三元复合体系驱油性能的动态变化及其对 采收率的影响

三元复合体系渗流过程中,聚合物的剪切降解和表面活性剂的吸附、滞留等导致体系驱油性能动态变化,影响其到达油藏深部的实际驱油能力。为了探讨驱油过程中复合体系性能的变化及其对复合驱采收率的影响,考察了渗流速度和运移距离对三元复合体系黏度的影响及体系油水界面张力在运移方向上的动态分布特征,研究了复合体系性能变化对采收率的影响。结果表明,渗流速度和运移距离对三元复合体系黏度和油水界面张力的影响较大。随渗流速度的增大复合体系黏度显著降低,渗流速度大于10 m/d时体系黏度变化较小;复合体系的剪切降解主要发生在注入端或近井地带,到达模型或油藏深部后运移距离的增大不会造成体系黏度的显著降低;复合体系界面张力随运移距离的增大显著升高,注入量较小时仅能在注入端或近井地带形成超低界面张力,注入量达到3.0 PV时可在填砂模型深部形成超低界面张力;渗流过程中复合体系界面张力对体系驱油能力的影响较黏度的影响更为显著,使复合体系达到油藏深部后仍保持超低界面张力是复合驱提高采收率的关键之一。     

ASP体系在大庆二类油层中的色谱分离现象及其对采收率的影响

ASP体系在二类油层中运移不同距离时,体系的黏度和及其与原油间的界面张力等均会发生变化。本实验采用不同长度的人造岩心(10、20、30、60和80 cm)来模拟ASP体系在油藏中的运移距离,通过测定各组实验产出液的黏度及其与原油间界面张力,分析ASP体系运移不同距离时体系性能的变化及其对采收率的影响。实验结果表明,随着ASP驱油剂运移距离的增大,复合驱采收率逐渐降低,且在近井地带附近采收率降低的幅度较大。复合驱采收率受复合体系的黏度和其与原油界面张力影响,在0~30 cm运移范围内,由于超低界面张力和较强流度控制能力的综合作用,驱油剂在油藏中的波及体积和驱油效率较大,复合驱采收率和最终采收率较高;当运移距离大于30 cm时,由于界面张力值迅速升高,其对采收率的贡献较小,此时体系的黏度在驱油过程中起着主导作用;复合驱采收率随着驱油剂相对注入量的增大而增加,适当地增大ASP驱油剂的相对注入量可有效的提高大庆二类油层的采收率。     

微生物与三元复合驱结合提高采收率研究

大庆油田稠油酸值低,影响三元复合驱的应用效果,为了进一步提高稠油采收率,提出微生物与三元复合驱结合的开发思路。进行了菌种作用后稠油性质的变化、作用后稠油对三元体系界面张力的影响、菌液注入拌气比例及微观模型驱油和物理模拟驱油实验等研究,结果表明,微生物作用后稠油性质得到改善,流动性变好,作用后稠油酸值较未作用稠油提高20倍以上,与三元体系界面张力进一步降低。室内物理模拟驱油实验表明,先注入0.05 PV菌液,再用三元体系驱替,比单独化学驱油采收率增加8.66%。应用微生物技术与三元复合驱结合的方法,可以进一步提高采收率,降低三元复合驱成本,为低酸值油藏提供一种?济有效的开采方法。     

别古庄油田京11断块油藏三元复合体系配方优化

针对华北别古庄油田京11断块油藏储集层黏土含量高（29%）、地层原油黏度低（11.0 mPa·s）、酸值低（0.28 mgKOH/g原油）、油藏温度低（54 ℃）、水驱采收率高（> 50%）等特点,优化出适合该油藏的三元复合体系:1 500 mg/L聚合物J4+3 000 mg/L表面活性剂ES+12 000 mg/L碳酸钠。开展了该复合体系热稳定性、老化、吸附等评价实验。结果表明,体系老化90 d和天然岩心砂三次吸附后,热稳定性较好（黏度保持率为50.6%）,仍能达到10-3 mN/m超低界面张力。采用高低渗透率双管模型,开展了老化前后复合体系驱油实验对比研究。在综合含水90%时,改注0.3 PV未老化复合体系,综合采收率提高31.1百分点;改注0.3 PV老化90 d后的三元复合体系,综合采收率提高22.2百分点,比老化前降低8.9百分点,说明三元复合体系老化后对驱油效果有较大影响。分析发现体系老化后黏度降低较多、界面张力升高,是导致驱油效率下降的原因。研究结果对今后体系优化具有一定指导作用,体系优化中分别测定不同体系老化前后的黏度和界面张力,根据其变化情况即可最终优化出较佳的复合驱油体系。     

30 m填砂管中复合驱油体系特性对驱油效率的影响

为更加准确地模拟油藏在长时间、大距离条件下的驱油过程,建立了一套长30m的驱油物理模型,通过分析驱油过程中沿程压力变化来考察驱油效果。实验结果表明,从注入ASP驱油剂开始计算,注入0.5PV时,ASP的作用才开始显现,0.9PV时的效果最好,1.4PV后效果开始消失;界面张力仅在较短的时间含油较少的前10%距离内能够达到超低状态,为采出程度的提高所做的贡献仅为7.7%。可见,超低界面张力所作出的贡献是有限的;驱油效率较高时,整个长填砂管中的黏度保留率相对较高,且黏度保留率最高值所处位置残余油饱和度也较高,为驱油效率的提高做了主要贡献。可见,超低界面张力状态并不是采收率提高不可或缺的因素,黏度及其保留率的作用是至关重要的。     

大庆油田X区块三元复合驱采出规律研究

以大庆油田三元复合驱工业化区块为研究对象,应用矿场统计、数值模拟方法量化了三元复合驱中影响毛管准数的黏度和界面张力,分析了采出液化学剂、离子浓度变化规律。结果表明:三元复合驱技术能大幅度提高原油采收率19.58个百分点;油层中用于参与驱替的三元复合体系黏度只有初始黏度的30%~45%;化学剂运移30%的井距时,可保持较好的界面活性,运移至采出井处,三元复合驱体系界面张力大部分跃升至10-1 m N/m以上,对驱油效率的贡献减弱;三元复合驱化学剂见剂顺序为聚合物、碱、表面活性剂,见剂时间分别为注入孔隙体积倍数的0.12、0.45和0.56。     

河南双河油田90℃以上高温油藏二元复合驱实验研究

针对河南双河油田Ⅵ油组90℃以上高温油藏条件,提出了由表面活性剂SH7与聚合物1630S组成的适合该油藏条件的SP二元复合驱油体系,研究了该二元驱油体系的界面性能、乳化性能、热稳定性能、抗吸附性能及驱油性能。结果表明,SP二元复合驱油体系(1630S浓度1500 mg/L)在SH7浓度高于500 mg/L时油水界面张力可达10~(-3)mN/m超低数量级,SH7浓度高于1000 mg/L后,界面张力可达10~(-4)mN/m数量级,且在30 min内即达到超低。组成为1500 mg/L 1630S+2000 mg/L SH7的SP二元复合体系的乳化性能良好,油水比为7∶3时乳状液黏度是SP二元复合体系的7倍以上。该SP二元复合体系的抗岩心吸附性能良好,在经历五次吸附后,油水界面张力仍可达8.82×10~(-4)mN/m。当体系中氧含量低于0.8 mg/L时,聚合物及SP二元复合体系的长期热稳定良好,95℃下老化180 d后的体系黏度仍高于初始值,油水界面张力可以保持在10~(-4)mN/m数量级。均质岩心驱油实验结果表明,水驱后注入0.606 PV的SP二元复合体系,在水驱(采收率42.26%)基础上可提高采收率22.16%,较同等条件下的聚合物驱高出6个百分点。三倍渗透率级差层内非均质岩心驱油实验结果表明,SP二元复合体系的最佳段塞尺寸为0.6 PV,在水驱基础上提高采收率16.23%。     

化学驱储层内驱油剂性能及其变化规律

三元复合驱化学驱油剂在储层内滞留和由此引起的色谱分离现象等问题是石油科技人员十分关心的问题。依据矿场实际需求,以大庆喇嘛甸油田储层地质和流体为研究对象,首次在18 m长含天然油砂人造岩心上开展了强碱三元复合驱过程中储层内驱油剂性能及其变化规律实验研究。结果表明,与聚合物相比较,碱和表 面活性剂相对分子质量小,不可及孔隙体积较小,波及体积较大,滞留量较大,突破时间较晚,导致三者间出现色谱分离现象,进而减弱三元复合驱油的协同效应。在强碱三元复合体系注入过程中,当注入段塞尺寸达到0.482～0.543 PV时,整个岩心长度区域内油水界面张力可以达到10^-2mN/m数量级,局部区域可以达到10^-3 mN/m。三元复合体系在岩心内传输运移过程中,因聚合物分子线团尺寸受到孔隙剪切作用而减小,溶液黏度从注入端到采出端逐渐减小,采出端黏度损失率高达69%。后续水驱结束时,岩心内残余油饱和度和表面活性剂滞留量从注入端到采出端逐渐减小,出口端处残余油饱和度58%,表面活性剂滞留量0.6462 mg/g。图12 参20     

界面特性表征驱油剂对采出液稳定性的影响

针对三元复合驱不同驱油剂对采出液稳定性的影响问题,通过室内破乳脱水实验及油水界面张力、zeta电位、黏度等参数,研究了不同驱油剂对三元复合驱采出乳状液稳定性的影响。结果表明:单一的碱和表面活性剂能够降低油水界面张力、增加zeta电位,从而减少脱水率、增强稳定性;聚合物则主要是增加zeta电位和体系黏度从而脱水率减少,稳定性增强;当多种驱油剂共同存在时乳状液成分复杂,乳化严重,乳状液更加稳定。因此可通过界面特性参数找出三元复合驱驱油剂对采出液稳定性的影响变化规律,为油田现场提供合理的驱油药剂。     

化学复合驱技术研究与应用现状及发展趋势

近年来化学复合驱技术应用基础研究及现场试验得到了长足发展。国内采用低浓度复合驱体系,通过碱、表面活性剂的协同作用,降低油水界面张力达到超低数量级,同时采用抗盐聚合物使污水配制驱替液黏度达到要求,三元复合驱或二元复合驱具有提高驱油效率和扩大波及体积双重作用。大庆油田三元复合驱先导性试验和工业化试验提高采收率幅度达到18.6%～26.5%,复合驱进入工业化推广应用阶段,在复合驱试验过程中逐步形成了系列配套技术。复合驱存在的主要问题为强碱引起的检泵周期较短和采出液处理难度大、成本高。国外复合驱技术早期主要采用表面活性剂胶束-聚合物驱,由于成本高未能推广应用,近年来随着油价上涨,开始研究低浓度复合驱体系。国外采用化学驱的油藏大部分为高温高盐油藏,瓶颈技术为耐温抗盐驱油剂的研制。     

大庆油田三元复合驱驱油效果影响因素实验研究

通过岩心物理模拟实验及微观驱油实验,分析了界面张力、三元体系粘度、乳化油滴产生及岩石润湿性对三元复合驱驱油效果的影响规律和影响机理。研究结果表明,油水间平衡、动态界面张力大幅度降低可有效提高三元复合驱驱油效率,进行三元复合驱时,油水界面张力须降到10^-3mN/m数量级;增加体系粘度能够扩大三元复合驱的波及体积,水油粘度比大于2是三元复合驱提高采收率幅度达到20%的必要条件;乳化的油滴产生是三元复合驱提高驱油效率的主要形式,油水界面张力越低、驱替体系粘度越大,乳化油滴的产生能力越强,驱油效果越好;三元复合驱能够驱替亲油岩石表面的油膜,促进岩心润湿性由亲油向亲水转化。     

华北油田京11断块三元复合驱配方研究

针对华北油田京11断块油藏原油黏度低、酸值低、水驱采收宰高和储集层黏土含量高等特点，优选得到适合于该油藏的最佳低浓度弱碱三元复合体系：2SY重烷基苯磺酸盐表面活性剂(0．15%)／Na2C03(0．5%)／SY(1．5g／L)。采用实验方法，系统研究京11断块环境因素对该三元复合体系的界面张力性质、流交性以及表面活性剂和碱剂吸附损耗的影响，结果表明：该体系对矿化度、多价金属离子浓度变化以及稀释效应等环境因素影响的耐受性较强。物理模型驱油效率试验结果表明：在水驱至含水98%后，相继注入0．3倍孔隙体积最佳三元复合体系主段塞和0．2倍孔隙体积1．2g／L聚合物溶液保护段塞，可提高采收率21%以上。图3表6参7     

高浓度三元复合体系增油效果及其作用机理研究

本文分析了高浓度三元复合驱增油效果的影响因素和经济效益。结果表明,在驱油剂费用相同时,0.12%高分聚合物驱、0.3%非离子表面活性剂/0.25%超高分聚合物二元复合驱、1.2%碱/0.3%磺酸盐/0.25%超高分聚合物三元复合驱的采收率增幅分别为19.6%、15.9%、13.7%。在高浓度三元复合体系黏度相同的条件下,体系界面张力由8.10×10^-1降至5.73×10^-3 mN/m,采收率增幅由23.4%增至27.7%。当三元复合驱黏度由36.8增至134.4 mPa·s时,采收率增幅由18.5%增至32.9%;当段塞尺寸由0.095增至0.475 PV时,采收率增幅由15.6%增至30.7%,但采收率增幅差值逐渐减小。在药剂费用相同的条件下,“聚合物前置段塞+三元主段塞+三元副段塞+聚合物保护段塞”组合的采收率增幅较大（33.8%）。从技术和经济效益方面考虑,推荐三元复合体系聚合物浓度范围为0.2%～0.25%,段塞尺寸为0.380～0.475 PV。对于非均质比较严重的油藏,与驱油剂洗油作用相比,其扩大波及体积作用对采收率的贡献较大。     

对超低界面张力泡沫体系驱两个关键问题的讨论

针对大庆油田进行的超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验注气量不足的情况,讨论了试验是否形成泡沫及究竟提高多少采收率的重要问题。通过对试验发泡条件及试验与三元复合驱、天然气驱的动态反应差别,即超低界面张力泡沫体系驱注入压力、吸液指数、产液指数、地层压力的变化幅度都大大高于三元复合驱;注采压差大幅度增加;其注气压力大大高于天然气驱时的注气压力及气窜现象得到抑制等问题的讨论,得出超低界面张力泡沫体系驱矿场试验在油层中形成了有效的泡沫的认识,该试验已提高采收率22．04％,超过了三元复合驱提高采收率的幅度,根据试验动态预测最终可比水驱提高采收率25％左右。     

葡北低渗透油田三元复合驱室内实验研究

对葡北油田开展三元复合驱室内实验研究时,应用大庆长垣北部油田三元复合驱配方不能满足葡北的油藏条件。对此应用复合碱改善了复合体系与原油间界面张力,使用牺牲剂降低表面活性剂在油砂上的吸附损失达４０％以上,筛选出适合葡北油田的三元复合驱配方。天然岩心驱油实验结果表明：采收率比水驱提高１８％以上。此复合驱技术对今后外围低渗透油田开展复合驱具有指导作用。     

Cr3+聚合物弱凝胶调驱剖面变化规律及改善方法

采用分子内交联为主的Cr³⁺聚合物弱凝胶,通过“分注分采”岩心驱替实验研究调驱剂段塞尺寸、岩石渗透率和原油黏度对储层吸液剖面和产液剖面的影响。针对渤海油田LD10-1区块渐新统东营组进行了“堵/调/驱”实验。研究结果表明：①调驱剂段塞尺寸对注采两端液流转向和剖面返转时机没有影响,但超过0.3 PV后单位体积段塞尺寸Cr³⁺聚合物弱凝胶提高原油采收率增幅减小,随储层渗透率级差和原油黏度增大,注采两端液流转向时机延后,剖面返转时机提前;②“有机/无机”复合凝胶体系封堵高渗透率层、聚合物微球调控微观非均质性和稠油流度改善剂提高驱油效率等3种措施同时实施,可提高聚合物弱凝胶调驱后的采收率;③“堵/调/驱”组合提高采收率机理为：封堵优势渗流通道扩大非均质储层宏观波及体积、聚合物微球在变径孔隙或喉道处发生桥堵实现微观液流转向、高效驱油剂可进入未波及孔喉区域发挥降黏原油、降低油水界面张力和高效驱替等3种作用。     

双河油田Ⅴ_上单元复合驱配方室内研究

在逐一筛选出符合双河油田Ⅴ上单元油藏条件的单一驱剂的基础上,研究了单一驱剂浓度变化对复合体系性能的影响,筛选出了适合双河油田Ⅴ上单元油藏条件的二元、三元复合驱油体系配方,并评价了这两种体系的基本性能和驱油性能,两种驱油体系的界面张力均达到了超低的10-3 mN/m数量级。通过对比两种复合驱技术的优劣,推荐双河油田Ⅴ上单元进行三元复合驱较为合适。     

低碱三元复合驱油实验研究

针对三元复合驱体系在表面活性剂浓度一定的情况下，碱和聚合物浓度变化对体系粘度、界面张力有一定的影响，根据驱油效率实验，优选出三元复合驱体系中碱的最佳浓度范围。结果表明，就该实验所采用的三元复合体系。在考虑超低界面张力的同时，必须考虑体系的粘度，其超低界面张力并不是提高原油采收率的必要条件。