三元复合驱注入参数的优化——以大庆油田北二西试验区为例

通过建立大庆萨尔图油田北二西试验区油藏的化学驱模型,模拟研究了包含主段塞、副段塞、前置段塞和后置段塞的碱、表面活性剂和聚合物三元复合体系化学剂含量、段塞大小及矿场注入速度对驱油效果的影响。主段塞中碱的质量分数和表面活性剂的质量分数对采收率的影响十分显著,而且都存在使采收率达到最大值的合理质量分数。无论是三元主段塞或副段塞,增加聚合物的质量浓度,对提高采收率的贡献都很明显。各段塞的大小对驱油效果都有不同程度的影响。     

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。     

孤东馆5^2＋3层油藏三元复合驱油体系双截锥体模型驱替试验

在模拟孤东小井距试验区水线的双截锥体模型上,使用孤东馆5~(2+3)层原油和地层水,系统研究了三元复合驱油体系段塞尺寸、段塞中表面活性剂浓度、复合注入方式、驱替速度对采收率提高量的影响。由研究结果确定的化学剂总量为0.4PV,段塞中表面活性剂浓度为0.4％,注入方式为三段塞式％0.2PV(A+S)/0.2PV(A+S+P)/0.2PV(P)。     

三元复合驱注入段塞组合物理模拟实验研究

选取分子量为1200万、2000万的聚合物，通过室内物理模拟实验，研究三元复合驱注入段塞组合、浓度、大小对驱替效果的影响。实验结果表明：在化学剂用量相近时，高浓度小段塞的采收率比低浓度大段塞高，高分子量聚合物的驱油效果比低分子量聚合物更明显。不同前置和后续段塞优化驱油实验的结果表明，把聚合物、碱、表面活性剂拆分成双段塞(聚合物、碱 表面活性剂)分注比整个三元体系作主段塞单段塞合注采收率高；在碱、表面活性剂用量不变的情况下，注入的聚合物前置段塞(0．1～0．3PV)增大对改善驱油效果有利，前置段塞聚合物浓度应不低于1．2g／L；后续段塞大小一般选择0．2PV，在聚合物浓度不变时．后续段寒大小变化在一定范围内对驱油效果影响不大。图1表4参6     

强碱三元复合驱开采动态特点

以4个强碱三元复合驱工业性试验区为研究对象,研究了注采能力、综合含水率、采油速度、油层动用状况、采出化学剂变化以及结垢与乳化规律,将三元复合驱全过程划分为5个阶段.结果表明:注采能力在前置聚合物段塞大幅度下降,整体水平略低于相近地质条件的聚合物驱;油层动用程度明显增加,含水率下降幅度高于聚合物驱,采油速度是聚驱的2倍左右;采出化学剂顺序是聚合物、碱、表面活性剂;三元主段塞后期开始结垢,随着pH值的升高,由碳酸盐垢变为与硅垢的混合垢,保护段塞以后结垢减轻;含水率进入低值期采油井开始乳化,主段塞阶段随含水率升高乳化类型由油包水型转变为水包油型,副段塞阶段为水包油型乳化.     

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。     

注聚后低浓度交联聚合物驱提高原油采收率

孤岛油田中一区馆 3单元聚合物驱先导试验区 (4个反五点法注采井组 )注入质量浓度 10 0 0～ 2 0 0 0mg/L的聚合物溶液 0 .2 9PV后转入后续注水 ,到 1999年 5月底采出程度 34.4 % ,综合含水 87.3% ,接近注聚前的值 ,1999年 10月起在该井组又开始了注低浓度交联聚合物溶液 (LPS)试验。所用聚合物为HPAM 35 30S ,-M =1.5× 10 7～1.8× 10 7,HD =30 % ,交联剂为Al3 + 质量浓度 10mg/L的AlCit溶液 ,聚合物与Al3 + 质量比为 2 0∶1。室内实验结果表明 :在温度 70℃、渗透率 4 .5 μm2 的人造岩心中注入在 4 5℃反应 2 4h的HPAM浓度 2 0 0mg/L的LPS共 4 .0PV ,阻力系数达到 135 ,注入 18.3PV后残余阻力系数仍达 5 5 ;气测渗透率 1.2 μm2 的人造岩心在 70℃水驱 5PV后原油采收率 33% ,再水驱 5PV后采收率增加 1.7% ,用 12 0 0mg/LHPAM溶液驱替 0 .35PV后采收率增加13% ,再水驱 5 .3PV后采收率增加 1.7% ,用 2 0 0mg/LHPAM / 10mg/LAl3 + LPS驱替 5 .6PV使采收率增加11.3%。在现场试验中 ,注入 0 .0 6 8PVLPS(第一阶段 2 0 0mg/LHPAM/ 15 0mg/LAlCit溶液 ,第二阶段 35 0mg/LHPAM / 5 5 0mg/LAlCit溶液 ) ,然后水驱 ,仍获得了增油减水的效果 ,经济上也略有收益     

优选三元复合驱注入段塞组合参数的新方法

根据大庆油田实际开发特点建立了理想地质模型,通过数值模拟方法分析主段塞、副段塞、前置段塞和后置段塞的碱、表面活性剂和聚合物三元复合体系化学剂含量、段塞大小等共12个因素对采收率增幅的影响规律,用多元非线性混合回归方法求得采收率公式,并利用函数最优值理论求得最大采收率及对应各个段塞因素的数值。研究结果表明:12个段塞因素与采收率呈现非线性关系,由此得出二次多元非线性回归公式,用函数最优值法求得的最大采收率为66.525%。用数学方法形成了一套三元复合驱前置段塞、主段塞、副段塞、保护段塞化学剂大小、化学剂配方优选方法,对三元复合驱数值模拟应用性研究具有重要意义。     

泡沫复合驱研究

讨论了泡沫三元复合驱的基本原理。介绍了室内实验研究结果。根据二元(AS)和三元(ASP)复合体系/天然气泡沫综合指数(Fq)等值图,选择石油磺酸盐ORS 41(及国产品AOS)为发泡剂;ORS 41浓度为1～4g/L、NaOH浓度为6～12g/L的二元体系产生超低界面张力,与天然气形成的泡沫按Fq具有中等强度,加入≤1 2g/L聚合物可使泡沫稳定,性能改善。在3个岩心上泡沫三元复合体系在水驱基础上提高采收率28 7%～39 4%。气液比越大,泡沫体系提高采收率幅度越大,但注入粘度越大。取气液比为1∶1。气液同时注入比交替注入的采收率高。在6个岩心上气液交替注入时,气液段塞越小,交替频率越大,采收率提高越多,在水驱基础上可提高30%以上。先导试验方案规定前置AP段塞0 02PV,气液比1∶1交替注入主段塞0 55PV和副段塞0 3PV,后续P段塞0 2PV,注入流量0 4PV/a。先导试验区6注10采,在大庆油田北二区东部,1984～1994年曾进行天然气驱,提高采收率12 9%,试验开始时采出程度43 8%,综合含水97 2%。试验于1997 02 20开始,2002 04先期结束,注天然气仅0 19PV,气液比0 34∶1,中心井含水91 5%,全区采收率增加21 85%,2口中心井采收率增加22 58%。试验动态和数值模拟表明采收率增加应>25%。图3表2参3。     

聚合物驱后进一步提高采收率方法及其技术经济效果评价

依据矿场实际需求,本文通过物理模拟驱油实验对聚合物驱后采用高浓度聚合物溶液(平均相对分子量M(下同)=2500×104,聚合物浓度CP=2.5g/L)、"碱/表面活性剂/聚合物"ASP(CP=2g/L,表面活性剂HAPS浓度CS=3g/L,碱浓度(CA=12g/L)、"表面活性剂/聚合物"SP(M=2500×104,CP=2g/L,非离子表面活性剂浓度CS=3g/L)、聚表剂溶液(CSp=2g/L)驱油效果进行了对比与评价。结果表明,在化学剂用量相同条件下,4种驱油体系均可以进一步提高原油采收率,采收率增幅在10.1%～22.9%之间。在化学剂费用相同条件下,采用单一高浓度聚合物段塞增油降水效果最好,最终采收率均高于4种驱油剂多段塞组合方式。多段塞组合方式中,"低黏度驱油体系+高黏度驱油体系"方式的增油效果好于"高黏度驱油体系+低黏度驱油体系"的增油效果。综合技术条件和经济效果两方面考虑,推荐聚合物驱后采用单一高浓度聚合物驱,采收率增幅预计为15%～18%。     

二次采油与三次采油结合技术在胜坨油田坨11南的应用

二次采油和三次采油结合技术（简称“2＋3”提高采收率技术）是指在充分调剖的基础上进行有限度的三次采油。介绍了该技术在胜坨油田索11南的先导试验情况。以铬冻胶和水玻璃－氯化钙为调剖剂，对试验区北部的注水井进行了四轮次的充分调剖；随后注入牺牲剂段塞，驱油剂段塞和流度控制段塞，恢复注水驱油。调剖和驱油阶段，试验区相关指标明显改善。通过对试验区的采油曲线和水驱曲线的分析，截止到2001年11月底，试验区累计增油5493.05t，预计最终采收率将提高7．1％。提出了试验区目前存在的问题及下一步的工作构想。     

下二门油田注聚后地层残留聚合物再利用技术探索

河南下二门H2段Ⅲ组区块注完聚合物后,91.25%的聚合物留在地下,据数模计算,其浓度在100～200mg/L,恢复注水后油井含水率快速上升。针对这一问题进行了将地下滞留聚合物絮凝沉降,实现深部调剖,提高采收率的室内实验研究。用化学处理法制得的稳定化钠土YG340 1,其3%水分散液在20min内基本不沉降,3%和5%水分散液30℃、170s-1下的粘度分别为59.1和189.6mPa·s,可泵性良好。在55℃下HPAM(3630S)溶液与3%YG340 1水分散液按体积比4∶1混合,当HPAM浓度为100～200mg/L时,沉降时间短(<15min)而沉降体积较大;用岩心测得的残余阻力系数随HPAM浓度升高而增大,HPAM浓度为100和200mg/L时分别为15.1和18.7。在岩心驱油实验中,水驱油后注0.3PVHPAM,水驱至含水率分别为60.5%、70.2%、81.8%、98.0%,采收率分别为34.7%、39.8%、43.3%、46.2%,注入0.167PV用油田污水配制的3%YG340 1分散液,继续水驱,最终采收率分别为63.0%、61.6%、60.7%、58.8%。认为该区块注聚后用YG340 1絮凝沉降地下滞留的HPAM,可改善注聚后水驱效果。讨论了注絮凝剂的一些工艺参数。图1表4参2。     

胡状集油田胡5-15井区天然混合羧酸盐/黄胞胶驱油先导试验

报道了在室内实验研究中得到的混合天然羧酸盐/烷基磺基甜菜碱/黄胞胶复合驱油段塞结构:预冲洗段塞,10g/LKCl溶液;前置聚合物段塞,1500mg/L黄胞胶溶液;主驱油段塞,1.5×104mg/L混合天然羧酸盐+800mg/L烷基磺基甜菜碱DSB+800mg/L黄胞胶+5×103mg/L复碱(质量比1∶1的Na2CO3+NaHCO3)溶液;后置聚合物段塞,1000mg/L黄胞胶溶液。在岩心流动实验中0.3PV主段塞在水驱基础上提高采收率18.19%。胡状集油田胡5 15井区采出程度18.48%,油藏温度86℃,地层水矿化度1.7×105mg/L,Ca2+浓度4799mg/L,Mg2+浓度830mg/L,有油、水井各5口,综合含水已达96%(92%～99%)。从2000 01 24到2001 03 20,在5口注水井中依次注入预冲洗液2920m3,前置液2920m3,主驱油液49640m3(除一口井外均不加复碱),后置液2920m3,5口油井均见效,一些油井有效期超过20个月,油井产油量增加,含水下降,自然递减降低62.7%,采油速度升高0.46%。图3表2参3。     

洼38稠油高温脱水现场试验

以室内试验数据为基础，对洼３８稠油进行了纯化学高温脱水现场试验。现场试验结果表明，油中含水为１９％－２０％，加入３０ｍｇ／ＬＫＹ－６高温破乳剂，脱水温度９５－９８℃（停运电脱水器）的条件下，可使净化油含水达到０．２％－０．８％，污水含油小于０．３％。并找出了最佳脱水温度下的原油粘度范围是５０－６０ｍＰａ．ｓ。最后，还对影响稠油高温脱水的主要因素：脱水温度，破乳剂类型及用量进行了分析研究。     

电子除防垢器在玉门青西油田原油集输系统中的应用

玉门青西油田原油集输系统管网结垢严重。集输系统三相分离器出口脱出污水CaCO3结垢量预测值常温时为140～160mg／L,100℃时高达300mg／L。在集输系统的三相分离器前、净化原油储罐前后管道上安装了3台Scalefighter-PDPT型电子除防垢器，运行10余天后，三相分离器出口污水样中Ca2^＋、Mg^2＋、Ban（＋Sr2^＋）浓度略有增大，HCO3^-和SO4^2-浓度显著增大，SO3^2-浓度略有减小。这一结果说明电子除防垢器处理后的油田产出污水溶解成垢无机物的能力增大，有一部分碳酸盐转变为较易溶解的碳酸氢盐。该电子除防垢器已正常运行2年以上，单机日耗电量为0．5kWh，集输管网的阀门、流量计等易结垢部位结垢量减小。图6表1参1。     

渤海埕北油田原油消泡剂BHX-06的开发

渤海埕北海上油田A、B平台所产高含水（平均87％）舍气（气油比66和45）重质原油，从各该综合汇管进入三相分离器，在温度70～75℃、压力0．23～0．26MPa下含水原油、自由水、天然气分离。为了抑制天然气从原油中逸出时产生泡沫，挟带原油进入高压洗涤器，需在三相分离器内加入原油消泡剞。合成了有机氟接枝聚硅氧烷，再加入螯合剂、助溶剞、分散荆，制成了有效成分质量分数≤10％的原油消泡剂BHX-06。从现场取含气含水原油样，加入体积分数20％的各种消泡剂煤油溶液，加量为50mL几，在封闭、70℃条件下测原油样体积变化，求得12分钟时BHX-06的消泡率为86％，略小于日本帝国石油公司的EX-906（88％），在不同程度上高于8种国内商品或自制消泡刑。在埕北B平台进行了为时5天的现场应用试验．将体积分数3％的BHX-06煤油溶液连续注入三相分离器．加量按油气水混合物产量计为8．3～14、5mL亿，三相分离器和高压洗涤器运行顺利，高压洗涤器内基本上无积液。图2表3参3。     

YS-3清防蜡剂的研制

盘古梁油田原油含蜡量高（12%-20%）,部分油井严重结蜡致使热洗频繁。为此研发了以有机溶剂、表面活性剂和高分子聚合物（蜡晶改进剂）、渗透剂、加重剂等组成的油溶性YS-3清防蜡剂。测定结果表明：该清防蜡剂溶蜡速率为2.3 mg/mL.min（50℃）,加剂量为100 mg/L时防蜡率为58.8%,使原油凝点降低5℃,黏度降低19.7%。自2003年9月起,在盘古梁油田结蜡严重、热洗频繁的盘58-27和盘59-25两个井组10口井应用YS-3清防蜡剂,现场加剂量100-120 mg/L,油井平均热洗周期由145天延长到一年以上,清防蜡效果明显。表3参2。     

胜利油田火烧油层现场试验

针对胜利油田大多数稠油区块及其他难动用区块开发方式单一，开采难度越来越大的情况。进行了火烧油层配套技术的研究。火烧油层的相关配套技术得到进一步完善，在高渗透稠油油藏、低渗透稠油油藏、蒸汽吞吐后稠油油藏及敏感性稠油油藏4种类型的油藏中进行点火试验取得了成功，获得了较好的效果，为今后火烧油层法开采难动用储量提供了技术储备。     

稠油降粘剂HP在塔河S66井的应用

报道了乳化降粘剂HP用于塔河油田S6 6井稠油开采的现场试验结果并作了分析。HP的主剂为改性酚醚表面活性剂 ,复配以表面张力改进剂和抗盐聚合物 ,在 80℃下可抗耐矿化离子的浓度高达 2 .2 6× 10 5mg/L(包括Ca2 + +Mg2 + 4 .3× 10 3 mg/L)。S6 6井原油基本不含水 ,含气一般～ 10 % ,5 0℃粘度 9.2Pa·s。该井用掺稀油工艺生产 ,产液量由泵排量决定 ,为～ 6 6m3 /d。在为时 2 2d的现场试验中 ,用矿化度 5 .6× 10 4mg/L、含Ca2 + +Mg2 +4 .3× 10 3 mg/L的井水配制的浓度 4 75 0～ 6 0 0 0m/L的HP溶液从环空连续注入井内 ,油水体积比逐渐由 6 0∶4 0变为 70∶30 ,HP加量以总液量计由 2 2 0 0mg/kg逐渐降至 14 0 0mg/kg。HP加量在 2 2 0 0～ 16 0 0mg/kg范围时 ,产出的O/W乳状液 35～ 36℃下的粘度为 17.5～ 2 0 .0mPa·s ,而掺稀油时产出原油的粘度为 30 0mPa·s。当油水比由 6 0∶4 0变为 70∶30时 ,稠油、气、水的产出量分别由 35 .6t/d ,3.96m3 /d ,2 6 .4t/d变至 4 1.6t/d ,4 .6 2m3 /d ,19.8t/d。在采用掺稀油工艺时 ,稠油和气产出量分别为 2 9.7t/d和 3.30m3 /d ,回采稀油量为 33.0t/d。在现场试验中井口油压略升并大体维持稳定 ,对产生这一现象的原因作了分析。图 1表 3参 1。     

多轮次调剖的室内实验研究与现场应用

采用沿一条对角线设置高渗区、两端设注入、采出口的厚平板模型和可视化薄平板模型及高、中、低渗三填砂管并联模型,实验研究了水驱后(含水95%)多轮次调剖的效果。在厚平板模型上用水玻璃/氯化钙堵剂调剖三轮次,在薄平板模型上用聚合物铬冻胶调剖八轮次,均出现了调剖效果(采收率增值)递减现象。提出了效果递减的五个机理及相应对策:①前后两次调剖注入的堵剂影响面部分重叠,应使用强度不同、凝胶化时间不同的堵剂,建立多轮次调剖堵剂系列;②堵剂的作用随径向距离增加而减弱;应逐轮次增加堵剂量;③封堵时机不当,含水越低则调剖效果越好;④注入压力欠当,高注入压力下堵剂可进入欲启动层;⑤注入的堵剂部分失效,如有机冻胶发生氧化降解,粘土内滤饼被冲刷。在综合含水高达96.3%的坨11南沙二11-3试验区,采用PI和FD决策技术选调剖井,选择堵剂并优化堵剂配方,从1999年10月到2002年10月对全区6口注水井进行5轮次共21井次调剖,使试验区年自然递减率(1999年为11.65%)大幅度减小,含水受到控制(2003年8月为96.1%),采收率提高2.0%,可采储量增加。图5表3参3。