砾岩油藏聚合物驱微观机理研究

应用微观透明仿真刻蚀模型和平面填砂模型研究了砾岩油藏聚合物微观驱油机理。微观模型驱油实验结果表明，聚合物可驱替砾岩油藏喉道和孔道中的剩余油，不能驱出盲端剩余油；油的流动机理，在亲水模型中以剪切夹带为主，而在亲油模型中以拉丝、桥接为主。平面填砂模型聚合物驱实验中明显看到形成油墙，波及体积增加，水驱剩余油明显减少。6种平面填砂模型聚合物驱提高采收率程度不同，最终采收率有较大差别。砾岩模型的最终采收率低于砂岩模型，这是由于砾岩油藏中不流通孔道和盲端较多，残留在其中的油较多。砾岩模型的非均质性越严重，聚合物驱的效果越好。砾岩储层岩心颗粒均匀充填模型的聚驱采收率增值为10．56％，主流线两侧充填密度不同的、主流线充填密度较高的及均匀充填的3个以陶瓷颗粒模拟砾岩颗粒的填砂模型，聚驱采收率分别为9．95％，9．06％及8．87％。聚合物驱仍能用于水驱后的砾岩油藏。图14表1参12。     

砾岩油藏聚合物驱后二元和三元复合驱的优选

新疆克拉玛依油区七东区发育砾岩油藏,经聚合物驱后虽已进入高含水期,但仍具有较高的挖潜、开发、再利用价值。二元和三元复合驱是砾岩油藏聚合物驱后提高采收率常用的开发方式。利用柱状天然岩心进行室内物理模拟实验,分析对比聚合物驱后二元和三元复合驱的注入压力、含水率、采收率以及微观剩余油分布特征,优化选择砾岩油藏聚合物驱后的开发方式。实验结果表明:二元和三元复合驱的含水率和注入压力相差较小,三元复合驱的采收率略高于二元复合驱;通过紫外荧光显微镜观察二元和三元复合驱后的岩心薄片,分析微观剩余油分布类型,发现三元复合驱后的剩余油分布类型以粒间吸附状为主,容易堵塞渗流通道,开采困难;而二元复合驱后的剩余油分布类型以颗粒表面吸附状为主,对储层伤害较小,对后续开发影响较小。综合考虑采收率、施工成本和储层伤害等情况,最终优选二元复合驱作为研究区聚合物驱后的开发方式。     

砾岩油藏聚合驱提高采收率试验研究——以克拉玛依油田七东1区克下组油藏为例

利用室内试验方法对克拉玛依油田七东1区克下组砾岩油藏聚合物驱油配方进行筛选和评价.通过不同聚合物分子量、不同聚合物溶液浓度和不同聚合物溶液注入段塞大小等3组试验,确定了最佳的聚合物溶液浓度、合理的聚合物分子量和注入段塞大小.试验研究表明,砾岩油藏聚合物驱能够使采出程度得到明显提高.     

砾岩油藏孔隙结构与驱油效率

利用铸体薄片、X衍射、岩石物性、扫描电镜和压汞资料对克拉玛依油田六中区克下组储集层孔隙结构进行了全面分析,并采用聚类分析方法将储集层分为4大类(Ⅰ～Ⅳ)。分析了每一类储集层孔隙结构特征及其驱油效率。Ⅰ类储集层为大孔、中喉孔隙结构,孔喉分布相对均匀,连通性好,水驱油效率最高,平均为52%;剩余油主要以油斑形式赋存在孔隙壁上。Ⅱ类储集层为中大孔、中细喉孔隙结构,孔喉分布不均匀,局部发育大孔道,并存在微裂缝;水驱油过程中水窜严重,导致驱油效率较低,平均为42%;剩余油主要分布在细小孔道中。Ⅲ类储集层为中孔、中细喉孔隙结构,孔喉分布相对均匀,连通性好,水驱波及系数相对较高,水驱油效率高,平均50%;剩余油富集于小孔道及盲孔。Ⅳ类储集层为细孔、细喉孔隙结构,孔喉发育极差,次生孔隙和微裂缝发育,水驱波及效率低,驱油效率很低,平均为35%;剩余油主要以段塞形式分布在孔隙中。     

克拉玛依砾岩储集层微观水驱油机理

以克拉玛依油田六中区下克拉玛依组砾岩储集层为研究对象,从储集层特征分析和渗流机理研究着手,通过室内实验,研究砾岩储集层水驱油和渗吸过程中微观孔隙动用规律,分析孔隙结构与驱油效率关系,研究微观剩余油分布特征和长期水驱油对储集层孔隙结构的影响。研究表明：目前剩余油饱和度较高,但剩余油主要分布于小孔隙之中;水驱过程中,优先动用的是超大孔隙,对采出程度起主要贡献的是中大孔隙;渗吸过程中,优先动用的是小孔隙,对渗吸作用起主要贡献的是中小孔隙;孔隙结构是影响驱油效率和微观剩余油分布的关键因素;长期水驱后,孔隙中填隙物发生膨胀、分散、运移和溶蚀,大孔道增多,连通性变好,储集层微观非均质性进一步增强。图11表5参21     

砾岩油藏二元复合驱油体系各组分吸附规律

为揭示二元复合驱体系各组分在非均质性强、孔隙结构呈复模态的砾岩油藏中的吸附损失,研究了石油磺酸盐(KPS)/部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)二元体系在克拉玛依油藏砾岩岩心表面的静态吸附和动态滞留规律。结果表明,HPAM和KPS在单矿物和砾岩岩心表面的静态吸附量均随初始浓度的增加而增加并逐渐稳定;KPS在各单矿物表面的吸附量大于HPAM;由于物质组成和表面结构的差异,黏土矿物的吸附量高于骨架矿物。二元复合驱油体系(0.3%KPS+0.18%HPAM)各组分的静态吸附量与矿物活性中心的作用力强弱成正比。由于存在竞争吸附关系,二元复合驱溶液中HPAM与KPS在砾岩岩心表面的静态吸附量均小于单一组分的吸附量。HPAM与KPS在砾岩岩心表面的静态吸附量小于黏土矿物、大于骨架矿物,主要的吸附作用发生在黏土矿物表面。二元复合驱油体系中HPAM与KPS的动态滞留量与砾岩岩心渗透率呈负相关关系;受岩心比表面积及水对化学剂稀释解吸的影响,二元复合驱油体系中KPS的动态滞留量低于静态吸附量;受岩心孔隙结构及比表面积的影响,HPAM的动态滞留量小于静态吸附量。     

新疆砾岩油藏三元复合驱色谱分离现象研究

采用充填克拉玛依七中区克下组砾岩油藏去油砂、渗透率0.92~1.26μm2、直径1.8 cm、长120和90 cm的6个物理模型,在常温下注入0.4、0.6、0.8 PV三元复合驱替液(12 g/L碳酸钠 3.0 g/L石油磺酸盐KPS 1.2 g/L抗盐聚合物KY2500),再注水5 PV,定时测定流出液中碱、石油磺酸盐、聚合物浓度,绘制3种化学剂产出相对浓度C/C0~注入量曲线,列表给出3种化学剂的突破时间和C/C0=0.1时聚-碱、碱-表、聚-表产出时间差(均以流出液体积PV为单位)。结果表明该三元驱替液在填砂管中渗流时发生了色谱分离,聚合物先突破,碱随后突破,表面活性剂最后突破,产出时间差表明石油磺酸盐与聚合物、碱的色谱分离程度较严重,因此降低石油磺酸盐在地层中的损耗是减缓三元复合驱替液色谱分离的主要途径。在较长的填砂管中,渗流距离较长,色谱分离程度较严重;增大注入段塞尺寸可减小色谱分离程度。图6表2参9。     

高含盐油藏聚合物驱油实验研究

在目前国内通过的聚丙烯酰胺干粉制备工艺中，聚合物分子量的降低率达５０％以上，采用分子量较高的低水解度水溶胶型丙烯酰胺配制聚合物驱油剂并使用聚保物稳定剂，可以将高含盐聚合物溶液的粘度提高一倍以上，并使聚合物在抗盐性能，热稳定性能及抗机械剪切性能得到明显改善，从而为在高含盐地层中使用聚丙烯酰胺驱油提供了依据。     

复合驱油体系物理化学渗流机理研究

复合驱油体系内含有各种化学剂,这些化学剂与油层岩石间的相互作用及化学剂在各相中的分配与化学反应,都会影响到复合驱物理化学渗流的机理和规律.在前人研究的基础上系统的阐述了复合驱油过程中的物理化学作用和驱油机理;此外,将复合驱过程中的物理化学影响因素归纳为几个等效因素,可以将复合驱物理化学渗流方程归纳为带吸附作用的对流扩散方程.结果表明：复合体系在亲水和亲油多孔介质中的驱油渗流机理有很大的不同.亲水条件下,复合体系驱油的主要特征是原油被驱油体系夹带运移通过喉道;亲油条件下,复合体系驱油的主要特征是体系进入孔隙与原油形成油包水型乳状液,并可变形通过喉道.给出的渗流方程可用来预测化学剂的传输规律.     

不同化学驱油体系微观驱油机理评价方法

为了分析胜利油田应用的3种化学驱油体系的微观驱油机理,并对其非均质油藏的适用性进行评价,利用微观刻蚀模型润湿性7级控制方法和波驱贡献比分析方法,结合现场情况,借助微观模拟驱油试验,开展了不同润湿性条件、非均质性条件和不同驱替阶段的化学驱油机理研究,建立了利用波驱贡献比评价化学驱油体系微观驱油机理的方法。试验表明:聚合物和二元复合体系在非均质级差1:9模型试验中水驱后采收率提高不足10%,平均波驱贡献比小于1.5,扩大波及的能力弱,主要驱油机理无法发挥;在各组非均质渗透率级差模型试验中,新型非均相复合体系的平均波驱贡献比大于3,说明其在非均质条件下扩大波及的能力强,主要是凝胶颗粒间歇式封堵和转向式扩大波及共同作用的结果。微观运移特征和驱替方式研究及现场试验表明,聚合物驱后的非均质油藏实施非均相复合驱,可以大幅度提高驱油效率和波及系数。      

弱凝胶体系驱油油藏数值模拟研究

以弱凝胶的驱油理论和实验研究为基础，应用弱凝胶驱油油藏数值模拟器，成功地对大庆某弱凝胶试验区进行了油藏数值模拟研究，优选出该试验区块弱凝胶驱油的现场最佳实施方案，并分析了各种因素对弱凝胶驱油效果的影响，从而完善了弱凝胶驱油的理论和模拟方法。     

优化砾岩油藏水驱体系研究

与国内东部砂岩油田比较，克拉玛依砾岩油田具有沉积、构造复杂，宏观、微观非均质性很强。注水开发效果差的先天不足。多年来，通过油藏精细跟踪描述和三雏地震精细解释，逐步细化了油田内各油藏的精细地质模型和水驱模式，明确了剩余油分布规律。在采取调整、完善开发井网，多方式优化注水以及油水井配套措施后，建立了一套符合油藏实际，满足开发要求的油藏注入水驱压力系统，取得了很好的油藏开发效果。     

砾岩油藏水驱与聚合物驱微观渗流机理差异

砾岩油藏特殊的沉积环境导致储层孔隙结构呈现复模态特征,渗流系统以“稀网-非网状”流态为主,水驱与聚合物驱微观渗流机理及两者差异的研究成为油藏提高采收率的难点和关键。克拉玛依油田属于典型的砾岩油藏,选取实际岩心为研究对象,采用CT扫描技术研究了亲水和弱亲油岩石的水驱和聚合物驱微观驱替机理,并且在驱油效率影响因素分析的基础上,建立了2种驱替方式下砾岩油藏的最终采收率计算模型。实验结果表明：砾岩油藏亲水岩石水驱与聚合物驱渗流机理均以沿岩石表面“爬行”驱替为主,而弱亲油岩石则均以沿孔隙中部“突进”驱替为主,由于渗流机理的差异性,亲水岩石水驱后残余油主要在细喉道及孔隙交汇处赋存,聚合物溶液通过更强的剪切拖拽作用把这些残余油切割成许多小油滴,进而随着聚合物溶液顺利通过狭窄的喉道向前运动,以达到提高油藏采收率的目的;弱亲油岩石水驱后残余油主要以油膜形态及细孔道赋存为主,聚合物溶液以更强的剪切应力促使油膜通过桥接连通和形成油丝2种方式从颗粒表面被聚合物驱替带走。由于聚合物溶液与注入水溶液的性质存在本质差别,导致复模态的孔隙结构对聚合物溶液渗流和驱替的影响远小于水驱溶液。因此,针对2种不同润湿性的岩石,储层孔隙结构是水驱油效率的主控因素,物性和含油性的影响较小,而聚合物驱效果则与水驱后残余油饱和度具有较好的相关性,利用建立的模型可以有效地预测2个驱替阶段油藏的采收率。     

大庆油田三元复合驱驱油机理研究

从水驱后的残余油图象与三元复合体系驱替后的图象对比及残余油驱替过程入手,深入剖析了残余油在水驱和三元复合驱过程中的受力变化情况,阐明了各种残余油被三元复合体系驱替的内在原因：三元复合体系使油水之间界面张力降低和介质润湿性改变而引起的毛细管力和粘附力大大降低,甚至使毛细管力由阻力变为驱油动力,是三元复合驱驱替柱状残余油和簇状残余油的主要机理;三元复合体系降低粘附力和内聚力的作用是驱替膜状残余油的内在     

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。     

复合驱油体系物理化学渗流机理研究

复合驱油体系内含有各种化学剂,这些化学剂与油层岩石间的相互作用及化学剂在各相中的分配与化学反应,都会影响到复合驱物理化学渗流的机理和规律。在前人研究的基础上系统的阐述了复合驱油过程中的物理化学作用和驱油机理;此外,将复合驱过程中的物理化学影响因素归纳为几个等效因素,可以将复合驱物理化学渗流方程归纳为带吸附作用的对流扩散方程。结果表明:复合体系在亲水和亲油多孔介质中的驱油渗流机理有很大的不同。亲水条件下,复合体系驱油的主要特征是原油被驱油体系夹带运移通过喉道;亲油条件下,复合体系驱油的主要特征是体系进入孔隙与原油形成油包水型乳状液,并可变形通过喉道。给出的渗流方程可用来预测化学剂的传输规律。     

砾岩油藏驱油聚合物相对分子质量的选择方法——以七东1区下克拉玛依亚组油藏为例

根据岩心压汞资料,获得砾岩储集层渗透率与孔隙中值半径的关系,结合滤膜实验建立的不同聚合物相对分子质量与可通过孔隙尺寸的关系,建立了砾岩油藏驱油聚合物相对分子质量的选择方法。利用此方法研究后得出:七东1区克下组油藏驱油适选聚合物相对分子质量为2500×104的聚合物,该方法对其他砾岩油藏驱油聚合物相对分子质量的选择具有指导意义。     

适用于低渗透高矿化度油藏的新型聚合物弱凝胶驱油体系——以长庆油田陇东侏罗系油藏为例

针对长庆油田陇东侏罗系油藏渗透率低、地层水矿化度高等问题,研制出适合其特点的聚合物弱凝胶驱油体系,对其流变性、抗盐性、抗剪切性等进行了评价,并进行了岩心驱替实验.结果表明:在50℃条件下,质量浓度为1 500mg/L聚合物溶液的表观粘度由29.61 mPa·s增大到51.96 mPa·s;配制用水矿化度越高,体系粘度越低,但当矿化度达25 000 mg/L时,粘度在10 mPa·s以上;聚合物弱凝胶驱油体系溶液以0.1～0.8 cm/min的注入速度通过岩心,粘度保留率不低于75％;对于渗透率为450×10-3和63.7×10-3μm2的岩心,与注水相比,聚合物弱凝胶驱油体系的驱油效率分别提高了14.29％和16.67％.在HC油田的H2区6个井组实施了聚合物弱凝胶驱先导试验,吸水厚度由17.4m提高到19.5 m,动用程度由66.2％提高到67.4％,注水压力上升了5.1 MPa,注聚见效井20口,累积增油量为3447t.表明新型聚合物弱凝胶驱油体系是减缓低渗透油藏递减、改善吸水剖面、降低油井含水率的有效途径.