高浅北区稠油油藏空气泡沫驱实验

高浅北区稠油油藏平均地层温度65℃,原油地下黏度90.34 mPa·s,已经历多次调剖调驱,含水已达97%。为了寻找提高采收率接替技术,进行了空气泡沫驱室内实验研究。微观模型驱油实验表明,泡沫驱的主要机理是封堵和乳化作用。在静态空气氧化实验中,该油藏原油可在模拟油藏条件下缓慢氧化,氧化速率为（2.261×10^-5～2.448×10^-5 molO₂·h^-1·[mL(oil)] ^-1,随压力、温度升高而增大。在物理模拟驱油实验中,在水驱采收率12.35%的基础上,依次进行的空气驱、空气泡沫驱、后续水驱、后续空气驱分别提高采收率36.47%、14.12%、11.18%、0;驱替过程中产出气中CO₂和O₂含量变化指明原油发生了氧化;注入压力变化指明空气泡沫的封堵作用。对于高浅北区稠油油藏,空气泡沫驱是可行的。     

改性淀粉凝胶与三元复合驱体系的组合调驱研究

采用双层非均质岩心模型,将调剖和驱油结合,评价不同级差条件下8种开发方案提高采收率的效果。结果表明,岩心渗透率为30×10^-3/1000×10^-3μm²时,单独聚合物驱和三元驱使含水率下降约15%,采收率分别提高6.7%和8.3%。用改性淀粉凝胶封堵后,三元驱岩心含水率下降至44%,明显低于聚合物驱和水驱的最低含水率60%、70%,三元驱、聚合物驱及水驱采收率增幅分别为23.5%、19.2%和10.1%。三元驱能有效启动低渗层位,三元复合驱对低渗层位剩余油的开采效果明显好于聚合物驱。“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅为40.4%,好于二者单独作用时的采收率增幅加和35.6%,并比“铬凝胶+三元复合驱”组合调驱采收率增幅高4.3个百分点。岩心渗透率为30×10^-3/2000×10^-3 μm²和30×10^-3/500×10^-3μm²时,“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅分别为45.3%和34.4%,三元驱提高采收率25.1%和22.2%,油藏非均质性越严重,该组合调驱体系开采效果越好。     

超深层稠油降黏泡沫体系微观作用机理及其矿场应用

超深层特稠油油藏热采效益差、水驱效率低，需要依靠技术创新才能实现经济高效开发。通过开展降黏型泡沫体系开发机理物理模拟与分子模拟研究，并在鲁克沁油田超深层特稠油油藏进行了矿场实践。研究结果表明，优选的苯磺酸盐型阴离子活性剂HY-3J在高矿化度地层水环境下，既能形成较为稳定的泡沫体系，又能形成水包油乳状液降低稠油黏度。泡沫微观渗流实验结果表明，泡沫可以利用其液膜的黏弹性对稠油产生微观作用力，该作用力可以高效乳化降黏稠油。岩心驱替实验表明，超深层稠油水驱采出程度仅为12.7%。降黏泡沫体系可以显著降低含水率，提高产油速度，降黏泡沫驱提高采出程度17.4%。分子模拟结果表明，苯磺酸盐阴离子活性剂的苯环结构可以与沥青质上的芳香环形成π—π相互作用，这提高了活性剂与沥青质的范德华相互作用能，从而有利于解聚稠油沥青质形成的网状结构，降低稠油黏度。降黏泡沫体系在鲁克沁油田实施了8个井次降黏泡沫体系吞吐，均取得了较好的降水增油效果，这说明降黏泡沫体系可以有效改善超深层特稠油开发效果。     

调剖剂/调驱剂组合方式与油藏适应性研究 ——以渤海油田储层地质和流体条件为例*

为明确调剖剂与调驱剂组合方式注入目标储层的可行性,通过室内实验计算调剖剂与调驱剂在岩心中的 阻力系数、残余阻力系数以及封堵率,分析其压力特征和分流率特征,确定调剖剂与调驱剂组合方式与目标储层 适应性的优劣。结果表明：在70 ℃、0.9 mL/min的注入速率下,初低黏延缓交联型调剖剂可进入岩心最适宜渗透 率的范围应在1000×10^-3～3000×10^-3 μm² 之间,且封堵率大于95%,封堵性能和液流转向效果均较好;“纳米型” 和“超分子型A”聚合物微球非连续性调驱剂可进入岩心最适宜渗透率的范围均应在500×10^-3～1000×10^-3 μm² 之间,且“超分子型A”调驱剂在岩心中的水化膨胀性能、深部调驱能力要优于“纳米型”调驱剂。调剖剂/调驱剂 组合方式提高低渗层的动用程度随着储层非均质性的增强而降低,级差大于8后,调剖剂/调驱剂组合方式的液 流转向效果有所减弱。     

一种新型油田高渗透层封堵技术——超细纤维封堵剂

为了探索油田开发过程中各种驱替方式下有效解决厚油层内部高渗透层或平面上高渗透条带对驱油效果的影响,考察了超细纤维封堵剂——CZZL-10对填砂管和人造岩心的封堵效果。水驱填砂管实验结果表明,CZZL-10驱替后填砂管的渗透率比水驱时降低了90%以上,驱替压力增大10.6倍;聚合物驱封堵实验结果表明,加CZZL-10驱后的渗透率比单独聚合物驱时降低了80%以上,驱替压力增大7.4倍。人造均质岩心实验结果表明,岩心渗透率高,CZZL-10的封堵效果明显。岩心水测渗透率分别为435×10^-3、666×10^-3、953×10^-3 μm²时,CZZL-10对岩心的封堵率分别为40.0%、66.7%、57.6%,岩心残余阻力系数分别为1.6、3.0、2.1。封堵后岩心最低水测渗透率为222×10^-3 μm²,达到了堵而不死的目的。用超细纤维聚合物溶液封堵3层非均质岩心,非均质变异系数越大、渗透率级差越大的岩心,高渗透层封堵效果越好,高渗透层分流率大幅下降,中、低渗透层分流率大幅上升,实现了扩大波及体积,提高采收率的目的。     

两亲聚合物ICJN对原油的乳化与降黏作用研究

为获得适合稠油开采的驱油剂,设计合成了两亲聚合物驱油剂体系ICJN。采用扫描电镜（SEM）、荧光显微镜、旋滴界面张力仪、接触角测定仪、石英晶体微天平和微观驱油模型实验对ICJN 在溶液中的聚集形态及其对稠油的乳化、分散能力和降黏性能、驱油性能进行了研究。结果表明：浓度1000 mg/L 的ICJN溶液可降低油水间界面张力至10^-1 mN/m 数量级;与水解度25%、黏均相对分子质量1800 万的普通部分水解聚丙烯酰胺HPAM相比,ICJN 具有较强的增黏能力;对于黏度上万的稠油,在油水体积比为1∶1 条件下,浓度1200 mg/L 的ICJN 可以使混合油水体系黏度降至100 mPa·s 以下,降黏率在95%以上;ICJN 具有较强的洗油能力,以沥青质模拟原油重质组分,在SiO₂芯片表面吸附沥青质,浓度1200 mg/L的ICJN溶液作为流动相,解吸附40 min后沥青质的吸附量从489.2 ng/cm²降至207.4 ng/cm²,吸附层厚度从4.7 nm 降至3.1 nm。ICJN 溶液既可以通过扩大波及体积驱油,又可依靠较低的油水界面张力从岩石表面乳化分散剥离原油。微观驱油实验结果显示,浓度1000 mg/L 的ICJN 体系的驱油效果明显优于等浓度的HPAM体系和1000 mg/L HPAM+3000 mg/LAOS体系。图24 表4 参10     

基于溶解速率和降黏率的稠油掺稀降黏实验

针对稠油掺稀降黏工艺存在稀释剂利用效率低问题,以新疆油田J7井、TK675X井和FZ010井稠油油样及柴油和凝析油两种稀释剂为研究对象,考察温度和稀释剂对稠油溶解速率的影响及稀释剂对稠油的降黏效果。J7、TK675X和FZ010稠油在50℃下的黏度分别为524.5、4337.3和139836.6 mPa·s。结果表明,稀释剂中稠油的质量浓度在0～1200 mg/L时,质量浓度和混合油吸光度呈良好的线性关系,标准曲线的拟合相关度均大于0.99。三种稠油在稀释剂中的溶解速率均随着温度升高而增大。温度从30℃增至80℃,稀释剂为柴油时,J7、TK675X和FZ010稠油溶解速率分别由44.3、5.4和28.3 mg/(m²·s)增至413.9、171.2和201.8 mg/(m³·s);稀释剂为凝析油时,J7、TK675X和FZ010稠油溶解速率分别由224.7、110.8和168.3 mg/(m²·s)增至994.1、450.1和371.8 mg/(m²·s)。在相同温度下,J7稠油的溶解速率大于TK675X和FZ010稠油;凝析油对三种稠油的溶解速率均大于柴油。掺稀混合油的黏度随着掺稀质量比的增大而显著减小。稀释剂为柴油时,J7、TK675X和FZ010稠油在掺稀比为0.4、0.3和0.2时的降黏率分别为90.54%、92.59%和96.04%,稠油黏度越大,掺稀降黏效果越显著。稀释剂为凝析油时,混合油的黏度随掺稀比的变化规律与掺柴油时基本一致。相同掺稀比下,稠油掺凝析油的降黏率大于掺柴油。从提高稀释剂溶解效率和降黏率两方面考虑,凝析油更适宜作为三种稠油的稀释剂。     

超深稠油泡沫驱泡沫体系优选

为解决鲁克沁油田中区超深层稠油油藏非均质性严重、水驱开发效果差的问题,利用室内实验和矿场试验,开展了空气泡沫驱技术研究。对泡沫体系的发泡性、稳泡性、抗盐性和驱油效果等性能进行了系统的评价研究,对发泡工艺进行了验证试验。研究结果表明,XHY-4型起泡剂在高温高盐（80℃、160000 mg/L）条件下发泡率大于600%,半衰期大于600 s,岩心驱替实验提高采收率大于15%。氮气泡沫矿场试注表明,气液交替注入可以在地层中形成泡沫,对水流优势通道形成有效封堵,起到降水增油的效果。试注试验的成功,为鲁克沁油田超深层稠油油藏开展泡沫驱矿场试验提供了有力的技术支撑。     

胜利油田低渗透油藏压驱开发技术实践与认识

胜利油田低渗透油藏资源量丰富，已动用地质储量9.4×10⁸t，采出程度为13.3%，未动用储量2.1×10⁸t，提高采收率及效益动用面临注不进、驱不动、波及差等诸多难题。为了提高低渗透油藏开发效果，胜利油田攻关创新压驱技术。综合运用地质学、渗流力学和油藏工程等理论和方法，采用物理模拟和数值模拟相结合的技术手段，形成了压驱油藏适应性评价标准、室内实验技术体系、油藏工程方案优化设计方法等技术系列，配套了分层压驱、组合缝网体积压裂、调驱等工艺技术。矿场试验表明，压驱能够快速补充地层能量，大幅度提高油井产能及采收率，2020 年3 月以来，低渗透油藏累积实施450 个井组，累积注水量为1 384×10⁴m³，累积增油量为55.7×10⁴t，压驱开发技术正逐步成为低渗透油藏主导开发新技术。     

两性离子表面活性剂和纳米颗粒为起泡剂的高稳定性超临界二氧化碳泡沫封窜体系

胜利油田低渗透油藏具有埋藏深（＞3000m）、温度高（＞120℃）、非均质性强等特点,针对低渗透油藏CO₂ 驱波及效率低、常规泡沫高温调驱性能变差等问题,构建了由两性离子表面活性剂（HSD）和改性SiO₂ 纳米颗粒 为起泡剂的高稳定性超临界CO₂ 泡沫体系。研究了该体系在高温下的起泡性能和耐温性能;分别评价了纳米 SiO₂ 对超临界CO₂ 泡沫体系流变特性、封堵特性以及调驱性能的影响;最后探讨了纳米颗粒强化超临界CO₂ 泡沫 的稳定机理。结果表明,高稳定性超临界CO₂ 泡沫体系表现出良好的起泡性能和耐高温特性,随着体系中纳米颗粒浓度的增加,泡沫半衰期先增加后降低。在110℃下,0.5%的纳米颗粒可使泡沫析液半衰期由17min提高到40min,稳定性提高了近1.5倍。在相同的剪切速率下,体系的表观黏度随纳米颗粒浓度的增加而增加,稠度系数由0.073增至1.220。在岩心封堵实验中,泡沫在多孔介质中的稳态表观黏度随纳米颗粒浓度的增加而增 加,封堵强度逐渐增强;超临界CO₂ 泡沫呈“颗粒状”堆叠排放,泡沫直径为10～20μm。超临界CO₂ 泡沫具有较 好的调驱性能,能封堵高渗透通道,迫使后续注入的CO₂ 进入低渗透基质中,从而提高采收率。表面活性剂分子吸附在纳米SiO₂ 表面使其具有了界面活性,进而纳米SiO₂ 吸附到气液界面上,提高了泡沫稳定性。