磷硅酸盐对三元复合驱油体系传输和转向能力的影响

三元复合驱是最具应用前景的提高采收率技术之一,但采出液所引起的采油设备腐蚀和结垢问题制约着该技术的大规模推广应用.SJT-B助剂是一种磷硅酸盐化学添加剂,具有良好的缓蚀防垢和降低界面张力的效果.为考察聚合物-sJT-B助剂-活性剂DQ和聚合物-SJT-B助剂复合驱油体系的传输和转向或调剖能力,开展了相关物理模拟实验研究.结果表明,与聚合物溶液或普通三元复合驱油体系相比,添加SJT-B助剂后二元和三元复合驱油体系的传输能力减弱,转向能力增强,表明SJT-B助剂还具有较强的调剖能力.     

胜利油田地质院研究耐温抗盐超低界面张力泡沫体系驱油

泡沫驱油是—种用泡沫作为驱油介质的驱油方法，多数是利用泡沫的调剖能力改善CO2及其他气驱的效果，或是加入聚合物的强化泡沫驱、三元复合驱，单纯进行泡沫驱提高油藏采收率的应用不多。超低界面张力的高效泡沫调驱技术，及能够发挥泡沫封堵及高效驱油协同效应的超低界面张力体系的研究较少。     

聚驱后油层提高采收率驱油方法

大庆油田已开展了聚驱后高浓度聚驱和三元复合驱现场试验,这2种驱油方法虽可取得一定的技术效果,但聚合物用量大、经济效益低。为实现低成本高效开采,在深刻认识聚驱后油层特点的基础上,依据堵调驱相结合的技术路线,应用物理模拟实验和配方优化技术,进一步研究了3种新型驱油方法：①"调堵剂+驱油体系"组合注入驱油方法,该方法通过低初黏凝胶调剖后再注入三元体系,特点是可大幅降低聚合物用量,较单纯三元复合驱可提高采收率2.1%,节省聚合物用量25%;②研发了非均相复合驱油体系,该体系由连续相三元溶液和非连续相PPG颗粒组成,可实现动态调整、动态驱替,聚驱后非均相复合驱可提高采收率13.6%,较三元复合驱可提高采收率3.4%;③研发了聚驱后插层聚合物复合驱驱油方法,插层聚合物具有残余阻力系数大于阻力系数的特点,调堵能力强于普通聚合物,聚驱后可提高采收率15.9%。鉴于上述3种新型驱油方法室内实验取得的较好效果,且较普通三元复合驱大幅降低化学剂用量,拟开展现场试验以提高油田采收率。     

聚合物驱后提高采收率方法室内实验研究

利用三维大型物理模型进行了聚合物驱油实验,研究了非均质砂岩油田聚合物驱油过程中波及系数变化情况和聚合物驱后剩余油分布特征。对4种不同方法的驱油实验对比研究结果表明,在聚合物驱后,高渗层位的波及系数较大,进一步扩大波及体积而降低剩余油饱和度的潜能较小,可通过二元或三元体系驱方式提高驱油效率来进一步挖潜剩余油;而中、低渗透层的波及系数低,含油饱和度高,可采用调剖或高黏度聚合物驱扩大波及体积与三元复合驱提高驱油效率相结合的方法进一步提高最终采收率。     

三元复合体系驱油性能的动态变化及其对 采收率的影响

三元复合体系渗流过程中,聚合物的剪切降解和表面活性剂的吸附、滞留等导致体系驱油性能动态变化,影响其到达油藏深部的实际驱油能力。为了探讨驱油过程中复合体系性能的变化及其对复合驱采收率的影响,考察了渗流速度和运移距离对三元复合体系黏度的影响及体系油水界面张力在运移方向上的动态分布特征,研究了复合体系性能变化对采收率的影响。结果表明,渗流速度和运移距离对三元复合体系黏度和油水界面张力的影响较大。随渗流速度的增大复合体系黏度显著降低,渗流速度大于10 m/d时体系黏度变化较小;复合体系的剪切降解主要发生在注入端或近井地带,到达模型或油藏深部后运移距离的增大不会造成体系黏度的显著降低;复合体系界面张力随运移距离的增大显著升高,注入量较小时仅能在注入端或近井地带形成超低界面张力,注入量达到3.0 PV时可在填砂模型深部形成超低界面张力;渗流过程中复合体系界面张力对体系驱油能力的影响较黏度的影响更为显著,使复合体系达到油藏深部后仍保持超低界面张力是复合驱提高采收率的关键之一。     

蓬勃开展的三元复合驱油现场试验

三元复合驱油体系由聚合物、表面活性剂和碱组成 ,该种体系既具有超低的界面张力 ,又有较高的粘度 ,既可扩大波及体积又能提高驱油效率 ,因此可大幅度提高采收率 ,是大庆油田实现可持续发展的又一新技术。杏北油田三元复合驱油技术通过先导性、扩大性矿场试验的实施 ,取得了明显的增油效果 ,采收率提高值达2 0 %以上 ,并形成了地面配制、注入、举升工艺、采出液处理等配套技术 ,该技术已达国际领先水平。为评价杏北油田主力油层三元复合驱工业化生产的经济效益 ,开展了目前世界上规模最大的三元复合驱油现场试验。试验区位于大庆长垣杏树岗…     

磷硅酸盐/表面活性剂/聚合物复合体系性能评价

三元复合体系中的强碱作用使井筒和地面输油设备结垢严重,并且由于层间和层内矛盾日趋严重,注入过程易发生指进.为此,利用磷硅酸盐助剂、聚合物和表面活性剂组成复合体系,对复合体系的界面张力、粘度、分流能力和驱油效果进行了研究.当表面活性剂质量分数为0.05%～0.4%,磷硅酸盐助剂质量分数为0.1%～0.8%时,复合体系的界面张力达到10-2～10-3mN/m数量级,具有较好的低界面张力范围.在物理模型上进行了分流能力和驱油实验.结果表明,磷硅酸盐助剂可以改善驱油体系的调剖能力,可在水驱基础上提高采收率35.9%,优于大庆现有的三元复合驱油体系.     

利用磷硅酸盐-表面活性剂-聚合物复合体系提高原油采收率

"表面活性剂-碱-聚合物"三元复合体系是提高采收率的实用技术之一,但其中强碱NaOH会引起采油设备腐蚀和地层结垢问题,这影响了该技术的大规模推广应用。SJT-B助剂是一种磷硅酸盐化学助剂,用助剂代替碱进行了三元复合体系驱油实验。对表面活性剂-SJT-B助剂-聚合物三元复合体系的缓蚀防垢作用、界面张力、吸附、色谱分离、流动特性和驱油效果进行的研究结果表明,表面活性剂-SJT-B助剂-聚合物三元复合体系具有缓蚀防垢、降低界面张力的效果,且其动静吸附量低。以大庆杏树岗油田的地质特征为基础建立的物理模型上进行了驱油实验,结果证实,表面活性剂-SJT-B助剂-聚合物三元复合体系的调驱效果好于现有表面活性剂-碱-聚合物三元复合体系。     

聚合物/两性表面活性剂二元体系提高水驱后残余油采收率研究

针对三元复合驱中的碱大幅度降低聚合物溶液的黏弹性，降低波及效率和驱油效率，含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降等问题，利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺／两性表面活性剂二元复合体系，通过人造岩心驱油实验，研究了聚表二元复合体系提高水驱后残余油采收率的可能性。研究表明，聚表二元复合体系在驱替水驱后残余油中，可以同时发挥活性剂的超低界面张力特性和聚合物溶液的粘弹特性，使得该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且二元体系的聚合物浓度越高，采收率越高。     

无碱二元体系的黏弹性和界面张力对水驱残余油的作用

三元复合驱含碱驱油体系会大幅度降低聚合物溶液的黏弹性,引起地层粘土分散和运移、形成碱垢及导致地层渗透率下降。为此提出利用不加碱可形成超低界面张力的聚合物/甜菜碱表面活性剂二元复合体系驱油。通过流变性实验及微观模型驱油实验,分析了表面活性剂对聚合物表面活性剂二元复合体系黏弹性的影响和聚合物表面活性剂二元复合体系的黏弹性及界面张力对采收率的影响。对聚合物表面活性剂二元复合体系提高水驱后残余油采收率机理的研究表明:在驱替水驱后残余油过程中,聚合物表面活性剂二元复合体系利用了聚合物溶液的黏弹特性和表面活性剂的超低张力界面特性,水驱后残余油以油丝和乳状液形式被携带和运移,随着二元驱油体系的黏弹性的增加和界面张力的降低,水驱后二元驱后的采收率增加,降低界面张力的驱油效果(指达到超低)比提高体系的黏弹性的效果更明显。     

聚合物驱全过程调剖技术的矿场应用

运用聚合物驱全过程调剖技术可以解决注聚合物过程中聚合物窜流和后续注水快速指进的问题,明显改善聚合物驱的应用效果。河南油田在V油组上层系注聚合物前及I₅+Ⅱ_1-3层系聚合物驱转水驱前进行了区块整体调剖,调剖半径为50～80m,单井调剖剂量为3692～15300m³,调剖井占注聚合物井的75%以上。调剖后启动压力上升,吸水指数下降,吸水剖面得到了改善,与双河油田未进行整体调剖的聚合物驱区块相比,注聚合物2年后,产出的聚合物浓度从170mg/L下降到31mg/L,后续水驱第一年产油量由下降28.4%变为产油量上升。     

三元复合驱提高原油采收率关键理论与技术

三元复合驱是比聚合物驱提高采收率幅度更高、技术更复杂的驱油技术,中国适合于三元复合驱的地质储量约为83×10⁸ t,仅大庆油田就有近14×10⁸ t的储量,其潜力巨大,但由于很多关键技术问题没有得到有效解决,因此未能进入工业应用。通过多年的研究与实践,突破了大庆油田低酸值原油无法形成超低界面张力的技术界限,发明了三元复合体系新配方;研制出了烷基苯磺酸盐表面活性剂,并实现了工业化生产;优化确定了适合于三元复合驱的井网井距、层系组合和注入参数;攻克了防垢举升、采出液处理等关键配套技术,整体上达到了工业化应用条件。现场应用实践表明,三元复合驱可在水驱基础上提高采收率20% 以上,比聚合物驱提高采收率多10% 。三元复合驱技术作为大庆油田持续稳产的战略接替技术正在工业化推广,并可以为其他高含水开发阶段的老油田挖潜和陆相砂岩油田的高效开发提供技术支持。     

正韵律模型三元复合体系驱油实验研究

将3支不同气体渗透率单管人造岩心并联,分别计量3支岩心产出油水,模拟二维纵向非均质正韵律油层,进行三元复合体系驱油实验,根据实验结果综合分析油层纵向各部位三元复合体系驱油前后的含水率、产液百分比、原油采收率等变化特征和渗流机理.又利用二维纵向正韵律3层非均质人造岩心进行三元复合体系驱油与水驱油的对比实验,将水驱后和三元复合驱后的一组岩心剖开摄像录入计算机中,利用彩色图像量化分析系统对内部各层进行量化分析,综合分析纵向非均质层状正韵律人造岩心三元复合体系驱油的波及系数及驱油效率.三元复合驱油水流度控制和原油乳化能够明显减缓层间矛盾,大幅度提高原油采收率,且中渗透率层提高采收率幅度最大;二维纵向非均质正韵律模型三元复合驱油过程中,高渗透率层以提高驱油效率为主,中渗透率层既提高驱油效率也扩大波及体积,低渗透率层以扩大波及体积为主.驱油效率占提高采收率的比例平均为55.75%.图6表1参1     

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     

正韵律模型三元复合体系驱油实验研究

将3支不同气体渗透率单管人造岩心并联,分别计量3支岩心产出油水,模拟二维纵向非均质正韵律油层,进行三元复合体系驱油实验,根据实验结果综合分析油层纵向各部位三元复合体系驱油前后的含水率、产液百分比、原油采收率等变化特征和渗流机理。又利用二维纵向正韵律3层非均质人造岩心进行三元复合体系驱油与水驱油的对比实验,将水驱后和三元复合驱后的一组岩心剖开摄像录入计算机中,利用彩色图像量化分析系统对内部各层进行量化分析,综合分析纵向非均质层状正韵律人造岩心三元复合体系驱油的波及系数及驱油效率。三元复合驱油水流度控制和原油乳化能够明显减缓层间矛盾,大幅度提高原油采收率,且中渗透率层提高采收率幅度最大;二维纵向非均质正韵律模型三元复合驱油过程中,高渗透率层以提高驱油效率为主,中渗透率层既提高驱油效率也扩大波及体积,低渗透率层以扩大波及体积为主。驱油效率占提高采收率的比例平均为55.75％。图6表1参1     

聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术

三元复合驱是大庆油田聚驱后进一步提高采收率的重要途径,其驱油体系须保证超低油-水界面张力,且能大幅提高波及能力。通过研究烷基苯磺酸盐（ABS）-缔合聚合物（HAPAM）-NaOH三元复合驱体系的性能,并与超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）三元复合体系进行对比。研究结果表明,HAPAM三元复合体系在NaOH浓度为0.5%~1.2%、ABS浓度为0.025%~0.300%时具有良好的界面活性,油-水界面张力可达10^-3mN/m数量级。0.16%HAPAM-0.3%ABS-1.2%NaOH三元复合体系黏度达108.8 mPa ·s,采用HPAM达到相同黏度其浓度为0.265%,因此HAPAM可降低聚合物用量40%。驱油实验结果表明,在相同黏度下,HAPAM三元复合体系在不同孔隙介质中均能提高聚驱后采收率13%以上,比HPAM三元复合体系多提高采收率6%以上。HAPAM三元复合体系具有更高的阻力系数与残余阻力系数、更好的黏弹性以及乳化稳定性,可以为大庆油田聚驱后提高采收率提供新的技术手段。     

利用体积CT法研究聚合物驱中流体饱和度分布

对CT图像进行了X射线硬化处理、X射线漂移校正、图像矩阵变换及体积CT位置校正,研究出用体积CT对岩心流体饱和度进行测量的技术。利用该技术对聚合物驱过程中油水饱和度分布进行了测量,结果表明,该技术适合于测量聚合物驱过程中油水饱和度分布。尽管试验中使用了均质岩心,在水驱阶段形成了明显的水窜通道,窜流通道上的油饱和度明显低于其他区域,微观波及的不均匀性非常明显。注入聚合物段塞后,有效地富集了水驱之后的剩余油,利用聚合物驱,除了能改善波及体积外,还成功地观察到水驱之后进一步提高洗油效率的现象     

大庆油田复合驱油技术适应性评价方法研究

对聚合物驱油项目与三元复合驱油项目投资构成进行了对比,借鉴聚合物驱油项目聚合物用量的概念,对三元复合驱化学剂用量定义了"聚合物当量"概念。针对大庆油田具有三元复合驱潜力的储量,分析了在不同的油藏条 件下复合驱项目对注采井距、聚合物当量和油价等的要求。考虑到项目投资对采收率指标的影响,测评了油价,按照收支平衡原则,将总投资折算为需要的增油量下限值,进而确定出需要提高的采收率下限,建立了复合驱油技术的油藏适应性经济评价模型。该模型可用于评价复合驱项目方案。     

聚合物驱后进一步提高采收率方法及其作用机理研究

聚合物驱后仍然有约50%原油残留于地下,聚合物驱后进一步提高采收率技术研究受到石油科技工作者的高度重视.该文利用物理模拟方法,对聚合物驱后进一步扩大波及体积和提高洗油效率技术方法的增油效果进行了评价.结果表明,聚合物驱后采用高浓度聚合物溶液、碱/表面活性剂/聚合物三元复合体系、碱/表面活性剂/交联聚合物三元复合体系和沸石/聚合物溶液驱都可以进一步提高原油采收率,采收率增幅在5.4%～7.6%之间.对于非均质油藏,扩大波及体积对采收率的贡献率大于提高洗油效率的贡献率.从技术和经济效果两方面考虑,沸石/聚合物溶液驱油体系更具应用价值.