HJ油田侏罗系油藏聚合物微球调驱技术矿场实践

HJ油田侏罗系油藏经过几年的开采,部分区块已进入中高含水期,为了保证油田稳产、提高油藏采收率,通过室内填砂管实验研究了聚合物微球类型、浓度及注入量对封堵效果的影响,在HJ油田侏罗系油藏开展了聚合物微球深部调驱试验。研究结果表明,注入0.3 PV的浓度5000 mg/L的WQ100型聚丙酰胺类纳米级聚合物微球(初始粒径约0.1μm,膨胀倍数5数20倍)可使物性与HJ油田侏罗系油藏相似的填砂管的渗透率降低85%以上。HJ油田侏罗系油藏延7层L242区和延9层L141区的聚合物微球调驱矿场试验结果表明:WQ100型聚合物微球对储层渗透率处于6×10-3数9×10-3μm2的井组的调驱效果较好,渗透率高于该范围井组封堵作用不明显,物性较差、水井油压接近系统压力井组不适宜于开展微球调驱。     

低渗油藏用聚合物微球/表面活性剂复合调驱体系

针对低渗油藏多发育微裂缝、非均质性严重、水窜严重,常规调驱技术难以发挥有效作用的难题,对实验室自制的聚合物微球(聚丙酰胺类微球)/表面活性剂(烷醇酰胺型表面活性剂)复合调驱体系展开研究。在复合调驱体系配伍性评价的基础上,优化了复合调驱各段塞的注入参数,评价了复合调驱体系的驱油性能。结果表明：聚合物微球与表面活性剂具有良好配伍性,最优的复合注入体系为0.4 PV聚合物微球溶液(2000 mg/L)+0.3 PV表面活性剂溶液(2000 mg/L),在水驱基础上平均提高采收率幅度达15%以上。聚合物微球/表面活性剂复合调驱技术在裂缝性低渗油藏中具较强适应性。     

纳米微球与表面活性剂复合调驱体系研究与应用

针对高温高盐低渗透油藏注水开发中出现的含水率高、采收率低以及常规表面活性剂驱等措施难以发挥有效作用的问题,提出将耐温抗盐型纳米微球SQ-5和新型阴-非离子表面活性剂FA-2相结合的复合调驱技术,采用纳米微球/表面活性剂复合调驱体系来提高低渗透油藏水驱后的采收率。室内评价了复合调驱体系的性能,并优化了纳米微球和表面活性剂的注入参数。结果表明,纳米微球和表面活性剂均具有良好的耐温抗盐性能,在温度为120℃、矿化度为257300 mg/L时仍具有良好的性能;复合调驱体系的最佳注入参数为0.5PV的纳米微球溶液（1500 mg/L）和0.5 PV的表面活性剂溶液（1000 mg/L）;单独表面活性剂驱体系和复合调驱体系能在水驱的基础上分别提高采收率为12.43%和27.28%,可以看出,复合调驱体系取得了更好的驱油效果。矿场试验结果表明,调驱后注水井压力升高,对应油井产油量上升,含水率下降。说明纳米微球/表面活性剂复合调驱技术适合在高温高盐低渗透油藏中应用。     

非均质油藏聚合物微球-表面活性剂复合调驱体系

为了进一步提高非均质油藏水驱开发后的采收率,将聚合物微球与表面活性剂相结合,研发出一种适合非均质油藏的聚合物微球-表面活性剂复合调驱体系.文中对聚合物微球和表面活性剂的最佳注入质量浓度和注入量分别进行了评价,并在此基础上开展了三层非均质岩心驱油实验.研究结果表明:聚合物微球JWQ-11具有良好的膨胀性能和封堵性能,当JWQ-11质量浓度为2000mg/L、注入量为0.3 PV时,对不同渗透率岩心的封堵率均在90％以上;表面活性剂SGS-Ⅱ具有良好的界面活性和驱油效果,当SGS-Ⅱ质量浓度为2 500 mg/L时,油水界面张力降低至10-3mN/m数量级,当其注入量为0.3 PV时,低渗岩心水驱后采收率提高12.0百分点以上;水驱后,聚合物微球-表面活性剂复合调驱体系和后续水驱总共提高采收率24.2百分点.现场应用结果表明:W31井组实施聚合物微球-表面活性剂复合调驱措施后,注入井高渗层吸液量下降,低渗层吸液量增大,生产井日产油量提升1倍以上,含水率明显下降,达到了良好的增油效果.     

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     

交联聚合物微球-聚合物复合调驱注入参数优化设计

针对渤海S油田聚合物驱后吸水剖面改善不明显、油井含水无明显下降等现象,采用交联聚合物微球-聚合物复合调驱技术进行物理模拟实验,研究复合体系组成、驱替速度、注入量等对驱油效果的影响,并优化了复合体系注入参数。研究表明,在复合体系总浓度为1 750 mg/L的前提下,体系中交联聚合物微球的浓度越大,采收率提高幅度越大,交联聚合物微球浓度在400~100 mg/L、缔合型聚合物浓度在1 350~1 650 mg/L范围内,都能取得较好的增油效果;交联聚合物微球-聚合物复合体系驱较单纯聚合物驱可以提高采收率8%~11%。复合体系驱替速度在3.5 m/d左右、注入量为530 mg/L·PV左右时,交联聚合物微球-聚合物复合调驱体系能较好地改善聚合物驱效果。图7参10     

孔喉尺度弹性微球调驱影响因素

为了进一步表征孔喉尺度弹性微球的调驱效果,通过填砂管驱替实验,研究了微球粒径与岩心孔喉直径之比、驱替速度、微球质量浓度对调驱效果的影响。结果表明:微球封堵率和最大变形运移压力梯度随微球粒径与孔喉直径之比的增加先增大后减小,随驱替速度的增加而减小,随注入微球质量浓度的增加而增大。当微球粒径与孔喉直径之比为1.4～1.5时,调驱效果较好;当微球粒径与孔喉直径之比为1.42时,微球封堵率和最大变形运移压力梯度均达到最大,分别为90.4%和0.1MPa/m;当驱替速度大于5m/d时,驱替速度对微球封堵率和最大变形运移压力梯度的影响变小。在矿场条件下,近井地带驱替速度大,远井地带驱替速度小,微球可以顺利运移至远井地带,到达油藏深部并形成有效封堵,实现深部调驱。当微球质量浓度大于1500mg/L后,随微球质量浓度增加,封堵率的增加幅度变小。     

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。     

中原油田文25东块聚合物微球调驱研究与应用

针对中原油田高温高盐油藏开发后期的剩余油挖潜,提出了聚合物微球深部调驱的技术设想。通过调整水相比、交联剂比例和耐温抗盐单体共聚,研制出了适用于文东试验区孔喉尺寸及油藏特征的系列调驱微球;在高温高盐油藏条件下,评价了微球的膨胀性能、抗剪切强度和稳定性;采用均质和非均质填砂模型,模拟了微球质量浓度、注入量和注入模式对调驱效果的影响。在文25东2个层系9个井组进行了微球调驱试验,通过＂PI技术＂的动态调整,共注入各类调驱微球276.47 t,总体达到了升高注入压力、提高波及体积和明显增油的目的。通过微球调驱,区块自然递减显著下降,油田稳产基础进一步得到增强。     

聚合物微球有效作用距离对调剖效果的影响——以高浅南油藏为例

为研究非均质油藏采收率与聚合物微球运移距离的关系,优化微球注入量,利用三层非均质岩心开展不同微球注入量下的驱油、调剖实验。实验结果表明:对于非均质性较强的油藏,采用聚合物微球调剖效果显著,采收率提高幅度随微球注入量增加而增大;微球的运移倾向于优先进入高导流能力的水窜通道,在大孔道孔喉处实现聚并、架桥封堵,可有效提高后续驱油剂波及体积;微球在油藏中的运移距离对提高采收率效果影响很大,只有当微球运移至油藏深部(深调)时,才可充分发挥其调剖作用。根据高浅南油藏条件,为保证微球能够发挥深调效果,只需注入微球0.20 PV(PV为高渗层孔隙体积)。微球深调-强乳化剂驱复合技术比较适用于高浅南油藏,应用该技术可在表面活性剂驱基础上再提高采收率17.88百分点以上。     

聚合物微球在延长油田特低渗油藏的研究与应用

延长油田储层属于特低渗低孔、且部分裂缝发育,含水上升快,开采难度大。为此,通过实验搅拌法制备不同浓度的聚合物微球,从搅拌速度、反应温度、交联剂浓度、水解度等几个方面进行微球影响因素分析,并在此基础上开展封堵性能及驱油性能评价实验研究。实验结果表明,注入微球浓度为3 000 mg/L,注入倍数0.5 PV时,残余阻力系数和封堵率均较高,封堵能力较好,含水率最大下降幅度为28.8%,采收率提高22.7%。矿场试验应用表明,投入产出比1.00∶1.21,具有较好的调驱效果,对类似油藏开发提供了一定的借鉴意义。     

聚合物微球与本源微生物的协同驱油效果

为深入研究聚合物微球与本源微生物驱油技术在低渗裂缝性油藏的协同驱油效果,研究了聚合物微球对岩心的封堵性,微生物与油藏温度、地层水的配伍性,聚合物微球对菌种繁殖能力影响,并进行了微生物驱和"聚合物微球/复合微生物"驱实验。研究结果表明:聚合物微球在低渗岩心中具有较好的注入性,随着聚合物微球在低渗岩心中运移的深入,产生逐级封堵效果。优选的微生物在目标区块储层能很好地生产繁殖,聚合物微球具有良好的协同配伍性,聚合物微球的加入不会影响微生物的繁殖。单独实施本源微生物驱油,油水界面张力可降低47%,驱油效率比水驱提高6.91%;"聚合物微球/复合微生物"驱油体系的驱油效率比水驱提高10.05%,满足了安塞油田王窑区块低渗裂缝油藏的矿场调驱需要。图6表3参17     

垦632块强非均质高温油藏聚合物微球注入设计

对聚合物微球技术在强非均质高温油藏的应用进行了探讨。针对研究试验区块温度98℃,注入水矿化度16380mg/L,平均渗透率932×10-3μm2,渗透率差异较大(高渗透率8μm2,低渗透率8μm2)的特点,设计了2种尺寸的微球。采用聚合物微球复合表面活性剂调驱体系注入模式,分5段塞注入。双管物模试验表明采用以上设计岩心封堵率高,提高原油采收率效果显著。相匹配的微球设计及合理的注入设计使聚合物微球调剖技术成为强非均质高温油藏高含水期调剖堵水的有效技术。     

纳米聚合物微球/表面活性剂复合调驱体系评价及应用

针对长庆低渗透油藏特点,提出聚合物微球/表面活性剂复合调驱提高采收率技术。以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-巯基苯甲酸、过硫酸铵、亚硫酸氢钠等为原料制备聚合物微球,以烷醇酰胺聚氧乙烯聚醚磺酸盐与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺为原料制得表面活性剂。研究了表面活性剂和表面活性剂/聚合物微球混合液的油水界面张力,考察了聚合物微球与混合液的调驱性能,优选了复合调驱注入方式,并在安塞油田进行了现场应用。结果表明,聚合物微球初始粒径为50～300 nm,具有水化膨胀特性,膨胀倍数为20～100倍。微球在水化膨胀过程中产生聚集特性,分散性、球形度均较好,且粒径呈高斯正态分布。表面活性剂适宜用量为3 g/L。聚合物微球加入表面活性剂后混合液黏度增大,微球分散相颗粒屏蔽了表面活性剂的界面活性以及形成胶束的能力,导致油水界面张力降幅变小,不利于表面活性剂驱油。聚合物微球溶液对岩心的封堵性较好,微球质量浓度大于4 g/L时的封堵率约80%。体积比为1∶1的聚合物微球与表面活性剂段塞式注入岩心的驱油效果好于二者混合式注入。该体系在安塞油田现场的应用效果显著,累计增油3576 t。     

用于双河油田 95℃油藏的双分散调驱体系性能评价

为获得适合高温、中低渗透油藏条件的调驱体系,将与地层孔喉直径相匹配的聚丙烯酰胺类(TS-1)微球与耐温抗盐聚合物KYPAM-10混配制得双分散体系,研究了TS-1微球的悬浮性、双分散体系的热稳定性、封堵性和调剖性能。结果表明,TS-1微球在双分散体系中的悬浮性良好;聚合物和TS-1微球的配伍性较好,在95℃烘箱老化180 d后的体系黏度保留率大于80%;随老化时间延长,微球粒径略有增加。双分散体系的注入性和运移性良好,对岩心的封堵率和残余阻力系数大于单一微球体系。在双管并联岩心中注入0.5 PV双分散体系(1500mg/L KYPAM-10+500 mg/L TS-1微球),低渗岩心分流率从20%增至60%,有效地改善了低渗岩心吸水能力。双分散体系驱油效果较好,可在水驱基础上提高采收率24.15%,比单一聚合物驱提高采收率5.78%,可用于双河油田95℃油藏的调剖驱油。     

提高稠油油藏水驱开发效果研究

针对陈家庄油田陈25块原油粘度较大、水驱效率低的特点,室内实验优选了一种降黏体系。通过仪器测试和模拟油藏条件,开展了流度比和岩心水驱实验。实验结果表明,降黏体系浓度600 mg/L,水溶液黏度提高8.2倍;降黏体系浓度400 mg/L,地层条件下原油降黏率达到53.6%。体系浓度600 mg/L,水驱后注入降黏体系0.5PV,可提高驱油效率18.7%。注入降黏体系后,驱替压力明显上升。注入时机越早,提高水驱效果越明显。     

F1断块E1f2^3聚合物微球调驱先导试验研究与应用

聚合物微球调驱是中低渗油藏高含水开发后期提高采收率的一项技术。在Fl断块F4-F9井组开展了聚合物微球调驱先导试验。通过室内岩心实验,筛选了与油藏匹配的聚合物微球,利用油藏数值模拟技术,进行了调驱参数的敏感性评价;通过效果预测指标对比,优化设计了调驱方案。现场聚合物微球调驱试验中,Fl断块的开发效果得到了初步改善,个别对应油井初步见效。     

高温高盐油藏聚合物微球-CO2复合驱的适应性

高温高盐非均质油藏调剖困难,高含水期无效水循环严重。本文以二乙烯苯、丙烯酰胺为单体,采用乳液聚合方法通过调整脱水山梨醇油酸脂的量制备了粒径为2.89数57.05μm的聚(二乙烯苯-丙烯酰胺)耐温耐盐微球。考察了合成聚合物微球的表面形貌、热稳定性、在水中的分散性、膨胀性及长期热稳定性,并进行了注入封堵性实验和驱替实验。研究结果表明:聚(二乙烯苯-丙烯酰胺)微球的耐温可达370℃,在2.69×10~5mg/L矿化度水中具有良好的分散性能,90℃下粒径为10.81μm的聚合物微球24 h后膨胀率为12.85%,且具有长期热稳定性。在高温高盐环境下,粒径为10.81μm的聚合物微球在渗透率1700×10~(-3)μm~2的岩心中有良好的注入性和封堵性;水驱后,微球调剖+CO_2驱的注入方式能更高效发挥微球的"调"和CO_2"驱"的作用,驱油效果优于直接CO_2驱和微球调剖+水驱,可以在高含水期提高原油采收率22.65%,高温高盐非均质油藏高含水期有必要进行"聚合物微球调剖+CO_2驱"复合作业来提高采收率。图22表2参29     

微球/表面活性剂复配调驱体系的优选与评价

为改善西达里亚油藏水驱后开发效果,进行了新型调驱研究。将不同质量浓度微球Z10与表面活性剂SA及A37进行复配优选,对优选出的复配调驱体系进行封堵和分流特性评价,并进行了不同体系间的提高采收率效果对比。实验结果表明:适宜的复配情况为0.3%Z10+0.25%SA,此复配调驱体系具备良好的深部封堵性能,阻力系数呈波动式上升,最高可达到8,并且能不断地调和高、低渗透层,发挥选择性封堵及液流转向的作用,适用于非均质性油藏。此外,复配调驱体系能同时发挥微球"调"和表面活性剂"洗"的作用,增油降水效果明显,阶段采收率达18.27%,其驱油效率高于单独微球及表面活性剂驱。     

砾岩油藏弱凝胶调驱的注入参数优选

克拉玛依油田砾岩油藏众多,该类油藏具有特殊的孔隙结构,对弱凝胶调驱技术提出了新的要求,尤其对注入参数优选方面的研究很少。针对七中区克上组砾岩油藏条件,通过物理模拟实验和数值模拟技术相结合,研究了弱凝胶的主剂浓度、段塞尺寸、注入量、段塞组合方式等对采收率的影响规律,并优选出实现较高采收率时的最佳参数,即主剂浓度为1100mg/L,段塞尺寸为0.30倍孔隙体积,注入量为400mg/L·PV,段塞组合方式应采用高浓度前置段塞、高浓度主体段塞和低浓度后续段塞。