靶向输送三元复合体系提高采收率技术研究

为减少ASP三元复合驱油体系在近井地带的吸附损失,进一步提高ASP三元复合体系的利用效率,提出了一种靶向输送ASP三元复合驱油体系的新方法:将水射流钻水平井技术与三元复合驱相结合,应用水射流的工艺钻通注入井附近剩余油较少的区域,直接将ASP三元复合驱油体系输送至剩余油富集区域。使用渗透率100×10~(-3)~1500×10~(-3)mm~2的30 cm均质方岩心进行物理模拟,水驱完成后钻出10 cm的靶向通道,进行ASP三元复合驱油体系的靶向输送模拟,考察靶向输送ASP驱油体系的驱油效果,并与常规ASP三元复合驱油效果做对比。研究结果表明,对于渗透率为100×10~(-3)、700×10~(-3)、1500×10~(-3)μm~2左右的岩心,在水驱基础上,常规驱替ASP三元复合驱油体系提高采出程度分别为13.43%、14.19%、19.76%;而在相同条件下采用靶向输送方式注入ASP三元复合驱油体系的提高采出程度分别为26.29%、29.77%、38.84%,采用靶向输送方式ASP驱替提高采出程度是常规ASP驱替的两倍左右。靶向输送技术在三元复合驱提高采收率方面具有非常广阔的应用前景。     

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。     

弱碱ASP在Ⅲ类油层中长距离运移的采收率效果评价

为了评价弱碱三元复合驱(ASP)在Ⅲ类油层长距离运移过程中提高采收率效果及影响因素,采用自主设计制造的30 m填砂长管物理模型进行弱碱三元复合体系驱油实验,对实验的驱油动态、黏度变化、界面张力变化、残余油分布规律进行研究。结果表明:在平均渗透率为105.94×10~(-3 )μm~2的Ⅲ类油层中的填砂物理模型中,弱碱三元复合驱能有效地注入到地层中,提高采收率幅度比水驱采收率高17.06%;黏度在近井地带提高采收率效果最好;弱碱三元复合体系的超低界面张力在地层中仅仅维持8.9 m;地层近井地带残余油较少,残余油在地层中深部区域大量聚集,这与弱碱三元复合体系在地层的黏度和界面张力变化有关。     

水平井与化学驱结合提高聚驱后采收率实验

为了老油田可采储量进一步挖潜,提高特高含水油田厚油层采收率,开展了水平井聚合物驱后剩余油室内实验,研制了含黏土矿物的三维正韵律物理模型,优选了适合于水平势的化学驱油剂(高浓度聚合物、聚表剂、二元复合体系、三元复合体系),设计了台理的井网模式.实验结果表明,水平井最佳化学驱油剂为二元复合体系,最佳井网模式为水平井一注一采井网.在聚合物驱基础上采收率可再提高17.69个百分点,得到了聚驱后进一步提高采收率的新方法.     

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。     

大庆油田三元复合驱矿场试验动态特征

相对于其他提高采收率方法,三元复合驱对原油性质和油藏性质更为敏感。为此,大庆油田在室内研究成功的基础上,先后进行了5个三元复合驱矿场试验,研究了不同油藏特性、不同井距和不同配方的三元复合驱特征。试验结果表明,与聚合物驱相比,三元复合驱过程中注入能力下降幅度低,采出能力和综合含水的下降幅度大,在低含水期出现了乳化和结垢现象,三元复合驱比水驱提高采收率20%以上。尽管注采能力下降,但由于含水率大幅度降低,所以三元复合驱仍保持了较高的采油速度.     

大庆油田三元复合驱矿场试验动态特征

相对于其他提高采收率方法,三元复合驱对原油性质和油藏性质更为敏感。为此,大庆油田在室内研究成功的基础上,先后进行了5个三元复合驱矿场试验,研究了不同油藏特性、不同井距和不同配方的三元复合驱特征。试验结果表明,与聚合物驱相比,三元复合驱过程中注入能力下降幅度低,采出能力和综合含水的下降幅度大,在低含水期出现了乳化和结垢现象,三元复合驱比水驱提高采收率20%以上。尽管注采能力下降,但由于含水率大幅度降低,所以三元复合驱仍保持了较高的采油速度.     

强碱三元复合驱后提高采收率影响因素

为了优选强碱三元复合驱后进一步提高采收率的调驱剂体系,以大庆杏树岗油田为试验平台,以采收率、含水率和注入压力为评价指标,开展了进一步提高采收率方法增油效果试验研究。结果表明:强碱三元复合驱后注入高浓度聚合物溶液、聚表二元复合体系、弱碱三元复合体系、"调剖剂+聚表二元复合体系"组合和"调剖剂+弱碱三元复合体系"组合均可以进一步提高采收率;"凝胶2+体膨颗粒+弱碱三元复合体系"组合的流度控制能力和洗油效率均较强,采收率增幅达10.7%;高浓聚合物驱的产出投入比最大,试验效果最好。     

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。     

海上稠油油田聚驱后二元复合驱注入时机与注入方式优选

模拟海上绥中36-1油田油层条件,进行了聚合物驱后二元复合驱注入时机、注入方式的优化实验研究。聚合物驱后在不同注入时机(直接转注、含水最低点、含水70%和含水95%时)转注二元复合体系,最终采收率分别为75.36%、73.32%、71.22%和68.61%,直接转注二元驱的采收率最高(42.61%)。在相同水驱条件下,以不同注入方式注入二元复合体系后发现,注入0.3 PV二元复合体系的驱油效果优于注入0.05 PV聚合物+0.2 PV二元复合体系+0.05 PV聚合物和0.1 PV聚合物+0.2 PV二元复合体系。但注入方式的改变对最终采收率的影响较小,以聚合物做保护段塞更有利于控制工业化成本。在相同段塞聚合物用量条件下,用前后保护段塞的效果好于单一前置段塞。在等经济的条件下,聚合物驱后进行0.3 PV二元复合驱可提高原油采收率19.05%,比等价的0.7 PV聚合物驱采收率高1.61%,使油田开发的整体效益最大化。     

对三元复合驱注入方式的数值模拟研究

三元复合驱注入方式涉及三元体系段塞大小、段塞配方、组合等研究内容,文中应用化学驱数值模拟软件UTCHEM(改进后),对典型五点法布井方式的三元复合驱技术采用不同的前置聚合物调剖段塞、三元主段塞、三元副段塞、后置聚合物保护段塞的注入方式的驱油效果进行了较为全面地计算。计算结果表明,三元复合体系在一定程度上对提高驱油效果具有协同效应;适宜的段塞大小、段塞组合及合理配方的注入方式可在较为经济的条件下获得更好的驱油效果。     

大庆油田X区块三元复合驱采出规律研究

以大庆油田三元复合驱工业化区块为研究对象,应用矿场统计、数值模拟方法量化了三元复合驱中影响毛管准数的黏度和界面张力,分析了采出液化学剂、离子浓度变化规律。结果表明:三元复合驱技术能大幅度提高原油采收率19.58个百分点;油层中用于参与驱替的三元复合体系黏度只有初始黏度的30%~45%;化学剂运移30%的井距时,可保持较好的界面活性,运移至采出井处,三元复合驱体系界面张力大部分跃升至10-1 m N/m以上,对驱油效率的贡献减弱;三元复合驱化学剂见剂顺序为聚合物、碱、表面活性剂,见剂时间分别为注入孔隙体积倍数的0.12、0.45和0.56。     

疏水缔合聚合物三元复合体系流度控制能力随运移的变化规律

为了揭示疏水缔合聚合物三元复合体系在多孔介质长距离运移过程中流度控制能力的变化规律,采用自主设计研制的30 m长的物理填砂模型进行疏水缔合聚合物三元复合体系(简称缔合ASP三元体系)室内驱油实验,并与同等条件下常规三元复合体系(常规ASP三元体系)的驱油效果作对比,分析流度控制能力随运移距离的变化情况。研究结果表明,在平均渗透率K_g=872×10~(-3)μm~2的物理填砂模型中,缔合ASP三元体系在缔合状态下注入能力较差,在长距离运移条件下对深部的流度控制能力不如常规ASP三元体系。缔合ASP三元体系在近井地带的表观黏度测定值较高,但压力提高效果反而较弱,这是由于缔合聚合物分子间所形成的空间结构在孔喉中难以保持。二类油层条件下,注入的驱替相的黏度至少需要达到23 m Pa·s才能对小孔道中的流体产生有效波及,本实验条件下三元段塞维持黏度该值的距离仅为注采井距的40%左右。     

萨中开发区二类油层三元复合驱试验效果及认识

大庆油田随着主力油层聚合物驱开发潜力的减小,需要在二类油层开展注聚和三元复合驱以实现产量接替。在矿场试验研究的基础上,确定了萨中二类油层三元复合驱井网井距、注入参数,对其见效特征有了明确认识,并形成了二类油层三元复合驱配套的增产、增注措施技术。实践表明,二类油层三元复合驱是可行的,可提高采收率20个百分点以上,为油田可持续发展提供更有效的接替技术支撑。     

埕北油田弱碱三元复合驱可行性实验研究

埕北油田具有原油黏度高、油层渗透能力强和非均质性严重等特点,水驱开发效果差,剩余油储量大,而生产平台工作时间已达到设计使用寿命,急需高效、快速的提高采收率技术。针对埕北油藏地质、流体性质和开发现状,利用仪器检测和理论分析方法,开展了聚合物溶液、三元复合体系和改性三元复合体系性质和调驱效果实验研究。结果表明,与三元复合体系相比较,添加入Cr3+后得到的改性三元复合体系在黏度和界面张力性质方面几乎没有发生变化,但其阻力系数和残余阻力系数有了较大幅度提高。在化学费用相近条件下,"调剖+三元复合驱"和改性三元复合驱要比三元复合驱增油效果好,采收率增幅可以达到15%以上。推荐埕北油田采用弱碱三元复合驱,三元复合体系配方组成为"大庆超高"聚合物(CP=1 600~1 800 mg/L)+弱碱Na2CO3(CA=0.6%~1.0%)+重烷基苯石油磺酸盐(CS=0.10%~0.15%)+有机铬(聚∶Cr3+=120∶1~240∶1)",段塞组合方式为"0.025~0.05 PV Cr3+聚合物凝胶+0.12~0.15 PV三元复合体系"。     

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。     

水平井二元复合驱三维油藏物理模拟研究

为研究水平井二元复合驱提高石油采收率的渗流机理,建立了三维纵向非均质物理模型,利用模型上布置的饱和度测量探针,测量了水平井二元复合驱的开采效果、进口压力和饱和度场变化。实验结果表明:对于纵向非均质油藏,二元复合体系在油藏内的吸附、滞留、乳化等作用使阻力增大,压力升高,液流转向,波及范围扩大;在平面上,在二元体系的协同作用下,驱替出水驱波及域外和簇状剩余油;在水平井、重力和正韵律"低渗透屏障"作用下,注入的流体优先流动到高渗层,再由高渗透层向中、低渗透层渗流,提高了纵向波及范围。因此,水平井二元复合驱可以大幅度提高原油采收率。     

双河油田IV5－11 层系复合驱油体系实验研究

根据双河油田IV5-11层系的油藏特征,利用正交实验法,对聚合物质量浓度、表面活性剂种类及其质量分数进行筛选,得到了由质量浓度为1500mg/L的ZL-Ⅱ、质量分数为0.3%的QY-3组成的二元复合驱油体系及由质量浓度为1500mg/L的ZL-Ⅱ、质量分数为0.3%的QY-3和1.0%的Na2CO3组成的三元复合驱油体系,这2个体系均能与双河模拟油形成超低界面张力且粘度适中。利用均质与非均质人造岩心及微观非均质仿真模型,对所选复合驱油体系进行物理模拟驱油实验;并在模拟油藏具有代表性的3倍渗透率级差条件下,优选了三元复合驱油体系注入方式。实验结果表明,在均质条件下,三元复合驱油体系提高采收率程度明显高于二元复合驱油体系;在非均质条件下,随着非均质性的增强,三元复合驱油体系与二元复合驱油体系提高采收率的差距逐渐缩小,但前者始终高于后者;对于同一驱油体系,随着非均质性的增强,驱油效率先增大后减小,渗透率级差为3倍时的采收率最高。综合分析可知,三元复合驱油体系好于二元复合驱油体系,在其注入前后分别注入0.05倍孔隙体积交联聚合物保护段塞的注入方式,三元复合驱油体系提高采收率比不加保护段塞时提高了4%。     

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。     

表面活性剂/聚合物二元复合体系驱油效果研究

针对大庆油田应用的新型表面活性剂/聚合物二元复合体系,开展了微观仿真模型驱油实验和岩心驱油实验研究;对比了水驱油后聚合物溶液驱油、表面活性剂溶液驱、无碱表面活性剂/聚合物（SP）二元复合驱体系驱油3种方案的驱油效果,研究了SP二元复合体系界面张力和乳状液的含水率对其驱油效果的影响规律。研究表明:SP二元体系的驱油效果明显好于聚合物溶液和表面活性剂溶液的一元体系,人造岩心水驱油后,开展SP二元复合体系驱油提高采收率17.50%;人造岩心水驱后聚驱,再开展SP二元复合体系驱油提高采收率10.10%。该研究对指导SP二元复合体注入方案设计具有重要意义。