天然沸石在聚合物驱中的调剖效果及调驱段塞结构实验研究

聚合物溶液沿高渗透层突进,是影响大庆油田聚合物驱效果的一个主要因素。为此,在人造岩心上考察了沸石调剖剂在聚合物驱中的调驱效果和注入工艺。实验岩心包含厚0.9、1.81、8 cm,有效渗透率分别为6.0、1.2、0.3μm2的3个层段;实验聚合物分子量2.5×107,聚合物溶液浓度1000 mg/L,45℃、7.35 s-1粘度35.4 mPa.s;沸石细度大于200目,以500 mg/L聚合物溶液为携带液,其浓度为20 g/L,粘度~8.5 mPa.s。在沸石调剖剂(Z) 聚合物(P)调驱实验(45℃)中,取段塞总量为0.64 PV,不同段塞结构下的调驱采收率增值(以水驱后聚驱采收率25.1%为基准)如下:当Z P段塞中Z段塞尺寸由0.05 PV增至0.15 PV时,采收率增值由0.6%增至3.8%;当P1 Z(0.1 PV) P2段塞中P1段塞尺寸由0.1 PV增至0.49 PV时,采收率增值由2.3%降至0.9%;P(0.1 PV) Z(0.1 PV) P(0.44 PV)是较好的调驱段塞结构,采收率增值为2.3%;将其中Z段塞浓度提高至40 g/L可使采收率增值达到4.5%。电镜照片显示天然沸石颗粒外形不规则,表面吸附聚合物后容易在岩石孔隙中发生桥堵而造成封堵效果。图2表1参8。     

不同程度水洗油层聚合物驱适应性室内实验研究

基于大庆油田杏12-3-检3222井葡Ⅰ3层取心解释资料,选取水驱油效率分别为70~80%、40~50%及10~20%的强、中、弱三种不同水洗程度天然岩心,测定黏度相同(40~45 mPa.s)、浓度不同(1.5、1.3、1.1 g/L)、名义相对分子质量M不同(1.7×107,2.5×107,3.5×107)的大庆HPAM聚合物溶液产生的残余阻力系数,均小于20,即均未引起岩心堵塞,考虑流量~压差曲线,排除了M最小的聚合物。在接长至30 cm的洗油天然岩心上进行驱油实验,分别注入M、浓度(g/L)、45℃工作黏度(mPa.s)分别为2.5×107、2.0、194和3.5×107、15、173的聚合物溶液0.54 PV,采收率分别比水驱增加4.513%和4.003%。强、中、弱水洗程度的3支30 cm岩心并联驱油,分别注入聚合物溶液(M=2.5×107,浓度1.3 g/L),聚合物凝胶调剖剂(至1/3、1/2岩心长度) 聚合物,注入化学剂总量0.64 PV,采收率分别提高17.06%、21.12%、22.03%,调剖 聚驱使中水洗特别是弱水洗岩心的采出程度明显增大。给出了半径1/3调剖 聚驱的采收率、含水、岩心分流率曲线。M=2.5×107的聚合物较能适应大庆不同水洗油层,聚合物驱前深部调剖可提高中等和弱水洗油层的动用程度。图3表5参4。     

绥中36—1油田弱凝胶调驱实验研究

针对渤海绥中36-1油田注聚过程中聚合物溶液沿高渗透条带、大孔道突进的问题,以驱油用缔合聚合物为主剂,室内研发出了不同强度的弱凝胶调驱剂;模拟绥中36-1油田油藏条件,对所研制的弱凝胶调驱剂对岩心渗透率的影响、驱油机理及驱油性能进行了实验研究。岩心实验结果表明,所研制的弱凝胶调驱剂具有显著降低水相渗透率的能力、较强的耐冲刷能力和调整吸水剖面的能力,优先进入高渗层,对低渗层影响较小;弱凝胶驱提高采收率是通过对高渗层有效封堵,启动中低渗层来实现的;组合驱方式优于单一驱替方式,"0.2PV弱凝胶 0.1PV聚合物"段塞组合提高采收率效果最好,提高采收率达14.93%。     

三元复合和聚合物驱油液粘度对驱油效果影响实验研究

在模拟大庆油田某化学驱试验区油藏条件下（45℃,原油粘度9mPa.s),用7个水油粘度比的三元复合和聚合物驱油液驱替非均质（平均渗透率Ka=0.83μm^2,变异系数0．59）和均质（Ka=1.2μm^2)人工砂岩岩心的水驱剩余油,测定采收率提高幅度,在三元复合驱实验中,主段塞0．3PV,相同粘度的聚合物保护段塞0．2PV,在聚合物驱实验中聚合物段塞0．57PV,后续注水均为5PV,当驱替液粘度与被驱替原油粘度之比由1,2阶梯式增加到7时,三元复合驱和聚合物驱的采收率提高值均不断增大,但对应于每一粘度比增加阶梯的采收率增幅却减小,在粘度比超某一范围后采收率增幅的减小变得十分显著,实验结果表明,在非均质岩心上,驱油液与原油的粘度比宜取2－4,这时三元复合驱提高采收率20．6％－24．0％,聚合物驱提高采收率13．3％－16．8％,在均质岩心上该粘度比宜取2－3,这时三元复合驱提高采收率17．0－19．1％,聚合物驱提高采收率11．8％－13．1％,根据驱油机理讨论了产生这一实验结果的原因。     

岩心渗透率对复合驱油效率影响的实验研究

实验三元复合驱替液由10.0 g/L NaOH、3.0 g/L表面活性剂ORS-41、1.0 g/L聚合物1275A组成,用矿化度4.456 g/L的大庆油田平均地层水配制,45℃下与大庆脱气原油间的动态界面张力平衡值为1.2×10^-3mN/m,瞬时最低值为2.4×10^-3mN/m,黏度为19.0 mPa·s。在气测渗透率在0.017×10^-3-687×10^-3μm^2含油饱和度在42.37%-68.05%的21支人造均质砂岩岩心上,水驱之后注入0.2 PV复合驱替液并恢复水驱,测定水驱后采收率增值,表示复合驱替液的驱油效率。驱油效率-渗透率曲线为典型的S形曲线,渗透率≤1.56×10^-3μm^2≥16.2×10^-3μm^2采收率增值变化很小,渗透率从5.5×10^-3μm^2至16.2×10^-3μm^2,采收率增值由9.76%猛增至21.00%。在本实验条件下,16.2×10^-3μm^2复合驱岩心的临界渗透率值,该复合驱替液适用于渗透率≥16.2×10^-3μm^2油藏。用驱替压力梯度与孔隙半径（毛管半径）之间的关系和聚合物分子线团回旋半径与孔隙半径的配伍性解释了这一实验结果。图2表2参8。     

聚合物驱、调剖后聚合物驱三维模型驱油效果评价

模拟大庆某注聚油藏 ,制作了包含渗透率和厚度不同的 4个小层的三维非均质物理模型 ,尺寸 80× 80× 4.6 (cm) ,中央设注入井 ,四角设采出井 ,驱替中测定每层测量网点上的压力和电阻率 ,由电阻率求出该点含水率和含油率。驱替程序如下 :水驱至含水 93% ,注入 10 0 0mg/L聚合物溶液 0 .5 7PV(模型 1,聚合物驱 )或先注入 0 .0 3PV调剖剂 ,成胶后注入 0 .5 4PV聚合物溶液 (模型 2 ,调剖 +聚合物驱 ) ,最后均水驱至含水 98% ,实验温度45℃。与聚合物驱相比 ,调剖 +聚合物驱中注聚采收率提高 2 .16 % ,最终采收率提高 2 .18% ,含水率下降滞后(最低点由 1.0 7PV移至 1.33PV) ,注聚后采收率上升也滞后。模型第 3层注入井到 3号采出井方向上 (含高渗条带 ) ,调剖 +聚合物驱中前一段压力梯度增幅较大 ,后一段则较小 ,这是强凝度调剖剂封堵了高渗条带的结果。给出了驱替结束时两个模型各层油饱和度分布图。聚合物驱后的油饱和度 ,第 1和第 4层分别为 0 .42和 0 .48,第 3层 1,2 ,4号采出井方向上为 0 .5 4,3号采出井方向上为 0 .42。与聚合物驱相比 ,调剖 +聚合物驱后第 3层各方向上油饱和度分布趋于均匀 ,第 3层采出油量略减少 ,其余各层采出油量均增加     

低渗透岩心聚合物驱提高采收率实验研究

考察了为大庆低渗油层筛选的大庆炼化普通聚合物(P1,M=4.96×106)和抗盐聚合物(P2,M=6.56×106)45℃时在φ2.5 cm×10 cm、Kw分别为0.02、0.05、0.1 μm2的并联三岩心组上的驱油效果.用清水配制P1溶液,用矿化度3.7 g/L人工盐水配制P2溶液并驱替岩心,聚合物溶液浓度1.0和1.2 g/L.驱替方案分为3组共8个,每个方案均包括注入0.57 PV的P1、P2两个聚合物段塞.驱替实验结果如下∶P2(盐水溶液)的驱油效果好于P1(清水溶液);并联岩心组中,高渗岩心采收丰最高,中渗岩心次之,低渗岩心再次之;不论P1、P2段塞之同是否有水驱,先注P1再注P2方案的采收率普遍高于先注P2再注P1的方案;两聚合物段塞依次连续注入方案的采收率,高于两段塞间有水驱的方案的采收率;注入1.2 g/L聚合物段塞方案的采收率,高于注入1.0 g/L聚合物段塞方案的采收率;饱和油的岩心不经水驱而直接注聚合物段塞的方案,其采收率高于先水驱再聚合物驱方案的采收率.表4参4.     

有隔层和无隔层非均质物理模型泡沫复合驱差异研究

在有隔层和无隔层的二维纵向非均质正韵律人造岩心上，在45℃下考察了水驱油后泡沫复合驱和泡沫聚驱的驱油效果。ASP三元复合驱替液、聚合物驱替液与天然气按1：1体积比混合注入，注入量共0．6PV，之后注入0．283PV聚合物保护段塞。设泡沫复合驱提高采收率的作用机理，在无隔层非均质岩心中包括气体上浮作用、调剖作用和洗油作用，在有隔层非均质岩心中基本上为调剖作用和洗油作用，而在无隔层非均质岩心中泡沫聚驱提高采收率的作用机理为调剖作用和气体上浮作用。据此，由各模拟岩心实测泡沫驱采收率增值求得，调剖作用、洗油作用及气体上浮作用的贡献，在渗透率变异系数0．72的岩心泡沫复合驱采收率增值（28．0％）中分别占57．9％、35．0％及7．1％，而在渗透率变异系数0．60的岩心泡沫复合驱采收率增值（24．2％）中分别占52．1％、40．5％及7．4％。岩心非均质性增强时，调剖作用的贡献增加，洗油作用的贡献减少，气体上浮作用的贡献大体不变。图2表2参4。     

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。     

海上油田功能型聚合物调驱的实验研究

渤海油田油层非均质性严重、油水流度差异大、吸水剖面不均衡,比较适宜采取深部调驱的方式来提高采收率。通过岩心模拟实验对一种新的功能型聚合物GN-1的黏度—浓度关系、流动性能进行了测定,对该聚合物的流体转向能力和调驱效果进行了评价,结果表明其具有良好的调驱能力。使用高浓度的普通聚合物0.1 PV+GN-1聚合物0.15PV组合驱替能有效的动用中低渗透层,大幅度提高采出程度。     

水驱废弃油藏注二氧化碳驱室内试验研究

为探讨进一步提高高温、高盐水驱废弃油藏采收率潜力,以河南濮城沙一下亚段油藏为目标,开展了注入CO2流体性质变化、细管驱替、长岩心驱替室内试验。试验验证了注入CO2可改善原油流动性、有效增加地层能量和可动油等驱油机理;油藏原油性质好,混相压力低,目前油藏条件可达到混相;优选CO2/水交替驱为最佳注入方式;优化了注入段塞组合;组分检测分析认为CO2/水交替驱波及到了水波及不到的原油。研究结果为濮城沙一下亚段油藏CO2驱矿场试验提供了技术支持,并对其他特高含水期油藏注CO2进一步提高采收率同样具有借鉴意义。     

Experimental Investigation of Miscible CO2 Flooding

Abstract

Management of water alternating gas (WAG) injection projects requires making decisions regarding the WAG ratio, half-cycle-slug size, and ultimate solvent slug size. The impact of these decisions affects the capital cost and ultimate incremental oil recovery. Core flooding runs were conducted on 2 and 4 ft core samples. Injection scheme (continuous gas injection [CGI] vs. WAG), WAG ratio, and slug size were investigated. In addition, miscible WAG flooding as a secondary process was investigated and its efficiency was compared to the conventional tertiary miscible gas flooding. Miscible gas flooding at different miscible WAG parameters (WAG ratio and slug size) indicate that 1:2 WAG ratio at 0.2 PV slug size is the best combination yielding the highest recovery and tertiary recovery factors. Miscible WAG flooding as a secondary process indicated a higher ultimate recovery compared to the conventional tertiary WAG flooding. However, a larger amount of gas injection is consumed particularly in the early stages of the injection process. Miscible CGI mode conducted using n-Decane as oleic phase appears to have better performance than miscible WAG injection in term of recovery. When light Arab crude oil was used as oleic phase, higher recovery was obtained for miscible WAG flooding. The reversal trend seen in is believed to be due to the presence of crude oil, which alters the rock wettability toward an oil-wet condition, preventing the water blockage during the WAG process.     

CO2在地层水中溶解对驱油过程的影响

利用CO₂-烃-地层水相平衡热力学模型模拟计算了CO₂在地层水中的溶解规律。建立了考虑CO₂在地层水中溶解的一维长岩心数值模拟模型,模拟计算了注CO₂驱替过程中原油采出程度、气油比、油气水饱和度剖面、CO₂在地层油和地层水中摩尔分数剖面的变化规律。研究表明：CO₂在地层水中的溶解量随着压力的升高而增加,随着温度的升高而降低;当温度达到100℃以上或压力达到20 MPa以上时,压力和温度对CO₂在水中溶解量影响变小。注气初期,考虑CO₂溶解时采出程度比不考虑溶解时低,注气突破时间更迟,油墙向生产井端推进速度更慢。含水饱和度越高,影响程度越大。当含水饱和度为0.67、注入1.0倍烃孔隙体积CO₂时,考虑CO₂溶解采出程度比不考虑CO₂溶解低约6%。CO₂在地层水中溶解可导致CO₂的损失,使得CO₂驱油见效时间滞后。     

一维岩心管内CO_2驱油及质量浓度分布特征

CO2混相驱是一项具有广阔前景的提高采收率技术,在生产实际中已经得到成功应用,但是由于其混相过程复杂,涉及驱动、混合、溶解等作用,使得驱替过程中沿程物质质量浓度分布研究比较困难。为此,从数值模拟的角度出发,建立了经典对流-扩散模型,用该模型讨论了一维CO2混相驱替过程中的物质质量浓度分布关系,并通过分析得出驱替速度主要影响混相段推进速度、弥散系数主要影响混相段内的物质质量浓度分布等结论,为实际生产提供了理论依据。     

自生CO2驱油技术体系及驱油效果研究

针对常规CO2驱存在气源、输送、腐蚀等问题,对自生CO2驱油技术进行了研究。给出了自生CO2驱油机理,在考虑反应速度、经济因素的基础上,筛选出自生CO2体系,对优选出的体系进行原油膨胀、降黏效果评价实验,并利用微观模型和物理模型研究了其驱油机理和效果。实验表明,自生CO2驱油技术在低温时应选用双液法体系,高温选用单液法体系;在一定温度压力条件下,该技术能够使模拟原油膨胀10%~32.5%,油越稠效果越好;可使原油黏度降低38.1%~57.2%;在水驱后能够提高填砂模型采收率6.4~15.5个百分点,双液法效果好于单液法。室内实验和先导性试验表明,自生CO2驱油具有良好的效果,是一种极具潜力的技术。     

国外CO2驱油防止粘性指进和重力超覆工艺

在简述粘性指进和重力超覆的基础上，对国外采取的工艺措施进行了调研。针对广泛使用的水气交替注入(WAG)法，介绍了设计原则、注入方案及存在的不足。泡沫注入法是在WAG法的基础上发展起来的，其关键在于表面活性剂的筛选和使用。最后简要介绍了国外最新研究的稠化泡沫的原理和试验效果。     

二氧化碳驱数学模型研究进展及发展方向

中国陆上高含水和低渗透油田的勘探开发现状为二氧化碳驱提高采收率技术的应用提供了广阔的空间,二氧化碳驱数值模拟正是此项技术的关键手段,对二氧化碳驱数学模型进行分析、分类描述并研究其发展前景十分必要.在广泛调研中外文献的基础上,通过分析各种模型如何考虑相和组分,将二氧化碳驱数学模型分为基于黑油模型的二氧化碳驱替模型、传输—扩散模型、近组分模型、全组分模型(闪蒸计算模型)以及新型组分模型等5大类并分别进行描述.通过对比5类模型的特点,揭示了其优缺点,得到的认识是:基于简化全组分模型的新型组分模型,既能够较为清楚地描述实际现象、较为周全地考虑实际条件,又符合实际精度的要求,同时满足计算简便、运算速度快的应用要求.最后,提出了有关二氧化碳驱数学模型在地质表征、相态计算、流体拟组分划分及实用方法应用等提高模型精度方面的发展方向.     

耐温抗油CO_2驱用含氟起泡剂的室内研究

合成了氟碳表面活性剂FN-28,使用红外光谱对其进行表征,对目标产物进行了表面、界面的性质的研究,该表面活性剂的CMC为0.038g/L,临界表面张力为13.8mN/m,与胜利G89区块原油界面张力为0.013mN/m。通过气流法,筛选了效果优良的CO_2起泡剂体系0.1%FN-28+0.1%K12A,研究了矿化度、温度、CO_2流速、CO_2通气时间、原油加量对起泡体系影响,结果表明该起泡剂体系耐温、抗盐、抗油性能良好。复合泡沫驱油试验结果表明:增加气液比有利于提高泡沫复合驱的效果,但气液比过大会出现气窜,在气液比为2∶1时,泡沫复合驱的采收率达到最佳。表面活性剂驱油与CO_2驱油试验对比结果表明:该起泡剂对于CO_2驱有一定的封窜作用,能进一步提高原油采收率9.2%。     

二维多孔介质CO2混相驱油质量浓度分布

CO2混相驱油过程涉及驱动、混合、溶解等多因素的复杂物理化学作用。目前相关研究主要集中在一维物理模拟和数学模型方面,二维条件下的CO2驱油机理讨论较少,而实际油藏开采是多维条件下进行的。因此,文中从数值模拟角度出发,基于经典二维对流扩散方程,建立并求解了二维油藏中心一口注CO2驱油井的物理化学渗流模型,讨论了二维CO2混相驱过程中的CO2质量浓度分布特征及模型相关参数对驱替效果的影响,总结出在不同主控因素下呈现的CO2质量浓度分布形态规律,并对实际生产提出合理建议。     

超临界CO_2增稠剂研究进展

CO2驱是目前国内外提高油藏采收率的重要方法之一,但由于存在不利的流度比、地层非均质性、天然或人工裂缝等因素,易造成注入CO2流体发生气窜。常用的提高CO2驱波及效率的方法有气水交替驱、CO2泡沫驱和聚合物冻胶驱等,通过在超临界CO2中加入增稠剂,也可提高CO2驱波及系数,提高原油采收率。文中对国内外研究的各种CO2增稠剂进行了综述与评价,重点介绍了常见聚合物、小分子、含氟聚合物以及不含氟表面活性剂等各种类型增稠剂,同时从相行为、相对黏度测定方面介绍了CO2增稠评价方法,对提高CO2驱波及效率的超临界CO2增稠剂的发展方向提出了建议。