聚表驱后“在线调剖+聚表剂”提高采收率技术

为研究聚/表复合驱后接替技术,室内探索了"在线调剖+聚表剂"组合技术提高原油采收率可行性。结果表明,在线调剖可以充分利用聚/表复合驱后储层中存留的聚合物进行络合交联,针对聚合物浓度较高的高渗层可起到调剖封堵作用,扩大后续注入液波及体积。聚表剂增黏性能好,乳化能力强,对复合驱后局部富集剩余油、残余油形成有效驱洗。物模驱油实验动态监测证实,聚/表复合驱后利用"在线调剖+聚表剂"组合方式,阻力系数与残余阻力系数增加,采出液乳化现象明显,采收率提高9%,效果显著。     

聚表剂溶液的性能和驱油效果实验研究

针对葡北油田的油层特点和高含水开发阶段后期进一步提高原油采收率的要求,在室内进行了聚表剂性能评价,研究了水驱极限含水条件下聚表剂的合理注入参数和驱油效果.通过与普通中分聚合物进行对比发现,聚表剂具有低浓高黏和降低界面张力的能力.室内驱油实验结果表明,选定0.57 PV段塞情况下,聚表剂的驱油效果要比普通中分聚合物驱油效果好,水驱之后聚表剂驱油的采收率达到10%以上.结合葡北油层渗透率较低的实际情况,建议选用的体系黏度为30 mPa·s,此时Ⅲ型聚表剂相应的浓度为600 mg/L,注入段塞大小为0.57 PV,原油采收率的提高值为11.69%.     

大庆油田一类油层聚驱后聚表剂驱油技术

为了有效开发聚合物驱后近50％的地质储量,需优选一种既有调堵能力又有驱洗能力的驱油剂.聚表剂作为一元驱油剂具有黏度大、乳化能力强和深部调驱作用突出等多重优于聚合物的特性.室内驱油实验聚驱后聚表剂驱油可以再提高采收率9.9％.2008年在大庆油田萨中开发区一类油层聚驱后开展了150 m和106 m 2种注采井距聚表剂驱油现场试验.试验证明,一类油层聚驱后聚表剂驱达到了进一步扩大波及体积、提高洗油能力的目的,聚驱后聚表剂驱提高采收率达到9％以上.     

聚合物表面活性剂在强碱复合驱体系中的应用

为探索聚合物表面活性剂(简称“聚表剂”)在强碱复合驱油体系中应用的可行性,系统考察了“聚表剂”与表面活性剂的配伍性、黏浓特点、乳化性能及驱油效果,并与“超高分”水解聚丙烯酰胺(简称“超高分”HPAM)三元体系进行了对比.实验结果表明:“聚表剂”三元体系的黏度及其与原油之间的界面张力,随“聚表剂”质量浓度的增加而增加;当“聚表剂”的质量浓度增至1 g/L时,“聚表剂”三元体系的黏度明显高于“超高分”HPAM三元体系,而“聚表剂”三元体系与原油之间的界面张力已无法达到10-3m N/m;相同黏度及界面张力量级条件下,“聚表剂”三元体系的乳化性能和驱油效果明显强于“超高分”HPAM三元体系.     

聚表剂/S二元复合体系评价及驱油实验

利用室内实验方法研究了聚表剂/S二元复合体系的界面性能、增黏性能、微观结构、乳化性能,据此评价聚表剂二元驱的相关性质,同时进行了聚驱后聚表剂/S二元体系与聚合物/S二元体系驱油效果对比,研究聚表剂/S二元体系的驱油潜力。研究结果表明:含有高质量浓度的聚表剂/S二元体系比含有低质量浓度的聚表剂/S二元体系的界面张力更小,黏度更大,乳化性能更稳定;聚表剂分子具有独特的"网状"结构,分子线团尺寸远大于普通聚合物,使其具有更好的液流转向能力;驱油实验表明,聚驱后聚表剂/S二元体系主段塞提高采收率幅度比聚合物/S二元体系主段塞高11.48百分点,说明聚驱后聚表剂体系有很大的潜力。因此,聚驱后的剩余油可以采用聚表剂/S二元体系进行开发。     

聚合物-表面活性剂二元驱提高采收率机理实验

针对新疆油田七中区开发现状,设计聚合物-表面活性剂二元驱的填砂管、天然岩心及微观模型驱油实验,研究二元驱提高采收率机理,为油田现场提供二元驱优化配方。二元驱采收率增幅随着水油黏度比增大而增大,随着界面张力减小而增大。毛细管准数反映二元体系溶液黏度和界面张力的协同效应,应以其为准优化筛选最佳配方。新疆油田七中区二元驱溶液临界黏度比2.5、临界界面张力数量级为1′10-2 m N/m、临界毛细管准数数量级为1′10-3;优选出配方为0.3%KPS-1+1 115 mg/L HPAM,可提高采收率23.96%。二元驱通过聚合物增黏,降低驱替相流度,增加油相流度,使流度比减小,克服了注水指进,增加了吸水厚度,从而提高波及系数,进而启动盲端残余油;通过表面活性剂降低界面张力,降低黏附功,使残余油乳化、剥离、拉丝并易于启动,同时乳状液进一步增加驱替相黏度,在低界面张力和较高黏度下,毛细管准数大幅度提高,从而提高洗油效率,进而启动岛状、柱状及膜状残余油,最终提高了采收率。     

一种新型活性聚合物驱油体系的室内研究

胜利油区几大主力油田进入特高含水阶段后，三次采油已成为进一步提高采收率的主导技术。对活性聚合物SAP-2进行了物化性能评价及驱油试验研究。研究结果显示，活性聚合物兼普通聚合物的增稠能力和表面活性剂的洗油能力于一体，注入地层后既可通过改善不利的油水流度比，扩大波及体积，又可通过降低油水界面张力，提高洗油效率。初步认为可用于聚合物驱过的油藏再进一步提高原油采收率，有望改善胜利油区三次采油矿场应用效果，在高含水油田开发后期提高采收率方面有很大的推广应用前景。     

稠油降黏剂驱提高采收率机理

为系统研究降黏剂驱这一新的开发方式提高采收率机理,应用单管填砂驱油模型、三维填砂驱油模型和微观玻璃刻蚀驱油模型,测试降黏剂驱的驱油效率和波及系数,并对其原因进行分析。实验结果表明,降黏剂驱通过提高驱油效率和增加波及系数提高采收率。与水驱相比,降黏剂驱可提高驱油效率13%,其机理为:①分散乳化,形成水包油的小油滴,有利于通过狭窄的喉道,降低原油的表观黏度;②降低界面张力,增加毛管数,降低残余油饱和度。同时,降黏剂驱将波及系数由水驱时18.8%提高到39.9%,其机理为:①乳液调驱,分散乳化的原油进入水窜通道,水渗流面积减小、阻力增加,后续注入液进入以前未波及区域;②贾敏效应,降黏乳化小油滴聚并成大油滴堵在孔喉处,周围驱替液转向。研究明晰了降黏剂驱提高采收率机理,为后续开发技术界限研究及现场应用奠定基础。     

深层稠油油藏降黏泡沫驱驱油特征及机理研究

降黏泡沫驱结合了降黏剂乳化降黏和泡沫选择性封堵的优势,可进一步提高开发后期深层稠油油藏的采收率。通过室内实验,根据降黏泡沫剂的降黏效果、起泡性能、泡沫稳定性,优选出合适的降黏泡沫剂浓度;通过单岩心驱替实验对比不同驱替方式下降黏泡沫驱驱油特征以及开采效果,通过并联岩心实验研究不同渗透率级差下降黏泡沫的分流能力,明确降黏泡沫驱提高采收率机理。结果表明：降黏泡沫驱过程中,降黏剂可以促进稠油乳化降黏,泡沫可以有效封堵大孔喉,同时抑制氮气窜流。二者结合有效提高波及系数和洗油效率,提高驱替压差,降低含水率。降黏泡沫驱可以在降黏泡沫剂驱的基础上进一步提高13%的采收率。非均质条件下,降黏泡沫驱可以有效降低高渗透岩心窜流,迫使流体转向进入低渗透岩心发挥乳化降黏作用,扩大波及范围的同时提高了洗油效率。降黏泡沫驱技术能显著提高深层低渗透稠油油藏的采收率,其优化了油流分布,增强乳化与减少稠油黏度,为深层稠油高效开发提供了有效策略。     

聚合物/两性表面活性剂二元体系提高水驱后残余油采收率研究

针对三元复合驱中的碱大幅度降低聚合物溶液的黏弹性，降低波及效率和驱油效率，含碱驱油体系引起地层黏土分散和运移、形成碱垢、导致地层渗透率下降等问题，利用不加碱可形成超低界面张力的聚丙烯酰胺／两性表面活性剂二元复合体系，通过人造岩心驱油实验，研究了聚表二元复合体系提高水驱后残余油采收率的可能性。研究表明，聚表二元复合体系在驱替水驱后残余油中，可以同时发挥活性剂的超低界面张力特性和聚合物溶液的粘弹特性，使得该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系，并且二元体系的聚合物浓度越高，采收率越高。     

聚合物表面活性剂溶液微观驱油特征*

为从微观研究聚合物表面活性剂(简称聚表剂)的驱油机理和驱油效果,采用微观刻蚀仿真模型进行微观可视化驱油实验,并与岩心驱替实验驱油效果对比。结果表明,在微观驱油实验中,水驱后微观模型中产生6种类型残余油,而聚表剂驱后对盲端残余油的驱替效果不明显;聚表剂的驱油机理主要是通过其增黏作用、黏弹性作用和乳化作用来扩大波及体积,降低渗流阻力",拉""、拽"残余油,将大油滴乳化分散成小油滴,从而将残余油有效驱出;不同浓度的聚表剂在微观模型和岩心驱替实验中的驱油效果基本相符,聚表剂浓度越大,残余油启动能力越高,驱油效果越好。聚表剂质量浓度为2000 mg/L时的驱油效果最好,采收率增幅为19.69%。图27表1参15。     

聚合物表面活性剂的乳化特性及运移规律

聚合物表面活性剂(以下简称聚表剂)具有良好的增黏和乳化特性,为了研究聚合物驱后聚表剂驱现场试验中采出井乳化比例高、乳化调堵效果突出的特点,通过室内实验开展了不同油水比、矿化度、原油组分和聚表剂浓度对聚表剂乳状液性能的影响研究,并通过长岩心驱替实验分析了聚表剂及其产生的乳状液的运移规律.研究结果表明:聚表剂由于具有界面活...     

一类油层聚驱后高浓度驱和二元驱的室内评价

室内实验表明,提高聚合物溶液浓度能提高其黏弹性,弹性越大则驱油效率越高.加入表面活性剂可以使聚合物溶液的黏弹性得到改善,更有助于提高体系的波及体积;同时表活剂能与原油形成较低的界面张力,能有效地启动残余油的运移,也能借助高浓度聚合物缓慢向前推进,形成"油墙",提高驱油效率.室内岩心驱油试验结果表明:在恒速注入条件下,聚驱后采用高浓度聚合物驱和高浓度聚合物/表活剂的二元体系,采收率均能提高10%左右.     

二元复合体系界面活性与乳化性能协同提高采收率实验研究

二元复合驱能够大幅度提高水驱后油藏采收率,为深化二元复合体系提高采收率机理认识,开展二元复合体系界面活性与乳化性能协同提高采收率研究。通过物理模拟实验、微观可视化驱替实验和核磁共振实验,研究具有不同界面活性和乳化性能二元复合体系的驱油效果,明确渗流过程中其界面活性变化规律,阐明油水界面张力与乳化性能协同提高采收率机理。结果表明,由于油藏的非均质性及驱油体系性能变化,二元复合体系与原油界面张力并非越低越好。过高界面张力不利于洗油效率的提高,而过低界面张力不利于乳化作用的发挥。当油水界面张力与乳化性能配伍关系良好时,二元复合体系既可以利用较低界面张力启动油藏深部残余油,又可以通过残余油滴封堵大孔道,改变油藏深部流场分布,降低非优势层剩余油饱和度,实现大幅度提高采收率的目标。     

二元驱后应用活性聚合物进一步提高原油采收率

通过对活性聚合物APA-1的界面活性、乳化能力、抗剪切能力、黏弹性和驱油能力等方面的测试,探索了二元驱后应用活性聚合物APA-1进一步提高原油采收率的可行性。结果表明,活性聚合物具有比普通高相对分子质量（2500万）聚合物BH更高的增黏特性和抗钙镁离子能力,乳化增油能力更为突出,浓度为1000 mg/L的活性聚合物溶液在存放30 d后的黏度可达220 mPa·s;在钙镁离子浓度为190 mg/L时,浓度为1500 mg/L的活性聚合物溶液的黏度仍有80 mPa·s;浓度1000~1200 mg/L的活性聚合物乳化体系在放置6 h后与油完全乳化,没有水析出,性能明显优于单纯聚合物体系和二元驱体系。室内岩心驱替实验结果表明,二元驱油体系在岩心渗流过程中出现乳化的时机较早,与其相比,活性聚合物驱油体系具有显著的后程乳化特征。在二元驱的基础上,能进一步提高采收率5%~10%。     

扶余原油乳化生成条件与驱油机理

为提高扶余油田中低渗普通稠油油藏原油采收率,开展了乳化降黏技术研究,考察了乳化剂加量、油水体积比和剪切速度对所形成的乳状液状态与性能的影响,研究了相同黏度聚合物段塞和乳化剂/聚合物二元段塞的驱油效率,分析了乳化复合驱提高采收率的机理。结果表明,随着乳化剂质量分数增大,乳液黏度先减小后增 大,乳液粒度逐渐减小;对于扶余稠油,乳化剂最佳质量分数为0.3%,在此条件下,油水体积比低于55∶45 时可产生O/W型乳液;随剪切速度增大,乳液黏度先降低后增加,剪切速度为45 cm/min 时乳液为O/W型,剪切速度为450 cm/min 时乳液变为W/O 型;水驱后分别注入聚合物和乳化剂/聚合物二元段塞,采收率分别提高10.5%和25.4%。乳化复合驱不仅能扩大波及体积,还能降低油水界面张力,乳化原油,提高驱油效率。图8 表2 参16     

中高渗胶结油藏聚合物驱后非均相复合驱技术

双河油田始新统核桃园组Ⅳ1-3层系具有高温和中高渗的特点,聚合物驱后进入特高含水阶段,需要进一步提高采收率技术。非均相复合驱油体系兼具扩大波及体积和提高洗油效率的作用,可以有效调整剖面,控水增油。基于黏弹性和界面活性,研究了非均相复合驱油体系的长期热稳定性,利用单根岩心研究其注入性和运移方式,利用双管并联岩心驱替实验评价其驱油效果。研究结果表明,非均相复合驱油体系为黏弹性复合体系,弹性占主导地位。其黏度较聚合物驱油体系高58%~197%,弹性模量较聚合物驱油体系高67%~227%。界面张力处于10^-3 mN/m数量级,具有良好的洗油作用。非均相复合驱油体系具有良好的长期热稳定性,老化180 d后,黏度和弹性模量保留率超过100%,界面张力仍处于10^-3 mN/m数量级。非均相复合驱油体系注入性好,能够在高强度聚合物驱后进一步提高采收率16.93%。非均相复合驱油体系的运移方式为运移、堆积、封堵、变形通过,通过启动低渗区被毛细管力束缚的剩余油,使油相饱和度显著降低。将非均相复合驱的应用范围从低温、高孔高渗疏松油藏拓展到了高温、中高渗胶结油藏。     

砂砾岩油藏原位乳化提高采收率实验研究

针对砂砾岩油藏非均质性强的特点，提出了一种原位乳化提高采收率技术，对新型W/O型乳化体系(DMS)开展了乳化性能、降低界面张力性能以及驱油性能研究，同时与油田现场用聚合物-表面活性剂二元体系进行了对比。实验结果表明：不同含水率下DMS能够与原油发生乳化形成W/O型乳液，随着含水率的增大，乳液黏度增高，在含水率为70%时黏度达到最大值，为原油黏度的9倍，远高于二元体系的黏度，流度控制能力更强；DMS能够定向吸附于油水界面，将油水界面张力降低至0.12 mN/m;受拉伸卡断作用，在DMS的作用下油水发生原位乳化形成W/O型乳液，乳液粒径为0.5～6.0μm;砂砾岩岩心进行DMS驱以及后续水驱能够提高采收率18.6%,当渗透率级差为10时，二元驱及后续水驱能提高采收率24.0%,而DMS驱以及后续水驱能够提高采收率35.3%,表现出更好的流度控制以及吸水剖面改善能力。研究结果为砂砾岩油藏提高采收率提供理论支撑。     

复合驱驱油用无碱表面活性剂筛选

无碱表面活性剂/聚合物二元复合驱油体系能与原油形成低的界面张力,而且由于配方中没有了碱,解决了设备腐蚀和乳化等问题,减小了采出液地面处理的难度。通过室内实验优选出二元复合体系的配方,并对该配方与试验区块油水条件的配伍性、黏度稳定性、热稳定性、抗盐性能、抗硬水性能、乳化性能等方面进行了评价,认为该配方各方面的性能均符合要求。并利用该复合体系进行了物理模拟研究,结果表明:洗油效率在采收率中所做的贡献只占复合驱采收率的一部分,而聚合物扩大波及体积对其采收率的贡献占有一定的比例。正是二者的协同作用提高了驱油效率。     

致密油纳米流体增渗驱油体系特征及提高采收率机理

针对致密油开发"水注不进去,油采不出来"的关键技术难题,以二苯醚类水溶性(双子)表面活性剂为水相外壳,C_(10)—C_(14)直链烃类化合物为油相内核,利用微乳液制备技术研制纳米流体增渗驱油体系,并开展实验评价体系特征及提高采收率机理。研究表明,该体系具有5大特征:①"小尺寸液"特征,体系平均粒径小于30 nm,可大幅降低注水启动压力梯度,有效进入并扩大微纳米孔喉基质波及体积;②"小尺寸油"特征,体系在流动条件下将原油打散成"小尺寸油",大幅提高原油在微纳米孔喉基质中的渗流能力与驱替效率;③双相润湿特征,体系与亲水、亲油界面接触角分别为(46±1)°和(68±1)°,可在储集层复杂润湿条件下有效发挥毛细作用;④高表界面活性特征,体系与新疆某致密油界面张力为0.001～0.010 mN/m,可有效提高微纳米孔喉基质洗油效率;⑤破乳降黏特征,体系对反相乳化的新疆某致密油破乳降黏率大于80%,可提高原油在储集层和井筒中的流动性。该体系可用于致密油储集层压裂驱油增产、降压增注补充地层能量、驱替与吞吐提高原油采收率等领域,为致密油有效动用与高效开发及持续提高采收率提供技术支撑。图11表2参35