高浓度、大段塞聚合物驱技术室内研究及矿场应用

依据河南油田矿场生产实际需求,通过室内研究,定义了高浓度聚合物（ZL-I型部分水解聚丙烯酰胺）的下限值,优化了聚合物驱最佳注入段塞尺寸。研究结果表明：聚合物溶液质量浓度从500增至3000 mg/L时,黏度从11.8逐渐增至227.2 mPa·s;当聚合物质量浓度超过1670 mg/L后,溶液黏度大幅上升。在频率0.1 Hz下,黏性模量在聚合物质量浓度达到1643 mg/L后快速上升,而弹性模量在聚合物浓度达到1680 mg/L后快速上升。据此得到高浓度聚合物的下限值为1700 mg/L。当2000 mg/L聚合物注入量增至0.7 PV时,聚合物驱采收率大幅提高,增幅为19.77%;当注入量大于0.85 PV时,采收率增幅变缓。推荐下二门油田进行高浓度聚合物驱的注入浓度为1800～2000 mg/L,注入聚合物段塞量为0.85 PV。在该油田10口注聚井进行现场应用,日产液891.3 t,日产油77.9 t,累计增油143498 t,二次聚驱阶段提高采收率8.66%。表明注入高浓度、大段塞聚合物是挖掘聚合物驱增油潜能、提高经济效益的重要措施。     

萨中开发区高台子油层聚合物驱合理注入参数优选

为了进一步扩大聚合物驱在不同类型油层上的应用,参考"两三结合"先导性试验区的资料,针对萨中开发区高台子油层进行了聚合物驱数值模拟合理注入参数的优选,并对聚合物驱提高采收率指标进行了预测.优选聚合物注入参数为:注入聚合物分子量为800×104,浓度为800 mg/L,年注入速度为0.10 PV,聚合物驱油时间为7 a,聚合物用量为560 mg/L·PV,总注入孔隙体积为0.70 PV.萨中开发区高台子油层聚合物驱提高采收率为4.29%.     

高渗油藏聚合物溶液携带弹性微球驱室内实验

聚合物驱油技术用于复杂断块高渗油藏注水开发后期提高采收率将面临两个问题:一是聚合物沿高渗透层水淹层过早地窜流;二是在特高含水期聚合物驱的效果会降低。为此研究了在高渗油藏条件下,利用聚合物溶液携带弹性微球的新方法,来增加聚合物溶液在驱油过程中的渗流阻力,进一步扩大波及体积,提高驱油效率。实验研究了弹性微球在油藏条件下的抗温抗盐热稳定性等理化指标,弹性微球在地层温度65 ℃条件下,60 d内均保持原有现状;聚合物溶液携带微球后,与单纯聚合物溶液驱相比,弹性微球产生的阻力系数为1.5,残余阻力系数为1.2;浓度为1500 mg/L聚合物驱比水驱提高采收率13.5个百分点,浓度为1000 mg/L聚合物+500 mg/L弹性微球后,比水驱提高采收率17.3个百分点,比单纯1000 mg/L聚合物驱采收率增加4.8个百分点,比浓度为1500 mg/L纯聚合物驱采收率增加3.8个百分点。     

高浓度聚合物注入时机及段塞组合对驱油效果的影响

在大庆油田聚合物驱条件下(45℃,原油粘度～10 mPa·s,清水配制聚合物溶液),取聚合物总用量2020 PV*mg/L,在人造岩心上实验研究了水驱之后不同段塞组合的"普浓聚合物"(浓度1000 mg/L、粘度8.6 mPa·s、分子量1.7×107的HPAM溶液)+"高浓聚合物"(浓度最高达3000 mg/L、粘度最高达369 mPa·s、分子量2.5×107的抗盐聚合物溶液)的驱油效果.在普浓聚合物驱的5个不同时机转注浓度2500 mg/L、粘度315 mPa·s的高浓聚合物,转注时机越早则聚驱采收率越高,前期(不注普浓聚合物)转注为45.1%,中前期(含水降至80%时)转注为44.0%,后期(含水升至98%时)转注为41.0%.注入0.350 PV普浓聚合物后再分别注入浓度在1000～3000 mg/L的抗盐聚合物,随浓度增大,聚驱采收率由35.7%增至41.5%,但增幅迅速减小(4.8%～0.1%).注入0.350 PV普浓聚合物段塞之后依次注入浓度2500 mg/L、分子量递减(2.5×107,2.1×107,1.7×107)、尺寸递减(0.450,0.118,0.100 PV)的3个聚合物段塞,聚驱采收率最高,为48.2%;普浓聚合物段之后注入2500 mg/L的高浓聚合物单段塞或浓度递减(2500～1000 mg/L)的4个抗盐聚合物段塞,聚驱采收值相近但大大降低(41.1%或41.0%).在讨论高浓高粘高分子量聚合物驱油机理时,强调了高粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的作用.图1表4参4.     

喇嘛甸油田二类油层高浓度聚合物驱提高采收率实验研究

本研究在模拟北北块一区萨Ⅲ4-10油层条件下进行。在尺寸4.5×4.5×30(cm)、纵向渗透率变异系数为0.72、平均渗透率0.482×10-3～586×10-3μm2的石英砂胶结岩心上,使用黏度为10 mPa.s的模拟油,在45℃下考察了水驱后注入不同高浓聚合物段塞对驱油效果的影响及常规聚合物驱不同阶段注高浓聚合物对驱油效果的影响,结果如下。高浓聚合物聚合物用量越大,提高采收率幅度越大,但增加幅度逐渐变缓,聚合物用量为1500、2000、2500、3000(PV.mg/L)时提高采收率分别为15.75%、17.91%、19.84%、21.46%;在聚合物用量相同的条件下(1500 PV.mg/L、2000 PV.mg/L),浓度为2500 mg/L和1000 mg/L聚合物段塞交替注入越频繁,提高采收率幅度越大。在聚合物用量相同的条件下(2000 PV.mg/L),常规聚合物驱不同阶段转注高浓度聚合物溶液,转注的时期越早,提高采收率幅度越大。     

聚合物驱后油藏强化泡沫驱参数优化设计

为进一步提高聚合物驱后特高含水开发后期油藏采收率,根据强化泡沫驱先导试验区的油藏特点及开发现状,利用CMG数值模拟软件,对双河油田强化泡沫驱的注入段塞大小、注入浓度、注入方式等参数进行了优化设计,并依此制定了开发方案。优化结果表明:强化泡沫体系为2 000 mg/L稳泡剂+0.3%发泡剂,合理气液比为1∶1,最佳注入量为0.5 PV,并且采用气液混注方式驱油效果最佳;预测矿场实施后,可提高采收率10%,对聚合物驱后油藏采用强化泡沫驱技术进一步提高采收率是可行的。     

水驱和聚合物驱后可动凝胶驱油效果的研究

以聚丙烯酰胺和自制的柠檬酸铝制备可动凝胶,在锦16块的地层条件下,确定了其最佳配方：聚丙烯酰胺浓度为1000mg/L,柠檬酸铝浓度为30mg／L,稳定剂浓度为40mg／L,利用室内驱替实验装置,研究了水驱和聚合物驱后可动凝胶的驱油效果。结果表明,水驱和聚合物驱后可动凝胶驱能进一步提高采收率,平均总采收率提高了23．57％。通过机理分析指出,可动凝胶优先进入低阻力的大孔道,改善了注入水的波及效率;可动凝胶的主要作用是驱替,而调剖只是前期或暂时的效果。     

渤海稠油油田早期注聚剖面返转规律及控制方法研究

为了提高海上非均质稠油油田聚合物驱效果,采用疏水缔合聚合物AP-P4(特性黏数1800 m L/g、疏水基含量0.8%),通过双管并联岩心物理模拟实验研究了渗透率级差、注聚浓度、注聚时机对渤海稠油油藏早期注聚剖面返转的影响规律,比较了交替注入聚合物的类型和浓度、交替次数对提高采收率效果的影响。研究结果表明:聚合物驱适用于早期注聚(含水率小于80%)、渗透率级差小(﹤6)的油层条件,聚合物良好的注入性和合适的流度控制作用对提高稠油聚合物驱采收率十分重要;弱凝胶体系和聚合物体系交替注入对高渗层伤害大,提高采收率效果差;在相同聚合物用量条件下,高浓度(2250 mg/L×0.15 PV)与低浓度聚合物体系(1750 mg/L×0.15 PV)交替注入2个轮次比单一段塞注聚(聚合物用量1200 mg/L·PV)提高采收率4.3%,渤海稠油油藏开展高浓度/低浓度聚合物体系交替注入可改善稠油聚合物驱效果。     

聚合物驱后多元调驱体系提高采收率研究

根据聚合物驱后提高采收率的需要,筛选了多元调驱体系的凝胶颗粒类型、交联剂最优浓度和洗油剂最优浓度,分别考察了单元注入体系(50 mg/L或100 mg/L交联剂、2000 mg/L阳离子凝胶微球,注入体积1 PV),二元注入体系(100 mg/L交联剂+2000 mg/L阳离子凝胶微球,注入体积1 PV)和三元注入体系(0.4 PV×2000mg/L阳离子凝胶微球+0.3 PV×100 mg/L交联剂+0.4 PV×2000 mg/L高效洗油剂)的调剖效果。实验结果表明:二元注入体系转水驱突破压力为3 MPa左右,而且压力整体波动范围和波动幅度都明显高出单元注入体系的,这说明二元注入体系调剖效果比单元注入体系的好;在水驱采收率39.65%、聚合物驱提高采收率18.38%的基础上,三元注入体系提高采收率22.82%;水驱和聚合物驱阶段注入压力较低,凝胶微球注入后压力迅速上升,交联剂的注入保持了压力,高效洗油剂驱使压力进一步上升,转后续水驱后压力下降并稳定在2 MPa左右;与二元注入体系相比,三元注入体系的后续水驱压力明显降低,这保证了在不影响调驱效果的同时还能降低后续水驱压力,因此多元注入体系具有更好的实际应用价值。图5表3参9     

泡沫体系改善早期聚合物驱效果实验研究

为探索海上油田早期聚合物驱后进一步提高采收率的途径,开展了注入泡沫体系改善早期聚合物驱效果实验研究。采用双管并联岩心实验,研究聚合物驱注入不同尺寸泡沫体系以及不同含水率时注入泡沫体系对岩心采收率的影响。实验结果表明:注入泡沫体系的聚合物驱比纯聚合物驱可进一步提高采收率9.9%;随着泡沫体系注入量的增加,提高采收率幅度也增大,注入0.5 PV泡沫体系比0.3 PV泡沫体系的聚合物驱可提高采收率6.9%,相比纯聚合物驱可提高16.3%。在早期聚合物驱后的高含水率阶段注入泡沫体系,注入时机越晚,提高采收率幅度越大,在注入相同尺寸泡沫体系条件下(0.3 PV),含水率为98%时注入泡沫体系的聚合物驱比含水率为85%时注入采收率可提高9.9%。说明含水率阶段对于泡沫体系的稳定性有重要影响,泡沫体系注入时机越晚,泡沫体系越稳定且强度越大,泡沫体系聚合物驱建立阻力的有效时间越长,对于低渗透层的动用效果越好,采收率提高幅度越大。     

影响聚合物驱采收率因素的研究

通过室内物理模拟驱油实验,考察了水油黏度比、地层渗透率、聚合物注入量对聚合物驱效果的影响.结果表明,当岩心渗透率为1.5μm2,地下原油黏度为50.7 mPa·s时,聚合物驱的合理水油黏度比为0.06 ～0.6;聚合物驱提高采收率的最佳地层渗透率为2.0 μm2;水驱后转注浓度为3 000 mg/L的聚合物溶液,提高采...     

络合剂提升聚合物增黏能力实验研究

选用L1、L2、草酸钠作为络合剂,分别测定加入不同浓度络合剂后HPAM(部分水解聚丙烯酰胺)溶液的黏度,对比水驱后注入聚合物溶液和加入草酸钠溶液的复配体系的驱油效果。实验结果表明,随着L1、L2、草酸钠浓度的增加,聚合物溶液黏度呈现先逐渐增加至峰值后减小的变化规律。当聚合物溶液中分别加入100 mg/L的L1、200 mg/L的L2、300 mg/L的草酸钠时,黏度分别达到峰值74.1 mPa·s、89.3 mPa·s、90.1 mPa·s。与无络合剂相比,相同浓度的聚合物溶液添加200 mg/L的草酸钠可以使得体系驱较水驱提高采出程度再增加4.23%。由此可见,加入草酸钠作为络合剂可以有效的提高聚合物溶液的化学驱采出程度,络合剂的用量直接影响聚合物溶液的黏度,为了达到最佳增黏效果,在使用中应根据经济成本和聚合物溶液的增黏率来综合选择。     

高30断块油藏S/P二元复合驱室内实验研究

针对高30断块砂岩油藏,筛选和评价了表面活性剂/聚合物(S/P)二元复合驱油体系。结果表明,表面活性剂CDS-1在有效浓度(0.025%~0.300%)低而宽的范围内,体系与原油的界面张力可降到能大幅度提高驱油效率的10-2mN/m数量级;当疏水缔合聚合物HNT201-3浓度为1 250 mg/L、CDS-1浓度为0.05%时,体系在地层条件下的表观黏度可达72.37 mPa.s。在模拟油层渗透率及非均质变异系数的岩心上,注入0.30 PV二元复合体系及0.10 PV聚合物保护段塞时,可比水驱提高采收率20.91%OOIP。     

弱冻胶调剖剂在孤岛油田污水中成胶性能评价

应用孤岛油田现场聚合物和美国进口复合有机铬交联剂TIORCO WC684进行了一系列的室内评价实验。实验结果表明,宝莫聚合物均具有较好的初始黏度、且形成的弱冻胶体系强度高;弱冻胶主段塞选取聚合物浓度2500～3000mg/L,交联剂浓度300～600mg/L,成胶强度较高,且胶体不易脱水;弱冻胶封口段塞聚合物浓度为4000mg/L,交联剂浓度300～900mg/L,胶体强度较大、韧性好,满足封口的要求;同时评价了封口段塞的耐盐性能,结果表明该体系随盐类矿化度的增加体系强度有增加趋势。     

河南油田聚表剂性能评价

针对河南油田Ⅲ类及以上油藏提高原油采收率的需要,通过对聚表剂基本质量性能、长期热氧稳定性、耐温抗盐性能、乳化携油能力、岩心驱油效率等进行系统评价,优选出聚表剂JBL-1。当JBL-1质量浓度为2 000 mg/L、段塞量为0.5 PV时,能提高采收率16.49%。     

Residual Polymer Reutilization for IOR after Polymer Flooding: From Laboratory to Field Application in Daqing Oilfield

Abstract

According to the reservoir condition of the Lamadian block for polymer flooding in Daqing oilfield, the optimized flocculating agent was studied in order to fully use residual polymer in formation and improve oil recovery after polymer flooding. The experimental results showed that stabilized sodium clay is the best flocculating agent and can react with residual polymer to form a floc unit for improved oil recovery (IOR). Using atomic force microscopy, we can see that the flocculating agent can react with residual polymer to form a floc unit and one clay particle usually reacts with four to seven polymer molecules. This residual reutilization technology was applied in six injection wells of Lamadian in Daqing oilfield; the six injection wells had 13 connected production wells with an average water cut of 95.5% and produced polymer concentration of 459 mg/L. About 30,971 m³ flocculating fluid with 842 tons of flocculating agent was injected into the six injection wells. After treatment, the injection pressure of injection wells was increased and the injection profile was improved; the water cut of the connected production wells was decreased and the oil production rate was increased. The oil increment was 3.6 tons/day, the water cut decrement was 2.5%, and the produced polymer concentration decrement was 89 mg/L. By March 2008, the accumulated oil increment was 2,878 tons and the input–output ratio was 1:3.33.     

SYJ-1型聚合物复合解堵剂的研制及性能评价

聚合物驱是一种常用的三次采油技术。随着聚合物溶液的注入,聚合物固体颗粒将沉积在孔隙中或近井地带,这些聚合物堵塞物将会引起注入井压力的显著增加,最终会阻止聚合物溶液的继续注入。为了解决聚合物堵塞的问题,根据江苏油田Z35断块先导试验区油藏特点,在室内研制了SYJ-1型解堵剂,并进行了该解堵剂的性能评价研究。研究结果表明:1)在温度78℃条件下,0.3%的解堵剂溶液可使聚丙烯酰胺在2h后粘度由2449mPa.s下降到2.5mPa.s,降解率为99%;2)在30℃条件下,采用0.3%的解堵剂溶液对硫酸盐还原菌(SRB)杀菌,接触时间为30min,杀菌率为99.99%;3)经过该解堵剂溶液处理后,渗透率大于172×10-3μm2岩心的渗透率可以恢复96%,渗透率越低解堵效果越差。     

七东1低渗砾岩油藏聚合物驱配方设计及应用*

为提高砾岩油藏采收率,针对七东1区砾岩低渗储层强非均质性、水驱采出程度低、剩余油饱和度较高等特点,在七东1区实施聚合物驱。通过理论计算、聚合物注入性及流动性分析、天然岩心驱油实验,对聚合物相对分子质量和注入浓度进行了筛选,并在七东1区进行了矿场应用。结果表明,七东1区低渗砾岩储层可注入浓度不高于1000 mg/L、相对分子质量400×10~4以下的聚合物,采收率可提高4%数9%。针对低渗透油藏特点,形成了驱油体系与油藏流体等黏驱替流度控制技术。试验区于2016年1月全面注入相对分子质量为350×10~4、质量浓度为800 mg/L的聚合物溶液。截至2019年2月,聚合物驱阶段产油8.01×10~4t,阶段采出程度14.5%,降水增油效果明显。图6表6参14。