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。     

基于储层孔喉匹配的非均相复合驱技术研究与矿场实践 ——以胜坨油田一区沙二段1-3砂组聚合物驱后单元为例

非均相复合驱油体系与储层孔喉匹配性是实现驱油体系有效注入和大幅度提高原油采收率的关键因素,基于物理模拟研究,建立黏弹性颗粒驱油剂与多孔介质孔喉匹配关系图版。优选胜坨油田一区沙二段1-3砂组聚合物驱后油藏典型单元作为先导试验区,在目标储层孔喉特征分析的基础上,依据所建立的匹配关系图版,研制适合目标储层的黏弹性颗粒驱油剂,联同聚合物与阴非两性表面活性剂构建适合目标储层的高效非均相复合驱油体系。研究结果表明,非均相复合驱技术能有效动用不同类型、不同孔径孔隙中的剩余油,提出非均相复合驱油体系对剩余油的微观动用机制。矿场实践证实,试验区注入井注入压力上升了4.7 MPa,启动压力上升了5.1 MPa,平均阻力系数达1.7,矿场油藏压力分布更加均匀,驱替更加均衡;截至2020年5月,试验区已取得显著降水增油效果,生产井综合含水率下降了6.3%,日产油量由39 t/d升至141 t/d,数值模拟预测在聚合物驱后可进一步提高原油采收率7.6%,非均相复合驱技术具有广阔的推广应用前景。     

聚驱后强水洗油层微观剩余油量化分布及挖潜研究

聚驱后油层剩余油分布高度零散,水洗程度严重且分布比例逐年增大,如何挖潜聚驱后强水洗油层剩余油对于聚驱后进一步提高采收率至关重要。此文通过统计聚驱前后密闭取心井和二类上返井水淹层解释资料,深化了聚驱后强水洗层剩余储量潜力认识及微观剩余油量化分布特征。利用现代物理模拟和激光共聚焦扫描显微分析等方法,在前期统计聚驱后剩余油饱和度数据为基础建立强水洗天然岩心模型,开展聚驱后不同驱油体系对微观剩余油的动用效果室内实验。结果表明:聚驱后强水洗层段自由态、束缚态微观剩余油比例相差不大,以颗粒吸附状、粒间吸附状、簇状、孔表薄膜状为主。中水洗层段自由态较强水洗层高3.7%;聚驱后强水洗岩心弱碱三元复合驱降低束缚态剩余油能力强于高浓度聚驱,多降低7.1%,降低孔表薄膜状剩余油效果明显,最终采收率增幅较高浓度聚合物驱多提高4.7%。     

三元复合驱后剩余油微观特征

三元复合驱是一种有效提高采收率的方法,但驱后仍然有很多原油残留地下。为了进一步认识三元复合驱后微观剩余油分布类型和状态,利用激光共聚焦技术、现代物理实验模拟方法、现场取心井采出的天然岩心对三元复合驱后剩余油微观分布规律进行研究。结果表明,三元复合驱后剩余油主要以孔表薄膜状分布在孔隙中,而其中大部分为难以采出的重质油。研究成果对于进一步提高采收率方法选择具有一定参考价值。     

砂岩油田聚合物驱后油层微观剩余油分布规律

针对大庆油田聚合物驱后油层微观剩余油分布规律,利用冷冻制片、紫外荧光和CT无损分析新方法,定量化确定了束缚态、半束缚态和自由态三大类的10种类型微观剩余油的空间分布特征.分析认为水驱、聚驱或三元复合驱后主要微观剩余油类型均以孔表薄膜状、颗粒吸附状和粒间吸附状为主,聚驱后剩余油比例分别减少了83.5％、49.4％和44.0％.三元复合驱后,在高浓度聚合物驱的基础上孔表薄膜状和颗粒吸附状微观剩余油又分别下降8.8％和27.8％.聚驱后分流线部位微观剩余油赋存状态以束缚态的颗粒吸附状和孔表薄膜状以及自由态的簇状和粒间吸附状为主.孔隙结构、乳化现象、贾敏效应、黏土矿物、颗粒表面吸附力、毛管力和微观非均质性引起的指进现象是产生微观剩余油的7种主要原因.研究成果为后续水驱开发和各种化学驱后剩余油的进一步挖潜提供了科学依据.     

孔隙结构对砾岩油藏聚表二元复合驱提高采收率的影响

为明确聚表二元复合体系对不同模态岩心的驱替特征和剩余油动用规律,选用3种典型孔隙结构的天然岩心,分别从孔隙、岩心和矿场3个尺度研究孔隙结构差异对二元复合驱提高采收率的影响:①利用核磁共振原位驱替实验研究水驱、二元复合驱过程中各种孔隙结构岩心中的剩余油变化规律;②采用全直径岩心驱替实验研究不同孔隙结构岩心的驱替特征与驱替效果;③利用矿场开发数据对比双模态砂岩和复模态砾岩储集层二元复合驱开发特征的差异。研究结果表明:孔隙结构越复杂,水驱效果越差,二元复合驱提高采收率幅度越大;二元复合驱可以增加对单模态和双模态岩心中1～3μm孔隙区间内剩余油的动用程度,但复模态岩心仍以动用孔隙半径大于3μm孔隙区间内的剩余油为主;全直径岩心驱替实验表明二元复合驱体系的注入可大幅提升复模态岩心的驱替压力,同时乳化岩心中的剩余油,有效扩大波及体积,进而大幅提高采收率;与砂岩油藏相比,复模态孔隙结构的砾岩油藏更容易发生窜流,实施化学驱提高采收率,必须解决宏观高渗通道的封堵与微观孔隙结构差异导致的波及效率等问题。图14表6参19     

三元复合驱岩心微观尺度油相动用机制

三三元复合驱是一项行之有效的提高原油采收率的技术,但其微观驱油特征及针对不同类型油相的动用机制目前尚不明确。为此,利用核磁共振技术、岩心冷冻制片-荧光分析技术与岩心驱替实验相结合的方法对三元复合驱针对不同孔径分布及赋存状态的油相动用情况进行了定量表征及分析。结果表明：在水驱不产油的条件下,三元复合驱采收率可进一步提高26.42百分点;三元复合驱主要动用中孔隙（[10,50）μm）的油相,同时也强化小孔隙（[1,10）μm）内剩余油的动用程度,小孔隙油相的动用贡献率可达46.0%;相比于水驱,三元复合驱能够提高半束缚态油相采出程度5.26%和束缚态油相采出程度5.82%,其中,对簇状油、粒间吸附状油、膜状油以及角隅状油的动用效果更加明显;通过与碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱、聚/碱二元复合驱及聚/表二元复合驱微观驱油特征比较,三元复合驱中碱、表面活性剂和聚合物在动用小孔隙油相、半束缚态油相及束缚态油相上具有明显协同增效的作用。研究成果可为三元复合驱技术的进一步应用提供理论依据。     

三元复合驱后微观剩余油赋存状态及分布特征

利用大庆油田三元试验区三元驱前后天然岩心,研究三元复合驱后的剩余油赋存状态及分布特点。采用激光共聚焦显微镜定性分析了不同水驱程度和不同强碱三元复合驱程度岩心的微观剩余油类型并进行了三维剩余油重建,确定了微观剩余油赋存状态并给出分布特征。通过冷冻铸体薄片定量分析了不同水驱程度和不同强碱三元复合驱程度岩心的微观剩余油类型和所占的比例。     

七东1低渗砾岩油藏聚合物驱配方设计及应用*

为提高砾岩油藏采收率,针对七东1区砾岩低渗储层强非均质性、水驱采出程度低、剩余油饱和度较高等特点,在七东1区实施聚合物驱。通过理论计算、聚合物注入性及流动性分析、天然岩心驱油实验,对聚合物相对分子质量和注入浓度进行了筛选,并在七东1区进行了矿场应用。结果表明,七东1区低渗砾岩储层可注入浓度不高于1000 mg/L、相对分子质量400×10~4以下的聚合物,采收率可提高4%数9%。针对低渗透油藏特点,形成了驱油体系与油藏流体等黏驱替流度控制技术。试验区于2016年1月全面注入相对分子质量为350×10~4、质量浓度为800 mg/L的聚合物溶液。截至2019年2月,聚合物驱阶段产油8.01×10~4t,阶段采出程度14.5%,降水增油效果明显。图6表6参14。     

聚合物驱后注气稳定重力复合驱数值模拟

聚合物驱后剩余油分布高度零散、顶部油层剩余油难以动用,而聚驱后的主导技术尚无明确方法。在原油受力分析的基础上,提出了油藏顶部注气、底部三元复合驱的思路。针对大庆聚合物驱后区块,进行了不同驱替方式的预测对比研究。结果表明,注气稳定重力复合驱效果最好,提高采收率幅度达到了13.53%。对比不同驱替方式的顶部油层剩余油饱和度,注气稳定重力复合驱能够将顶部低渗透油层有效动用,剩余油大幅减少。分析不同时间点的纵向剩余油饱和度分布,顶部注气后利用纵向压差驱替剩余油向下运移,底部实施三元复合驱利用平面压差驱替剩余油,实现了立体驱替。注气稳定重力复合驱技术为聚驱后提高采收率技术的发展提供了新思路。     

聚合物驱后油藏蒸汽驱技术可行性研究

为进一步提高大庆油田原油采收率,利用热采物理模拟技术,开展聚合物驱后油藏蒸汽驱提高采收率实验研究,探讨聚合物驱后转蒸汽驱的可行性。实验结果表明,油藏聚合物驱后转蒸汽驱不仅能够改善高、中渗层的驱油效率,且蒸汽的超覆作用能够有效动用油层上部剩余油,提高波及效率。聚合物驱后油藏转热采方式在技术上是可行的。该研究为大庆聚合物驱后油藏蒸汽驱现场试验提供了依据。     

聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究

首先利用正交实验设计,确定了化学剂最佳注入程序为0.1PV聚合物前置段塞、0.45PV三元复合剂主段塞、0.05PV聚合物后续保护段塞,其次再依据聚驱后区块特点及实际情况,设计了三套井网方案并开展了聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究。数模结果表明,三元复合驱与前一阶段聚驱相比平均可提高采收率12.9%,其中,水平井和直井的注采组合方案提高的采收率幅度最大,达到15.97%,所以聚合物驱后应综合考虑水平井的注采调整和三元复合驱的多重优势,以期取得更好的开发效果。     

油藏水驱后蒸汽驱增油机理实验

水驱后的油藏条件与初始状态有很大不同,导致蒸汽驱油机理变得更加复杂.通过水驱后蒸汽驱物理模拟实验,可以深入认识其增油机理,指导水驱油田蒸汽驱的方案设计.在充分调研水驱、蒸汽驱物理模拟实验的基础上,建立了水驱、蒸汽驱联动物理模拟实验相似准则,并以此准则为依据,对某实际水驱砂岩油藏进行了模型化,建立了二维和三维物理模型.在此基础上进行平面均质油藏和纵向非均质油藏的水驱后蒸汽驱2组实验.实验结果表明,在均质油藏中,蒸汽带扩散均匀,蒸汽驱阶段的采出程度是水驱阶段的2.45倍,总采出程度达到68.54％;在非均质油藏中,蒸汽带优先沿着物性较好的油层扩散,蒸汽驱阶段的采出程度是水驱阶段的2.36倍,总采出程度达到64.22％.蒸汽的蒸馏作用和驱替作用是蒸汽带中主要的增油机理,油藏的非均质性对蒸汽驱的效果有一定影响.     

聚合物驱后油藏强化泡沫驱参数优化设计

为进一步提高聚合物驱后特高含水开发后期油藏采收率,根据强化泡沫驱先导试验区的油藏特点及开发现状,利用CMG数值模拟软件,对双河油田强化泡沫驱的注入段塞大小、注入浓度、注入方式等参数进行了优化设计,并依此制定了开发方案。优化结果表明:强化泡沫体系为2 000 mg/L稳泡剂+0.3%发泡剂,合理气液比为1∶1,最佳注入量为0.5 PV,并且采用气液混注方式驱油效果最佳;预测矿场实施后,可提高采收率10%,对聚合物驱后油藏采用强化泡沫驱技术进一步提高采收率是可行的。     

蒸汽驱油机理

通过高升油田岩样仿真模型所进行的驱油实验．研究稠油蒸汽驱油机理和流体渗流规律，为汽驱方案设计和提高稠油采收率提供了科学依据。     

聚合物驱后复合热载体泡沫驱提高采收率实验研究

针对聚合物驱后地层非均质状况进一步恶化、剩余油分布更加复杂分散、至今仍没有较好的接替技术等问题,提出了复合热载体泡沫驱提高采收率技术.通过单管模型、双管模型驱油效率实验,分析了复合热载体泡沫驱提高采收率的主要机理,认为复合热载体泡沫驱具有化学驱、氮气驱、二氧化碳驱、蒸汽热力驱和泡沫驱等多重优点,在聚合物驱后仍能大幅度提高采收率,实验岩心采收率提高幅度可达13.59%,因此,该技术可以作为聚合物驱后提高采收率的一种有效接替技术.     

三层油藏水驱后转聚驱的试井解释方法

目前在对于聚合物试井的模型研究中,没有同时考虑多层油藏及非牛顿-牛顿复合油藏2种情况的影响,导致许多海上聚驱油藏实际数据拟合效果不理想。通过考虑海上多层油藏水驱后转聚驱的实际情况,运用数学方法、渗流力学理论,基于严格的数学推导,建立了三层窜流非牛顿-牛顿复合油藏试井解释模型,绘制了井底压力响应特征曲线并对其影响因素进行了讨论,运用实例证明了模型的正确性与实用性。结果表明：三层油藏水驱后转聚驱的试井典型曲线可划分为6个流动段,与一般三层窜流无复合模型的典型曲线特征不同,存在末期复合流段上翘段,聚合物初始浓度对特征曲线影响较小,窜流系数主要影响“凹子”出现的时间,地层系数比和弹性储容比主要影响“凹子”的宽度和深度,复合半径主要影响压力导数曲线上翘段的下移程度。     

岩石润湿性对聚驱后化学驱进一步提高原油采收率的影响

及早考虑和研究三次采油后进一步提高采收率的方法，对石油工业的可持续发展具有重要意义。在不同润湿性的人造岩心上，运用物理模拟的方法，对聚合物驱三次采油后进行化学驱及泡沫复合驱的可行性进行了研究。研究表明，在聚合物驱三次采油后采用适当的方法，仍然可以进一步提高采收率，并对不同实验方案进行了对比。