砾岩油藏复合体系驱油机理研究：以克拉玛依砾岩油藏为例

砾岩油藏由于孔隙结构的特殊性，水驱油效率往往不高，近年来出现的复合体系驱替方法能够有效地提高油藏驱油效率。以克拉玛依砾岩油藏为例，利用微观模拟技术研究了砾岩油藏特殊孔隙结构条件下水驱残余油在复合体系作用下的起动、分散、运移及聚集问题。实验表明，三元复合体系各组分之间的协同效应使得它克服了单相化学剂驱油的缺点，聚合物较好地控制了流度，碱起到牺牲剂的作用，使表活剂能够向更深的地方扩散，既提高了驱油效率又降低了表活剂的用量，从而降低了成本；“油墙”的形成、发展与稳定运动对驱油效率有较大的影响，对“油墙”的形成机理进行了初步探讨；同时，详细分析了不同孔隙结构的驱油机理以及对驱油效率的影响。实验结果表明，三元复合体系能够较大幅度提高原油采收率，是提高砾岩油藏采收率的有效途径之一。图１表２参３（郭海莉摘）     

砾岩油藏微观结构对聚驱后剩余油影响研究

采用岩心饱和度分析、荧光薄片分析和核磁共振分析方法研究了砾岩油藏不同岩性及微观孔隙结构与聚驱后剩余油分布规律的关系,研究表明,纵向上正韵律油层中顶部驱油效率低,剩余油饱和度较大,而反韵律油层剩余油分布较均匀。聚合物驱对不同岩性砂砾岩均具有较好的驱油效果,对自由态剩余油驱替效果最好,复模态结构砾岩储集层不利于聚合物驱替束缚态和半束缚态剩余油。不可及孔隙体积对聚合物驱剩余油分布有一定影响,在低渗透砾岩油藏聚合物分子量大容易造成聚合物注不进去,在注聚过程中,应考虑聚合物的分子量与地层渗透率的匹配关系。     

砾岩油藏聚合物驱的注入方式优化

砾岩储层具有典型的复模态孔隙结构特征,非均质性强,易形成不同级别优势通道,采用单一段塞、笼统的注入方式很难达到扩大波及体积效果。本文采用三管并联岩心驱替实验首先考察了与现场聚合物用量相近的条件下采用单一恒黏、梯次降黏、梯次增黏的注入方式的驱油效果,在获得最佳注入方式的基础上,开展了不同轮次和不同注入速率下的三管并联岩心驱替实验。研究结果表明,梯次降黏注入方式的驱油效果最好,在水驱的基础上可提高采收率13.61%,比单一恒黏注入方式进一步提高采收率2.31%。在相同条件下,采收率增幅与注入轮次的多少相关不大,在合理注入速率(1.5 mL/min)下可进一步提高采收率。在采收率相近的情况下,与单一恒黏注入方式相比,梯次降黏注入方式可节约50%的聚合物用量。现场试验结果表明,采用梯次降黏注入方式可有效提高聚合物驱对砾岩油藏的增油控水效果。图5表7参13     

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。     

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。     

三元复合驱后微观剩余油赋存状态及分布特征

利用大庆油田三元试验区三元驱前后天然岩心,研究三元复合驱后的剩余油赋存状态及分布特点。采用激光共聚焦显微镜定性分析了不同水驱程度和不同强碱三元复合驱程度岩心的微观剩余油类型并进行了三维剩余油重建,确定了微观剩余油赋存状态并给出分布特征。通过冷冻铸体薄片定量分析了不同水驱程度和不同强碱三元复合驱程度岩心的微观剩余油类型和所占的比例。     

聚合物驱后注气稳定重力复合驱数值模拟

聚合物驱后剩余油分布高度零散、顶部油层剩余油难以动用,而聚驱后的主导技术尚无明确方法。在原油受力分析的基础上,提出了油藏顶部注气、底部三元复合驱的思路。针对大庆聚合物驱后区块,进行了不同驱替方式的预测对比研究。结果表明,注气稳定重力复合驱效果最好,提高采收率幅度达到了13.53%。对比不同驱替方式的顶部油层剩余油饱和度,注气稳定重力复合驱能够将顶部低渗透油层有效动用,剩余油大幅减少。分析不同时间点的纵向剩余油饱和度分布,顶部注气后利用纵向压差驱替剩余油向下运移,底部实施三元复合驱利用平面压差驱替剩余油,实现了立体驱替。注气稳定重力复合驱技术为聚驱后提高采收率技术的发展提供了新思路。     

聚合物驱后进一步提高采收率接替技术

聚合物驱提高采收率的能力在10％左右,聚合物驱后油藏仍有约50％的原油未采出。聚合物驱转水驱后,含水率上升,产油量递减加剧。笔者通过对国内外油田聚合物驱后进一步提高采收率的现场试验与室内实验结果的调研、分析和评价,筛选出聚合物驱后进一步提高采收率的技术。     

海上厚层油藏早期聚合物驱剩余油分布特征实验研究

渤海海域LD油田为典型的厚层油藏,采用大套多层合采的开发方式,为了提高油田采收率,该油田开展了早期聚合物驱矿场试验,厚油层开发受重力影响以及在聚合物驱等因素的共同作用下,在中、高含水期油藏剩余油分布较为复杂。为进一步研究聚合物驱后油藏剩余油分布状况,开展了室内岩心驱替实验。结合油藏属性,根据相似原则设计物理模拟参数,研究了不同韵律地层对早期聚合物驱剩余油分布规律以及生产动态的影响。研究结果表明:均质韵律条件下受到重力分异作用,油层为底部水淹,而早期聚合物驱能在一定程度上减缓重力分异作用,剩余油主要富集在生产井附近储层顶部;正韵律条件下受到重力分异和储层非均质性的共同影响,底部高渗透层水淹,剩余油主要分布在顶部低渗透层中,早期聚合物驱能有效动用中、低渗透层中的剩余油,而剩余油主要分布在靠近采油井的低渗透层;反韵律条件下,水驱波及程度较均匀,剩余油主要富集在局部未波及区域,早期聚合物驱能进一步扩大波及程度;复合韵律条件下,水驱和注聚合物驱与均质韵律驱替状况类似,剩余油主要分布在靠近生产井的低渗透层。     

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。     

聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究

首先利用正交实验设计,确定了化学剂最佳注入程序为0.1PV聚合物前置段塞、0.45PV三元复合剂主段塞、0.05PV聚合物后续保护段塞,其次再依据聚驱后区块特点及实际情况,设计了三套井网方案并开展了聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究。数模结果表明,三元复合驱与前一阶段聚驱相比平均可提高采收率12.9%,其中,水平井和直井的注采组合方案提高的采收率幅度最大,达到15.97%,所以聚合物驱后应综合考虑水平井的注采调整和三元复合驱的多重优势,以期取得更好的开发效果。     

砾岩油藏聚合物驱注采耦合调控方法及参数优化

砾岩油藏微观孔隙结构复杂、宏观非均质性强,并且注采井距较小导致优势通道发育,聚窜矛盾突出,聚合物驱开发效果较差。以克拉玛依七东₁区砾岩油藏为例,提出了小井距条件下聚合物驱注采耦合理论及方法。针对注采敏感井组通过注采耦合调控方法,拉大注采井距、变化流线,以控制聚合物窜流,有效启动优势通道屏蔽型剩余油,实现砾岩油藏聚合物精细化驱替,精准调控。结果表明,处于聚合物驱中后期的砾岩油藏在实施注采耦合方法调控策略后,整体含水回返趋势得到有效控制,油井聚窜得到抑制。针对目标油藏开展注采耦合参数优化,采用时间比例为1∶1对称型结构,注采耦合半周期为60 d时采出程度提高1.89%,效果最好。研究结果对砾岩油藏聚合物驱中后期提高采收率的有效开展具有指导意义。     

双河油田聚合物驱后储层参数变化规律

油田经历聚合物驱开发后,储层物性参数发生改变,对油田后期开发有重要的影响。文中利用双河油田取心井室内化验分析资料,研究了聚合物驱后储层孔隙度、渗透率以及孔隙结构变化特征,探讨了储层参数变化机理。研究结果表明:聚合物驱后由于聚合物分子在地层的吸附滞留作用,造成储层渗透率下降,后续水驱阶段渗透率有一定恢复;聚合物驱后储层非均质性进一步加剧,物性和孔隙结构好的储层孔隙度和渗透率增大,而物性差的储层渗透率下降,孔喉半径减小,部分发生了堵塞现象。黏土矿物迁徙、运移,以及岩石骨架溶蚀、碎裂、运移是聚合物驱后储层参数发生变化的主要原因。     

高矿化度油藏聚合物基微泡沫驱油体系优化

针对某高矿化度油藏采用常规化学剂不抗盐,提高采收率难度大的问题,在高矿化度油藏条件下,以泡沫综合指数(FCI)筛选了两种起泡性好的表面活性剂TSS(12-2-12)-2OH和Triton X-100。在此基础上,优化了聚合物基微泡沫驱油体系中的起泡剂浓度、助起泡剂浓度和泡沫稳泡剂浓度,得到了最佳的聚合物基微泡沫驱油体系0.2%(w)TSS(12-2-12)-2OH+0.1%(w)Triton X-100+0.150%(w)KY5S+地层水。为高矿化度油藏提高采收率提供一条新的途径。     

三层油藏水驱后转聚驱的试井解释方法

目前在对于聚合物试井的模型研究中,没有同时考虑多层油藏及非牛顿-牛顿复合油藏2种情况的影响,导致许多海上聚驱油藏实际数据拟合效果不理想。通过考虑海上多层油藏水驱后转聚驱的实际情况,运用数学方法、渗流力学理论,基于严格的数学推导,建立了三层窜流非牛顿-牛顿复合油藏试井解释模型,绘制了井底压力响应特征曲线并对其影响因素进行了讨论,运用实例证明了模型的正确性与实用性。结果表明：三层油藏水驱后转聚驱的试井典型曲线可划分为6个流动段,与一般三层窜流无复合模型的典型曲线特征不同,存在末期复合流段上翘段,聚合物初始浓度对特征曲线影响较小,窜流系数主要影响“凹子”出现的时间,地层系数比和弹性储容比主要影响“凹子”的宽度和深度,复合半径主要影响压力导数曲线上翘段的下移程度。     

胜坨油田聚合物驱转后续水驱油藏管理对策

聚合物驱是油田提高原油采收率的主要方法之一,聚合物驱后一般转为后续水驱,这一开采阶段经历的时间较长,大量的增产原油被采出,同时表现出不同的动态特征.为了确保后续水驱阶段的增油效果,针对其动态见效特征,提出了这一阶段的油藏管理对策.以胜坨油田二区沙二段1--2单元北部聚合物驱试验区为研究对象,结合其他区块的经验做法展开研究.结果表明,转后续水驱后将注采比保持在0.7～0.75,加强水井调剖和分层以及油井有效提液和改层,可有效控制含水上升率,能够进一步提高采收率.该试验区2009年累积增油量为4600 t,提高采收率为0.042%.     

中高渗油藏聚表复合驱技术研究与应用

本文重点介绍了聚表复合驱技术在辽河油田取得的发展和应用效果,目前已形成了潜力量化、井网重建、优化射孔、无碱配方研制、多段塞注入、监测方案设计等六项技术,制定了化学驱工作程序,建立了化学剂检测评价方法和动态跟踪评价及调控方法,矿场试验取得显著效果。     

渤海X油田聚驱后不同化学驱注入段塞优选及剩余油分布研究

渤海X油田自实施聚合物驱以来,含水上升较快,注聚井的吸水剖面反转现象严重,为改善开发效果,模拟地质油藏特征和开发情况,应用三层非均质平板岩心模型,开展了不同类型化学驱室内实验研究和合理段塞注入方式优选,结果表明:聚表二元驱能够有效改善聚合物驱过程中的剖面反转现象,有效扩大波及体积;优选的段塞注入方式为:0.1 PV(0.25%表面活性剂+2 000 mg/L聚合物)+0.3 PV(0.2%表面活性剂+1 500 mg/L聚合物),优选的聚表二元驱段塞注入方式比聚合物驱提高采收率8.6%。     

聚合物驱后油藏蒸汽驱技术可行性研究

为进一步提高大庆油田原油采收率,利用热采物理模拟技术,开展聚合物驱后油藏蒸汽驱提高采收率实验研究,探讨聚合物驱后转蒸汽驱的可行性。实验结果表明,油藏聚合物驱后转蒸汽驱不仅能够改善高、中渗层的驱油效率,且蒸汽的超覆作用能够有效动用油层上部剩余油,提高波及效率。聚合物驱后油藏转热采方式在技术上是可行的。该研究为大庆聚合物驱后油藏蒸汽驱现场试验提供了依据。