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     

大庆油田大力推进核心技术攻关和重大现场试验

2008年3月，大庆杏北油田在先导性矿场试验取得显著效果的基础上，又开展了强碱三元复合驱工业化推广，标志着三元复合驱技术逐步成为大庆油田开发的核心技术，将为进一步提高主力油层采收率，提高油田开发水平提供强大的技术支持。     

葡北低渗透油田三元复合驱室内实验研究

对葡北油田开展三元复合驱室内实验研究时,应用大庆长垣北部油田三元复合驱配方不能满足葡北的油藏条件。对此应用复合碱改善了复合体系与原油间界面张力,使用牺牲剂降低表面活性剂在油砂上的吸附损失达４０％以上,筛选出适合葡北油田的三元复合驱配方。天然岩心驱油实验结果表明：采收率比水驱提高１８％以上。此复合驱技术对今后外围低渗透油田开展复合驱具有指导作用。     

北二东泡沫复合驱试验取得好效果

北二东泡沫复合驱先导性矿场试验历经5年多时间，提高采收率超过25％，表明泡沫复合体系具有较强的流度控制、发泡能力和较高的驱油效率，并具有比聚合物驱和三元复合驱更高的波及效率和驱油效率。该项试验取得4个方面的重大技术创新：①泡沫复合驱油方法在水驱砂岩油田开发中的首例成功实践。泡沫复合驱集聚合物驱、三元复合驱、碱驱及常规泡沫驱等多种驱油特性于一体，其中三元体系提高了驱油效率，气体上浮作用扩大了波及体积。     

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。     

大庆油田三元复合驱矿场试验效果评价方法分析

大庆油田中区西部、杏五区三元复合驱先导性矿场试验和正在开展的北一断西、杏二区扩大矿场试验均见到较为明显的增油降水效果。为了科学、合理地评价三元复合驱矿场试验效果，根据正方形面积、流线面积和饱和度变化情况对其采收率进行了初步评价，结果表明，注采比对三元体系波及范围有重要影响；流线法和含油饱和度法所得的采收率值能较好地反映模拟三元复合驱效果的实际。三次采油的采收率评价需要建立一套技术指标、经济指标评价方法，三元复合驱采收率计算方法尚需深入分析。图２表１参３（郭海莉摘）     

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     

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，低渗透翠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     

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     

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。     

大庆油田三次采油地面工艺配套技术

大庆油田从"七五"开始加大了三次采油提高采收率的现场试验研究力度,先后开展了聚合物驱、CO2驱、三元复合驱、泡沫复合驱、聚表剂驱等多种提高采收率技术的现场试验.聚合物驱油技术于"九五"初期开始工业化应用,目前三元复合驱也已进入了工业化推广应用阶段.为确保三次采油现场试验及工业化的顺利实施,地面工艺技术的研究与驱油试验同步开展,并随着驱油技术的不断发展和完善,形成了适合大庆油田不同三次采油方法现场试验和工业化推广应用的地面工艺配套技术.     

全过程调剖技术与三元复合驱协同效应的动态特征

三元复合驱技术提高采收率幅度远高于聚合物驱技术,对于高含水、高采出程度的中国东部老油田具有明显的技术优势。但是三元复合驱技术现场应用时,出现明显的"低界面张力窜流"现象,导致三元复合体系渗流阻力系数小、注入压力低、产出液聚合物浓度高的动态特征。以交联聚合物体系为调剖剂的化学驱全过程调剖技术,具有渗流阻力高、波及能力强的特点,可以克服和弥补低界面张力窜流现象,解决三元复合驱过程中的窜流和后续注水快速指进的问题。现场应用结果表明,全过程调剖技术和三元复合驱技术配套应用,产生良好的协同效应,可以在扩大波及体积的基础上大幅度提高驱油效率,取得优异的增油降水效果,最终提高油藏采收率。     

关于三元复合驱的两点思考

通过对三元复合驱井距与驱油效率和扩大波及体积关系的分析,发现三元复合驱随着井距的扩大其驱油效率会下降,而同时其扩大波及体积作用则增大,提高采收率值会下降,所以目前技术条件下三元复合驱井距不宜过大。同时分析了常用室内岩芯实验与矿场试验的差别,室内岩芯多使用一维或二维的,其流体流动趋向线性流,而实际上油田生产时其流体流动是径向流,两种流动方式对注入压力上升幅度影响程度不同,因此就具有扩大波及体积作用的三元复合驱来说,目前常用的岩芯实验驱油机理上不能完全代表矿场试验,所以在进行机理研究时应该用径向流岩芯实验来模拟研究矿场试验。     

杏五区中块三元复合体系驱油配方研究

根据杏五区中块油层的特点，进行了三元复合体系驱油配方研究，确定三元复合体系配方为１．２％ＮａＯＨ＋０．３％ＯＲＳ＋１．４％胶板聚合物。三元复合体系与杏五区中块原油形成的界面张力为１０－３ｍＮ／ｍ，室内天然岩心驱油效率比水驱采收率提高２１．７％。     

三元复合驱油井结垢机理及防治措施

<正>三元复合驱(简称"ASP")技术是80年代中后期在国际上兴起的新型高效驱油技术。二类油层开发三元复合驱技术是油田高含水后期进一步提高采收率的重要手段。但随着三元复合驱矿场试验不断地深入,暴露出的油井结垢问题已成为该技术工业化应用的最大障碍,因此,研究三元复合驱油井结垢机理及防治措施是当前非常迫切的任务之一。三元复合驱驱油机理三元复合驱是利用碱、表面活性剂和聚合物的溶液作为驱替液来提高油     

海上油田聚合物驱后提高采收率技术

中国海上油田中有3个油田实施了聚合物驱开采技术,且取得了较好的增油控水效果,但聚合物驱后进一步提高采收率技术将成为一个亟待解决的问题。为了研究海上油田聚合物驱后提高采收率的合理接替技术,在调研总结中外聚合物驱后提高采收率技术的基础上,从工业化应用规模、矿场试验效果和驱油机理等方面进行分析,针对海上油田的特点和条件,筛选出适合海上油田聚合物驱后提高采收率的接替技术。结合室内物理模拟实验,对残留聚合物的分布特点和聚合物驱后接替技术进行了分析,对比了聚合物驱后二元复合驱与絮凝剂驱提高采收率的效果。研究结果表明,海上油田聚合物驱后可采用二元复合驱和聚合物再利用等提高采收率技术进一步开发;聚合物驱结束时,残留聚合物主要分布在主流线上;聚合物驱结束后进一步提高采收率的时机越早越好;二元复合驱油体系增油降水效果及注入性均优于絮凝剂驱。     

三元复合驱靶向输送提高采收率技术

针对三元复合驱在注入井近井地带的损耗问题,提出了将高压水射流钻超短半径径向水平井与三元复合驱相结合的靶向输送提高采收率技术,利用水平井作为"靶向通道",将三元复合体系直接输送至剩余油富集区,避免了三元复合体系在注入井近井地带的损耗。平板均质模型室内实验与数值模拟参数优化研究证实,该技术可显著扩大波及效率,改善驱油效果,大幅度提高原油采收率;靶向输送技术最佳驱替参数组合为:直角靶向输送,通道长度约为井距的15%,三元复合体系段塞注入量为0.4倍孔隙体积;三元复合驱靶向输送技术在合理参数下,相对于水驱可提高采收率48.87%,相对于常规三元复合驱可提高采收率22.04%。靶向输送技术解决了三元复合驱近井地带化学剂的高损耗问题,同时弥补了三元复合驱成本高、应用受限的缺陷,具有广阔的应用前景。图8表2参16     

大庆油田三元复合驱驱油效果影响因素实验研究

通过岩心物理模拟实验及微观驱油实验,分析了界面张力、三元体系粘度、乳化油滴产生及岩石润湿性对三元复合驱驱油效果的影响规律和影响机理。研究结果表明,油水间平衡、动态界面张力大幅度降低可有效提高三元复合驱驱油效率,进行三元复合驱时,油水界面张力须降到10^-3mN/m数量级;增加体系粘度能够扩大三元复合驱的波及体积,水油粘度比大于2是三元复合驱提高采收率幅度达到20%的必要条件;乳化的油滴产生是三元复合驱提高驱油效率的主要形式,油水界面张力越低、驱替体系粘度越大,乳化油滴的产生能力越强,驱油效果越好;三元复合驱能够驱替亲油岩石表面的油膜,促进岩心润湿性由亲油向亲水转化。     

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。     

孤东油田馆陶组油藏三元复合驱油矿场试验

本文介绍了我国首例碱－复合表面活性剂－聚合物三元复合驱油提高采收率矿场试验的全过程。试验结果表明，三元复合驱油剂具有良好的注入性能和很强的驱油能力，在水驱开采末期能大幅度降低油井含水，提高原油采收率达１１．６％，采出水驱残余油的２６．０％。