渤海油田化学驱分层注入技术研究进展与实践

聚合物驱油技术已成为海上油田提高采收率的重要手段。笼统技术已不能满足精细调控化学驱的需求,因此发展了地面分注技术和单管分层化学驱测调技术。研究了地面分注技术和单管分层化学驱测调技术的设计原理和特点,分析了2种化学驱技术的优缺点和适用条件,统计分析了2种技术的现场应用效果。在此基础上,对海上油田化学驱技术的持续优化和改进,提出了双介质分层化学驱技术和有缆智能分层化学驱技术,以期解决海上油田日益复杂和严苛的开发环境带来的更高的技术需求,助力海上油田向着数字化和智能化的方向发展。     

大庆油田机械分层注聚技术的研究及应用

大庆长垣油田主力油层聚合物驱三次采油自1991年开始进入工业性矿场试验以来，应用规模不断扩大，聚驱对象由主力油层转变为二类油层，并开展三类油层聚合物驱的先导性试验。聚合物驱可以扩大波及体积，但不能从根本上解决层间矛盾，必须进行分层注入，以改善聚驱效果，为此，大庆油田最早发展了双泵双管分注工艺管柱。随着聚驱对象的转变，渗透率降低，分注层段数增加，为适应不同时期聚驱开发的需要，聚驱分注技术以提高注聚效果和降低成本为目的，发展应用了双泵双管分注工艺、单泵双管分注工艺、单管同心环形降压槽分注技术、单管桥式偏心分注技术、分质分压注入技术。对聚驱注入剖面调整起到了极为重要的作用。     

大庆油田聚合物驱分注工艺现状

根据大庆油田不同开发阶段的需要,形成了3种成熟配套的聚合物驱分注工艺技术。同心分注技术,其井下管柱采用单管同心分注形式,通过同心配注器对分层注入压力的调节,控制各个层段的注入量。偏心分注工艺,其井下管柱采用单管偏心分注形式,通过偏心配注器形成足够的节流压差,调节注入压力,控制限制层注入量。分层分质注入工艺,其井下管柱采用单管偏心形式,通过分子量调节器或压力调节器,控制注入层段的分子量或注入量。同时,详细阐述了这3种分注工艺技术的工艺原理、技术参数、应用规模以及效果等。依据油田实际的注聚阶段,提出了合理的分注时机与原则,并制定了不同的测试周期。此外,针对不同的油层类型,指出了选择分注技术的原则。最后,根据大庆油田的实际情况,对聚合物驱分注工艺技术未来发展方向与攻关思路进行了探讨,认为小卡距聚合物分注技术与聚合物驱分注井高效测调技术应是重点攻关方向。     

聚驱分层注入工艺技术研究

系统分析了聚驱分层注入工艺的适应性,并根据三种不同分注工艺的投捞器、配注芯等存在的问题以及投捞成功率及测试调配的差异,对工艺进行了研制与改进。     

聚合物驱简化分注工艺技术

分层注水是水驱阶段减少层间矛盾,扩大波及体积,提高采的有力措施。聚合物驱分层注入对分注工艺提出了更高的要求。上前分层注入工艺流程主要有两种模式：一种采用注入泵站站内双泵站外双管分注工艺,两个层注入量由站内控制;另一种人单泵站外单管,再注入井口使用流量控制器降压分流出另一管管道分注目的,站内控制总量。双泵双管分注工艺管理方便,但投资高,单泵单管分注工艺投资省,维护费用低,但需生产单位加强管理。     

复合解堵剂对大庆油田三元复合驱注入井的解堵效果

为改善大庆油田聚合物/碱/表面活性剂三元复合驱主段塞注入后期部分注入井注入压力升高、注入量降低的问题,制备了由无机铵类化合物降解剂和复合酸组成的复合解堵剂体系,研究了该复合解堵剂对三元复合驱注入井堵塞物的室内解堵效果,并在大庆油田进行了现场解堵增注试验。结果表明,复合解堵剂对注入井堵塞 物的溶解效果较好,溶解率大于98%;现场应用时先注入降解剂处理地层中的聚合物团块堵塞,再注入复合酸处理剩余的垢质及机械杂质等堵塞物,对14 口三元复合驱注入井解堵后,初期平均压力降低2.2 MPa、平均日注入量增加12.5 m³、平均有效期183 d。该复合解堵剂对主段塞后期及副段塞阶段因堵塞导致注入能力降的三元复合驱注入井有较好的降压增注效果。表5 参13     

聚合物驱油井化学增产技术研究

随着聚合物驱油生产规模的扩大，聚合物驱采出液的浓度和粘度相继升高，造成聚合物驱油井产液量大幅度下降，严重影响油井产量。研究了一种聚合物驱油井化学增产技术，给出化学增产处理剂配方。并介绍了施工工艺特点及矿场实际应用效果。     

大庆油田聚合物驱油矿场试验动态反映特点

本文对大庆油田聚合物驱油矿场试验中所获得的资料进行了综合分析,揭示了聚合物注入过程中的压力变化规律、聚合物在油层中的流动行为及聚合物驱油效果反映特点,从而深化了对聚合物驱油机理的认识,对今后聚合物驱油方案设计、动态分析及效果评价具有指导作用。     

大庆油田聚合物驱技术应用的做法与经验

在总结分析聚合物驱效果的基础上,对大庆油田聚合物驱拓宽试验范围、加强油藏管理、坚持效益原则、优化工程方案等几个方面的主要成熟经验和做法进行了系统的介绍。这些经 和做法对提高大庆油田聚合物驱的技术效果和经济效益起到了有力的指导作用,并钭对今后进一步做好聚合物驱的开发工作具有较大的借鉴意义。     

大庆油田聚合物驱后周期分质注聚合物技术

为进一步提高聚合物驱开发效果,针对不同渗透率地层,研究了不同分子量聚合物分子回旋半径与地层孔喉半径的配伍关系,结合周期注水原理,形成不同分子量聚合物溶液周期注入技术。在考虑聚合物井筒炮眼剪切降黏作用下,地层平均渗透率为35×10-3μm2时,应选用800×104分子量聚合物;平均渗透率为100×10-3μm2时,应选用1 200×104分子量聚合物;渗透率大于300×10-3μm2时,应选用2 500×104以上分子量聚合物;分质注聚合物半周期控制在约3个月为最佳。相比传统笼统注聚合物方法,周期分质注聚合物技术可以综合聚合物驱及周期注水技术,更为有效地提高石油采收率。     

聚合物驱油技术在大庆油田的应用

利用室内研究与现场试验相结合的手段和方法,总结分析了大庆油田7年多的聚合物驱油生产实践过程,研究了聚合物驱油提高采收率的实际值,分析了提高采收率的主要影响因素,论述了获得均匀聚合物驱前缘及降低聚合物驱油生产成本的方法,大庆油田的应用实践对聚合物驱油技术在我国的进一步推广应用具有一定的指导意义.     

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。     

大庆油田三元复合驱螺杆泵综合防垢技术

为了解决大庆油田三元复合驱过程中螺杆泵普遍结垢严重的问题,开展了螺杆泵防垢举升工艺研究。全面分析了三元复合驱过程中螺杆泵结垢的原因与机理,以及结垢导致的螺杆泵井常见故障形式,认为结垢引起的螺杆泵定/转子配合精度变差、摩擦特性不规则、磨损加剧等问题是螺杆泵井故障率急剧升高的主要原因。基于此,提出了包括螺杆泵定/转子过盈量优化、设备材料表面改性和化学清/防垢相结合的螺杆泵井综合防垢举升工艺技术对策。截至2010年底,螺杆泵井综合防垢举升工艺技术已先后在油田216口井中累计应用425井次,措施后螺杆泵运行寿命大大延长,由措施前的平均不足100 d延长至298 d,其中最长运行寿命达到1 370 d,取得了良好的应用效果。图11表5参13     

大庆油田化学驱上下返机械封堵技术现状及发展方向

上下返封堵技术是实现化学驱返层开发的主要手段,以机械封堵技术为主,现场应用的多种机械封堵技术的适用范围、技术特点各不相同,封堵效果也不同,为此对大庆油田目前应用的上下返机械封堵技术进行分析,介绍了上返可钻式、卡瓦悬挂、注堵一体和膨胀管等机械封堵技术,以及下返注入井、采出井机械封堵技术,分析了不同技术的优缺点。由分析结果可知,可钻桥塞封堵性能可靠,可满足当前上返封堵需求;注堵一体封堵技术尚不成熟;卡瓦悬挂和膨胀管可作为上返封堵技术的有限补充;桥式双管跨层封堵技术在可靠性方面优势明显,应作为注入井下返封堵的主要技术;现有采出井下返封堵技术配合验封技术可满足采出井下返封堵需要。建议下一步开展套变井下返机械封堵技术和精准验窜技术的研究,保证封堵效果,降低封堵成本;同时建立统一规范的封堵工艺技术体系,形成封堵技术选择图版,指导封堵工艺选择。     

喇嘛甸油田层状气顶油藏注剂隔障数值模拟

目前气顶油藏的开发主要采用注水建立隔障的方法，而注入聚合物和凝胶作为隔障来开采气顶油藏却很少。根据喇嘛甸油田层状气顶油藏的实际情况，利用注剂隔障的三维三相油气藏数值模拟软件，研究了气顶膨胀驱油、油气区同时降压开采、水隔障隔离开采、聚合物隔离开采以及凝胶隔离开采5种开发方案的开发效果。开发方案模拟分析结果表明，聚合物和凝胶是气顶油藏较好的隔障流体，其开发效果好于水隔障开发效果。当用理想模型计算到第10年时，凝胶和聚合物隔障的原油采出程度分别比水隔障的原油采出程度高4．368％和2．318％，气体的采出程度比水隔障的气体采出程度分别高15．960％和10．121％，两者油气比的下降幅度都大于水隔障油气比的下降幅度。     

大庆油田三类油层聚合物驱注入速度研究

注入速度是影响聚合物驱开发效果的重要指标,而由于假设条件的局限性,数值模拟方法无法体现聚合物溶液弹性对注入速度的影响。为了确定大庆油田三类油层合理注入速度,通过不同注入速度条件下的天然岩心驱油试验,对水驱和聚合物驱驱油效率进行了研究,结果表明,聚合物驱驱油效率提高值随驱替速度的变化可由二次多项式来表示。依据此关系式,由势的叠加理论得到的流体在油层中的渗流速度的基础上,建立了该类油层合理注入速度模型,并给出大庆油田三类油层在100 m注采井距下的合理注入速度为0.288 PV年/,该方法对现场开发方案编制有重要指导意义。     

大庆油田缆控智能分注技术工艺优化

缆控智能分注工艺实现了井下参数的连续监测和实时测调,为油藏分析提供充足数据,但由于井下工具涉及多学科应用且工艺复杂,前期现场试验过程中发现,缆控智能分注井运行2年以上井数占比仅为51.9%,无法满足规模应用需求。通过对前期试验井进行故障分析,找到影响工艺可靠性的关键因素,针对主要问题对缆控智能配水器流量控制阀、电缆密封连接工艺以及过电缆封隔器洗井阀结构进行了改进和优化;实现了缆控智能配水器流量控制阀10 MPa压差下顺利开关,漏失量小于1 m3/d;电缆与缆控智能配水器连接密封可靠,电缆可从过电缆封隔器上、下接头顺利穿过。工艺技术优化与完善后截至2022年4月,现场试验223口井,运行2年以上井数占比由原来的56.1%提高到91.9%。优化后的缆控智能分注工艺,可靠性得到提升,为该技术在油田开展规模化应用奠定基础。     

大庆油田机械分层注水技术回顾与展望

分析大庆油田不同开发阶段注水措施面临的矛盾，论述了随着矛盾的转变．机械分层注水技术不断发展完善，对注入剖面调整的重要作用。封隔器由扩张式逐步发展为可洗井压缩式、免释放封隔器，提高了工艺的密封率和成功率；配水器由固定式配水器逐步发展为同心活动式配水器、偏心式配水器、偏心式恒流配水器、同心集成式配水器，偏心集成式恒流配水器，实现了不动管柱分层调配，降低了作业成本，缩小了卡距，降低了隔层厚度，增加了细分程度；水嘴投捞方式由动管柱投捞发展到钢丝投捞、智能投捞，提高了测试调配效率；分层注入工艺由单一的注入功能向注入、信息采集、测调集成化方向发展。通过分析产量递减阶段分层注水技术面临的矛盾，指出“十一五”期间及以后注水技术应向地面方便重复调层的智能分注技术方向发展。