1油田为例

与陆地油田相比较,海上油田具有储层渗透率较高、非均质性较严重、岩石胶结强度较低和原油黏度较高等特点。水驱开发采收率较低。此外,海上油田操作费用较高,平台使用寿命较短,客观上要求加快开发速度。因此,早期注聚成为加快油田开发的重要技术措施。但由于注聚导致压力大幅度升高,进一步加剧了岩石结构破坏,采出液含泥量明显增加,这不仅造成平台油水分离系统工作效率降低,而且采出污泥无害化处理也成为海上油田亟待解决的技术难题之一。以油藏工程学、高分子材料学和物理化学为理论指导,以仪器检测、化学分析和物理模拟为技术手段,以sz36—1油田储层和采出污泥为研究对象,开展了储层性质和污泥组成及其储层适应性研究,进行了污泥聚合物溶液调剖效果评价。结果表明,采出污泥由水、泥土颗粒和油组成,泥土颗粒大小不一、外观不规则,主要由氧、碳、硅等元素组成。当聚合物浓度0.06%⁰.3%和泥土浓度小于0.6%时。由它们组成的污泥聚合物溶液可以满足泵送和储层大孔道封堵技术要求。与传统聚合物凝胶和颗粒类调剖剂相比较,污泥聚合物溶液不仅封堵强度高,而且成本较低,采出污泥回注地层是海上平台污泥无害化处理的有效途径。     

海上油田分注分采效果及其影响因素数值模拟——以渤海SZ36-1油田为例

依据渤海SZ36–1油田地质特征和流体性质,通过建立排状注采井网地质模型,利用CMG油藏数值模拟软件,开展了笼统注采、水井单独分注和分注+分采三种注采方式下的增油效果,以及影响分注+分采增油效果的因素研究。结果表明,实施分注分采有利于进一步扩大各层注入水波及体积,提高水驱采收率,但过早或过晚实施分采均会减弱增油效果,排状注采井网的最佳分采时机为含水90%,最优分注率为33%;随井排距比增大,采收率增幅呈现先升后降的趋势,合理井排距比为1.25;对平面非均质性强的油藏,实施分注分采可调整平面矛盾,改善驱替前缘呈矩形推进,从而提升增油效果。     

普通稠油油藏组合式提高采收率技术—以渤海SZ36-1油田为例

以渤海SZ36-1油田油藏地质特征和流体性质为研究对象,以黏度和采收率为评价指标,开展了调驱剂、封窜剂和冷采剂筛选和基本性能评价,进行了调驱、封窜、冷采以及"调驱剂+冷采剂"和"封窜剂+冷采剂"段塞组合措施增油效果物理模拟。结果表明,封窜剂(改性淀粉类,主剂浓度80000 mg/L,辅剂浓度2150 mg/L)较调驱剂(Cr3+聚合物凝胶,聚合物浓度4000 mg/L,聚合物与Cr3+质量比180∶1)具有良好的抗稀释和抗剪切性,按油水体积比1∶5将冷采剂与原油混合后会形成油内相、水外相(O/W)乳状液,促使原油黏度降低(黏度为540 m Pa·s的模拟原油经冷采剂乳化后的黏度降为3.4 m Pa·s),渗流阻力减小。随岩心非均质性增强,水驱采收率减小,"调驱剂+冷采剂"和"封窜剂+冷采剂"段塞组合措施的增油效果提高,两个措施间采收率增幅差值增加,表明封窜剂转向作用效果增强,促使后续冷采剂更多地转向进入中低渗透层,原油降黏范围增加,作用效果增强。在高、中、低渗透率分别为6000×10-3、2000×10-3、200×10-3μm2的非均质岩心上,单独调驱、封窜和冷采、"调驱剂+冷采剂"和"封窜剂+冷采剂"段塞措施的提高采收率分别为25.5%、33.9%、6.1%、30.4%、39.9%,"封窜剂+冷采剂"复合段塞的液流转向效果较好,采收率增幅较大。     

调剖、调驱剂注入压力对分流率的影响及作用机理

渤海LD5-2油田具有平均渗透率较高和非均质性较严重等特点,长期高强度水驱进一步加剧了储层间非均质性,亟待采取调剖调驱措施来实现深部液流转向.本文以LD5-2储层特征为模拟对象,采用三并联岩心实验开展了调剖调驱剂注入压力对分流率影响及作用机制研究.结果表明,微球颗粒易于在岩心注入端端面滞留,引起注入压力"虚高",液流转...     

黏土对聚合物溶液黏度和渗流特性影响研究——以渤海SZ36-1油田为例

聚合物类调驱剂流经多孔介质时,不可避免地与储层填隙物接触,因水动力学捕集、机械捕集、表面吸附和聚合物分子间的相互作用而产生滞留,这种物理化学作用不仅会影响注入流体的渗流特性,而且会对交联聚合物成胶性能产生影响。以岩石矿物学、物理化学和高分子化学为理论指导,以仪器分析、化学分析和物理模拟为技术手段,以砂岩储层中主要黏土矿物与聚合物间相互作用为研究对象,开展了黏土矿物类型和含量对聚合物凝胶黏度、吸附量和渗流特性实验研究。结果表明,蒙脱土、高岭土和伊利土等三种黏土矿物会不同程度的降低聚合物溶液和凝胶的黏度,原因在于它们表现出的较大吸附能力差异,其中蒙脱土吸附量较大,其次为高岭土,再其次为伊利土,晶层结构差异是产生这种差异的直接原因。与聚合物溶液相比较,黏土矿物对交联聚合物溶液吸附量较小。在进行聚合物浓度取样检测时,容器上层液聚合物浓度通常要比下层液低,但整体水平差异不大。进一步分析发现,黏土矿物吸附作用导致聚合物在孔隙中滞留增加,孔隙过流断面减小,阻力系数和残余阻力系数增大。此外,黏土颗粒在多孔介质内运移和捕集也会造成渗流阻力增大。     

海上稠油油藏可动凝胶调驱参数优化——以SZ36-1油田为例

SZ36—1海上稠油油藏经过长期注水开发，表现出含水率上升快、水驱动用效果差的问题，须采用可动凝胶调驱作为提高采收率的重要措施。通过对可动凝胶调驱质量传输流体力学、化学动力学的深入研究，初步建立了可动凝胶体系深部调驱数学模型，描述了可动凝胶体系在多孔介质中的复杂渗流行为。编制了数值模拟软件，对SZ36—1海上稠油油藏凝胶调驱注入参数进行了优化设计，当地层原油粘度小于70mPa·S，油藏综合含水率小于60％，最佳凝胶用量为0．2倍孔隙体积时，最适宜用可动凝胶调驱。     

渤海油田多轮次凝胶调驱参数优化实验研究——以LD5-2油田A22井为例

LD5-2油田经过多年开发,地层非均质性逐渐增强,亟待采取强化液流转向措施来扩大波及体积,改善水驱开发效果。为了适应油田开发需要,以油藏工程和物理化学理论为指导,以仪器检测和物理模拟方法为技术手段,以LD5-2油藏地质和流体性质为实验平台,开展了多轮次调驱效果实验研究。结果表明,在三种水配制Cr3+聚合物凝胶中,除垢水凝胶黏度较大,液流转向能力较强,调驱增油效果较好;随聚合物浓度增加,Cr3+聚合物凝胶黏度增大,液流转向能力增强,采收率增幅增加;在Cr3+聚合物凝胶段塞尺寸相同条件下,采用多个凝胶小段塞与水交替注入方式可以减少驱油剂用量,获得了较好的驱油效果。     

夹层对不同韵律底水油藏开发效果的影响机理——以苏丹H油田为例

以苏丹块状底水油藏H油田为原型,运用数值模拟方法建立了正韵律、反韵律、复合正韵律和复合反韵律底水油藏的数值模型,研究了不同夹层半径、厚度及分布条件下各种韵律油藏的开发效果,并提出了相应的开发技术对策。结果表明,对不同韵律底水油藏,含夹层油藏的开发效果均得到不同程度的改善,控水效果随着夹层半径的增大而变好;夹层厚度对开发效果影响不大,低含水期正韵律底水油藏和中高含水期反韵律底水油藏控水效果相对较好;夹层分布在距离油水界面较近或存在多夹层情况下开发效果好;剩余油主要分布在夹层之间和夹层下部。不同韵律底水油藏的开发策略主要为充分利用隔夹层优化射孔,结合垂向与水平渗透率之比控制采油速度和适时实施人工夹层等减缓底水锥进速度。H油田开发实践表明,充分利用隔夹层优化射孔并部署加密水平井能取得较好的开发效果。     

超浅层油藏成岩特征及对油气成藏的影响——以准噶尔盆地春风油田为例

春风油田位于准噶尔盆地车排子凸起东北部,其主力产层埋深平均500 m,属于典型的超浅层油藏。通过岩心描述与薄片观察,认为该油藏自下而上可分为底砾岩、粗砂岩—含砾砂岩、顶部细砂岩3套结构层。碳酸盐胶结为最典型的成岩现象,压实、溶解作用均较弱,胶结物主要在沉积初期形成,导致碎屑颗粒常呈漂浮状或点接触。3套结构层中的顶、底层分别由于强胶结和差分选导致储油能力差;中部有利结构单元内油水分布特征复杂,全区油水倒置现象严重。通过对该油藏进行成藏要素的解剖,认为沙湾组底部不整合、红车断裂带以及全区分布的厚砂层为油气成藏提供了良好的运移通道。但由于古构造、油气充注等因素的影响,北部、西北部以及西部地区早期发生了大规模碳酸钙沉淀,对后期运移的油气形成遮挡,造成了该区大规模油水倒置现象。研究区特殊的成岩现象及油藏分布特征充分说明,浅埋藏地区并非仅发育地层油藏和岩性油藏,受胶结作用影响也可形成一定规模的成岩圈闭油气藏,此类圈闭明显有别于常规的深层溶解型成岩圈闭。     

“堵水+调剖”联合作业效果及液流转向机理研究——以渤海SZ36-1油藏地质和流体条件为例

由于SZ36-1油田具有储层胶结疏松、非均质性严重、平均渗透率较高、原油黏度较高和单井注水量较大等特点,亟待采取液流转向措施以达到稳油控水的效果。以SZ36-1油田实际储层地质和流体为研究对象,通过室内物理模拟实验的方法,开展了堵水(堵水剂为淀粉接枝共聚物)、调剖(调剖剂为Cr~(3+)聚合物凝胶)和"堵水+调剖"联合作业增油降水效果及其影响因素实验研究。结果表明,与单独堵水或调剖措施相比较,"调剖+堵水"联合作业增油降水效果较好。随堵水剂顶替液段塞尺寸增加,中低渗透层分流率增加,堵水增油降水效果提高,但采收率增幅呈现"先增后降"趋势,所以综合分析合理段塞尺寸为0.05 PV左右。除此之外,随储层原油黏度增加,水驱中低渗透层分流率减小,采收率降低;"堵水+调剖"措施后,注入压力升高幅度增加,中低渗透层分流率增加,但最终采收率仍然较低。     

无机凝胶在高盐油藏的调驱效果及工艺参数优化 ——以吐哈雁木西油田为例

吐哈雁木西油田为高盐中低渗透油藏,目前已经进入特高含水率开发阶段。为满足该油田提高采收率技术需求,本文以雁木西油田储层地质特征和流体性质为模拟对象,开展了高盐油藏无机凝胶调驱效果及工艺参数优化实验研究。研究结果表明,在矿化度为151453 mg/L、岩心渗透率为800×10~(-3)/200×10~(-3)/50×10~(-3)μm~2条件下,当主剂(0.03 mol/L的硅酸钠溶液)段塞尺寸为0.06数0.08 PV和注入轮次为5数6时,岩心中低渗透层的动用程度较高,含水率下降约10%,采收率增幅在10%以上。在主剂用量相同条件下,与各轮次药剂采用"等浓度"注入方式相比,采用"递增"注入方式深部液流转向效果较好,采收率增幅增大1.53%。与无机凝胶或Cr~(3+)聚合物凝胶相比较,"无机凝胶+表面活性剂"或"Cr~(3+)聚合物凝胶+表面活性剂"调驱波及区域洗油效率较高,最终采收率增幅增加4%左右,但"产出/投入"比值较小。与无机凝胶相比较,Cr~(3+)聚合物凝胶调驱采收率增幅较大,但由于聚合物溶液配制和注入工艺比较复杂,技术经济效果较差。图14表6参16     

砂砾岩油藏聚合物驱试验效果评价及作用机理探讨——以呼和诺仁油田贝301区块南屯组油层为例

砂砾岩油藏储层通常具有孔隙结构复杂、非均质性强等特征,高含水期砂砾岩油藏层内、层间及平面间矛盾突出,而常规技术难以有效控制含水上升速度,无法提高差油层的动用程度,油田开发效果逐年变差。为此,以呼和诺仁油田贝301区块南屯组高含水油层为主要研究对象,优化设计聚合物驱试验方案,开展为期3年聚合物驱现场试验。研究结果表明,试验油层综合含水下降大于10.0%,自然递减连续3年小于5.0%,阶段增油达3.75×104 t,与水驱对比,阶段采收率提高8.5%以上,聚合物驱试验取得了良好的增油降水开发效果。