大庆油田萨中开发区分层注聚过程中的相关问题探讨

聚合物驱分层注入技术是提高原油采收率的有效途径之一。大庆油田萨中开发区笼统注聚井存在注入剖面不均匀、层间矛盾突出、中低渗透层得不到有效动用等影响聚驱开发效果的问题。为此,在聚合物驱的过程中对层间矛盾突出的注入井采取分层注聚措施,目前已有302口注入井分层注聚,占总数的37.6%。实际结果表明,分层注聚对聚合物驱最终采收率的提高发挥了不可替代的作用,但受到油层适应性与分层注入工艺等多种因素的影响,在生产中还存在一些需要解决的问题。通过对处于不同注聚阶段的分层注聚井的油层动用状况、动态变化特征及生产问题的分析,阐述了分层井的选井原则及分层时机,分析了目前分层注入工艺的适应性与存在的问题,为进一步完善聚合物分层注入技术提供了依据。     

聚合物单管多层分质分压注入技术

大庆油田主力油层聚驱结束后,二、三类油层分注面临着中、高分子量聚合物对部分油层适应性较差,注入溶液主要流向油层性质好、连通好的油层,薄差层动用程度低的矛盾。为了解决层间矛盾,提高最终采收率,提出了聚合物单管多层分质分压注入技术。介绍了研发的分子量调节器和压力调节器;对应低渗透层使用分子量调节器,高渗透层使用压力调节器,实现对分子量和注入量的双重控制;在不影响高渗透层聚驱效果的同时,通过对分子量的剪切降解作用,有效增加了聚合物分子可进入低渗透油层的孔隙体积。通过对现场试验资料分析,分质分压注入井与正常分层注聚井对比,剖面动用明显提高。聚合物单管多层分质分压注入技术可满足大庆油田二、三类油层聚合物驱分层注入的需要。     

分层注聚技术可解决聚驱井层间层内吸聚差异大问题

分层注聚合物技术可以改善聚合物驱注聚吸水剖面，控制聚合物溶液沿高渗透条带突进现象，使难动用的油层能够得到有效开发，解决聚驱井层间层内吸聚差异大的问题，实现层间合理配注，延长聚合物驱的有效期，进一步提高采收率，改善聚合物驱开发效果。     

聚合物驱全过程措施优化

工业化聚合物驱实践表明 ,由于油层非均质性和井网完善程度等多种因素影响 ,油田开发矛盾突出表现在层间干扰严重 ,差油层动用程度低 ,厚油层内部高渗透部位动用程度高 ,注聚后期井间含水率存在较大差异 ,平面矛盾突出。为充分利用储量资源 ,改善聚驱开发效果 ,对聚驱全过程进行措施优化。一是在空白水驱阶段进行调整 ,为注聚奠定基础 :①采取低强度注水和分层注水措施 ,控制油层压力水平 ,为聚合物顺利注入创造条件 ;②注聚前采用深度调剖技术 ,调整吸水剖面 ,提高存聚率 ;③根据空白水驱生产动态 ,优化注入参数 ,合理设计单井配产配注方案…     

缩小井距结合聚合物驱提高边际油层采收率研究

陆相、多层、非均质砂岩油田部分油层因发育连续性差、渗透率低、层间渗透性差异大,造成现井网水驱控制程度低和层间干扰严重,致使水驱采收率低。由于进一步加密井网进行水驱开采经济上不可行,为此提出了井网加密和聚合物驱结合的方法,并开展了先导性矿场试验。室内聚合物注入参数研究、方案设计优化、聚合物驱动态特征、分层注入工艺以及增产、增注措施的研究表明,在井距缩小到100 m的条件下,将厚度小于1 m、渗透率界于5×10-3~100×10-3μm2的油层组合,通过分层注聚、分质周期注聚,可提高采收率10%以上。结果表明,井网加密和聚合物驱技术结合经济可行。     

二、三类油层聚合物驱全过程一体化分注技术

随着大庆油田聚合物驱的不断深入,渗透率低、层间矛盾大的二、三类油层已成为油田开发的主要对象.原有聚驱分层注入技术存在投捞测试难度大、投捞成功率较低、水驱聚驱转换需更换管柱投入成本高等问题,无法进行规模应用.为解决上述问题,发展研究了聚合物驱全过程一体化分注技术,设计研究了全过程一体化偏心配注器、低黏损高节流压力调节器和高黏损低压力损失相对分子质量调节器,实现了高渗透层段注入量及中、低渗透层段相对分子质量的双重控制；分注管柱与水驱工艺完全兼容,管柱可同时满足空白水驱、聚合物驱及后续水驱全过程分注需要,降低投资和施工成本.1 136口井现场应用表明:应用新型分注工艺后,二、三类油层的动用状况得到明显改善,原油采收率提高2个百分点以上.     

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。     

二类油层分质分压注聚效果与认识

目前大庆油田聚驱对象已转向物性更差、层间矛盾更突出的二类油层,常规的聚合物分注技术面临着新的问题。聚合物单管多层分质分压注入技术可实现对低渗透油层降低相对分子量和浓度,同时保证足够的注入速度;而对高渗透油层可起到控制注入压力,同时又要降低粘损率。现场试验收到了明显的效果,证明该技术可满足二类油层聚驱分层注入的需要。     

改善二类油层聚合物驱开发效果的途径

通过对已开展的二类油层注聚试验区和工业化区块的动态反映特征分析,指出二类油层在聚驱开发过程中存在着注入能力差、产液能力低、见效含水低值期短、聚驱平面矛盾突出等问题。从实践的角度总结了改善二类油层聚合物驱开发效果的主要途径。二类油层聚合物驱通过严格控制注聚对象,可以减少层间差异;通过采取细分层系、缩小井距、完善注采系统以及优化注聚方案等技术措施,可以取得较好的开发效果。     

三类油层周期分质注聚的做法与效果分析

结合三类油层层间矛盾较大的特点,在分注后期含水上升阶段,开展了同井交替周期分质注聚,采用现有分注工艺管柱,对调整层投捞水嘴,对同井不同类型油层注不同相对分子质量聚合物.研究探索了不同类型油层注聚合理参数、油层动用状况、周期分质注聚对提高采收率的作用.现场试验表明,周期分质注聚阶段取得了最佳期平均单井日增油1.3倍,综合含水下降5.7个百分点的效果,聚驱阶段实际提高采收率10.23%,对三类油层开发具有重要指导意义.     

薄差油层聚合物驱分质注入技术

薄差油层聚合物驱过程中,采用同一种分子量的聚合物驱替,会由于低渗透层渗透率过低,造成油层堵塞、动用程度低.对于薄差油层,需要适当降低注入的聚合物分子量,同时控制高渗透率层注入量,这就是薄差油层聚合物驱分质分压注入的基本思路.基于这一思路研发了配套的井下分注工具及工艺管柱,实现对分层分子量、注入量的双重调节,并在注聚区块开展了现场试验,见到明显效果.     

二类油层不同注采类型井组聚驱最佳调整时机

大庆油田二类油层与主力油层相比,油层非均质性更加严重,决定了其聚驱动态特征与主力油层有较大差别,二类油层笼统注聚过程中,层间开采矛盾依然较突出,薄差层动用程度低,厚层突进现象严重,聚驱整体技术经济效果不理想。为明确大庆油田二类油层不同注采类型井组的聚驱调整时机,达到最佳的聚驱效果,针对大庆油田二类油层4种典型的矿场注采类型,建立厚注厚采、厚注薄采、薄注薄采、薄注厚采4种注采类型井组,通过开展4种注采类型模型等压聚合物驱油实验,得到厚注厚采、厚注薄采、薄注厚采、薄注薄采最佳调整时机聚合物用量分别为740 PV·mg/L、780 PV·mg/L、810 PV·mg/L和860 PV·mg/L。各井组在最佳调整时机时吨聚增油量最大,提高采收率值最高,应在最佳调整时机停止注聚合物,同时应在注聚过程中及时采取跟踪调整措施,最大限度地达到不同注采类型井组技术经济界限注入量,提高聚合物驱效率和效果。通过对比厚注薄采与薄注厚采聚合物驱效果,得到了平面非均质地层开采时,高渗带注入、低渗带采出的注采模式驱替效果更好,更有利于开采。     

空心单管分层注聚技术的研究与应用

胜利油田注聚油藏非均质性严重,聚合物主要进入渗透率高的油层,薄差油层的动用程度低,层间矛盾突出。为此,研究了空心单管分层注聚工艺。该工艺采用一趟管柱即可实现聚合物的多层注入,不仅可减少作业工序,还可防止地层砂混合聚合物返吐造成管柱堵塞;空心配聚器采用坐封注聚一体化的结构设计,可以直接携带配聚心下井,无需投捞死心子,降低了施工成本,提高了施工效率。空心单管分层注聚工艺在孤岛油田现场试验6口井,施工成功率100%。     

大庆油田三类油层聚合物驱现场试验

大庆油田聚合物驱工业化推广应用历经12年,聚合物驱技术得到快速发展,形成了系统完善的油藏工程配套技术.聚合物驱对象逐步由主力油层转向二类油层,为了积极探索三类油层的提高采收率方法,大庆油田分别在萨南、萨中、萨北开发区,对葡萄花、萨尔图、高台子油层开展了三类油层聚合物驱现场试验.研究分析结果表明,在一定井距条件下,三类油层可以实现低分子量聚合物的连续注入;聚合物驱在三类油层中的应用,见到了一定的增油降水效果,中心井区综合含水平均下降幅度为5～7个百分点;聚合物驱过程中,表外储层没有得到有效动用,表内储层动用厚度没有明显增加;通过对比分析不同注聚参数条件下的储层动用状况认为,三类油层聚合物驱更适合采取低分子量、相对高浓度的注入方式;从各试验区的总体效果来看,大庆油田三类油层应用聚合物驱技术,预计可提高采收率5个百分点以上.     

大庆油田注聚井解堵增注技术

大庆油田聚合物驱三次采油过程中，随着聚合物注入体积的增加，注聚井堵塞问题日益突出。主要表现是：注入压力高、达不到配注、间歇注入等，严重影响聚驱效果。注聚井解堵增注技术分析了聚驱注入井注入压力上升的主要原因及注聚井堵塞规律，并根据注聚井近井地带堵塞物的成分分析，研制出新型注聚井解堵剂配方；为减少注聚井解堵后因聚合物的再吸附而重新堵塞，研究了注聚井油层保护技术，形成了既能防止聚合物在油层孔隙表面的再吸附，又能通过竞争吸附将吸附在油层孔隙表面的聚合物驱替掉的油层保护剂配方。该技术现场试验22口井，从解堵施工到油层保护等方面技术完善配套，现场试验取得了明显的效果。     

三元复合驱单管多层分注技术

大庆油田三元复合驱注入过程中,尽管采取了单井个性化注入方案,油层动用程度有所提高,但是由于采用笼统注入方式,动用状况仍然差异较大,有近20%的油层不能得到动用,并出现了沿高渗透油层三元体系突破现象,大大影响了驱油效果.由于三元体系的特殊性,原有的聚合物驱分注工艺存在剪切降解率高、管柱易结垢、堵塞等问题,不能满足三元复合驱分层注入工艺要求.为此,针对三元复合体系的特点进行了三元复合驱分层注入技术研究,通过调节偏心配注器上的节流元件来改变注入压力,控制高渗透层注入量,加强中、低渗透层注入量,在井口同一压力下实现三元复合驱多层分注.介绍了该分注技术的工艺原理、管柱结构,水力特性试验及现场试验效果.现场试验表明,分注后注入剖面得到明显提高,三元复合体系低效无效循环状况得到改善.     

聚合物驱井下单管多层分注工艺

为改善聚驱井层间层内吸聚差异大的问题,开展了聚合物驱井下分层配注工艺研究,通过实验分析、结构优选,将连续扩缩管结构和同心配注器结构结合,研制了低剪切配注器等分注工具和配套的投捞测试仪器,实现了聚合物驱井下单管多层分层配注,分注层数达3层,在单层流量180 m3/d时,可以产生3.6 MPa以上的压降,使聚合物剪切降解率小于6%,分层密封压力达25 MPa以上,投捞调配负荷小于4 kN。现场应用该技术,可减少聚合物溶液沿高渗透条带突进现象,使差油层得到很好动用,注聚剖面得到有效调整,改善聚合物驱开发效果。     

聚合物驱偏心分质注入技术

大庆油田主力油层聚驱结束后,聚驱驱替对象已转向渗透率更低、层间差异更大的二、三类油层,分注技术面临着新的矛盾。高渗透率油层需要控制注入量,同时要降低粘损率;低渗透油层要适当降低相对分子质量和粘度,以保证不堵塞油层又有足够的注入速度。为此,研究了聚合物驱偏心分质注入技术,可实现对分层相对分子质量、注入量的双重调节,并在注聚区块开展了现场试验,见到了明显效果。     

注水油藏聚合物驱开发的增油措施

河南油田某聚驱断块,其油层非均质性严重,平、剖面矛盾突出,注聚开发过程中注入液单层指进和平面失调现象突出,油井聚窜严重,影响聚合物驱效果;通过注聚过程中的二次调剖、油套分注、适时合理动态调配,改善平、剖面矛盾,结合油井堵水等有效措施,提高了聚合物驱开发效果.如某井聚驱累计核实增油1.8178×104t,吨聚合物换油16.99 t,采收率由2007年的0.52%提高到目前的0.94%,提高了0.42个百分点,并提出了行之有效的建议.     

孤岛油田中一区聚合物驱后油层的波及状况

聚合物驱提高原油采收率的主要机理是扩大波及系数,聚合物驱后油层波及状况的研究是聚合物驱效果评价和进一步提高采收率的基础。文章结合油藏数值模拟和密闭取心井资料对孤岛油田中一区聚合物驱后油层平面、层间、层内的波及状况进行了系统研究。结果表明,聚合物驱可有效地提高油层的动用状况,扩大平面波及系数,减小层间差异,使层内纵向动用更加均匀。