二元复合驱见效特征及影响因素研究——以孤东油田为例

化学驱作为三次采油技术的重要内容,在ASP三元复合驱油技术存在生产能力下降、强碱采出液乳化严重以及腐蚀结垢等问题条件下,无碱体系的二元复合驱油技术成为化学驱油技术的重要形式。聚合物与表面活性剂的协同效应能够大大降低油水界面张力,具有优于单一聚合物驱的更好的驱替和波及性能。而国内外目前对于二元复合驱见效特征及其影响因素的研究更多的是停留在单个单元的层面,并未形成系统性的指导性论述。孤东油田于2003年开始在国内外率先开展二元复合驱先导试验并获得成功,到目前,共投入二元复合驱项目8个,已累积增油251.2×104t,提高采收率4.1%。通过二元复合驱见效特征及其影响因素分析和研究,从定性及定量的角度系统描述了见效特征及影响因素,确定了完善注采井网、改善注入剖面等工作对于二元复合驱的重要性,以期更好地发挥二元复合驱的协同效应,确保增油最大化以及进一步提高油田采收率,同时对同类型油田实施二元复合驱开发具有一定的指导和借鉴作用。     

孤东油田六区西北部聚合物驱转二元复合驱研究

针对胜利油区孤东油田六区西北部的特点,在前期孤东油田七区先导试验基础上,进行了驱油体系配方优化设计和方案优化研究,并编制了矿场实施方案。通过对该方案进行跟踪研究,系统总结了二元复合驱矿场动态见效特征,并对其影响因素进行了分析。二元复合驱后,注入压力呈先升后略降再升的趋势,吸聚剖面得到持续改善,单元阻力系数明显上升,增油幅度大、速度快,原油物性趋势表现为先降后增再降的特点,二元复合驱降水增油效果明显优于聚合物驱。单井之间见效效果主要受注入状况和油藏非均质性的影响。综合分析认为聚合物驱转二元复合驱是有效的,可为其他地区方案实施提供借鉴。     

二元复合驱：提高采收率的“撒手锏”

孤东采油厂以研发三采适用技术为导向,大力开发具有孤东三采特色的关键技术,自主创新已成为该厂不断提高三次采油规模、实现三次采油持续发展的“引擎”。至今,胜利油田孤东三采人仍然难忘那令人自豪的一幕。2006年4月20～21日,孤东油田七区西Ng54-61二元复合驱项目作为胜利油田四个先导试验项目之一通过中国石化集团的中评估,综合评定为A级。该项目被中国石化集团公司党组成员、副总经理、管理局局长曹耀峰称之为提高油田采收率的“撒手锏”。“如果该项目成功推广,可以提高7至8个点的采收率,相当于新发现了一个5000万吨级新油田。”胜利油田地质院副院长李振泉说。     

胜利油区海上油田二元复合驱体系性能评价

通过流变性、界面张力、吸附、老化、驱油等实验研究了适合胜利油区海上油田条件下的二元复合驱体系的性能,结果表明该体系具有良好的抗温、抗盐、抗剪切性及老化稳定性,表面活性剂在较大浓度范围内使油水界面张力达到10-3 mN/m.物理模拟研究表明,二元复合驱体系在多孔介质中具有良好的注入性能,在1 152.3×10-3μm的孔隙介质中具有较高的阻力系数和残余阻力系数,分别为504.2和102.7,大幅度降低了水测渗透率,且有效地扩大了波及体积.驱油实验结果表明该体系具有良好的驱油能力,能使胜利油区海上原油采收率提高24％以上.     

胜利油区海上油田二元复合驱油体系优选及参数设计

胜利油区海上油田水驱开发产量呈现逐年下降的趋势,急需转换为二元复合驱方式进行提速增效开发。二元复合驱作为大幅度提高原油采收率和采油速度的有效方法,已经在陆上油田大规模推广应用。但是,由于油藏条件存在差异,海上油田无法照搬陆上油田方案。按照海上油田开展二元复合驱技术要求,通过对多个驱油剂产品的溶解性、热稳定性、抗盐性等关键指标进行优选,得到由聚合物C10与复配的高效活性剂组成的配伍性和稳定性良好的二元复合驱油体系。结合室内物理模拟实验和数值模拟研究,对二元复合驱油技术的注入黏度、注入速度以及段塞尺寸等注入参数进行了优化设计。研究结果表明,该二元复合驱油体系注入0.4 PV之后,采收率提高29.2%,相对于同段塞尺寸单一聚合物驱增加11.3%。数值模拟预测结果显示,在最佳黏度比为0.5、注入速度为0.07 PV/a、最佳注入段塞尺寸为0.42 PV的条件下,与水驱相比二元复合驱可提高采出程度11.6%,最大幅度提高海上油田采油速度和原油采收率。     

孤东油田七区西南二元复合驱油先导试验效果及动态特点

由于聚合物驱提高采收率幅度有限，于2003年9月在孤东油田七区西南Ng5^4～6^1层开展了聚合物／活性剂二元复合驱油先导试验。根据现场动态资料分析认为，二元复合驱技术在矿场上既表现出了聚合物增加渗流阻力、扩大波及体积的特点，又表现出了活性剂提高驱油效率的特点，降水增油幅度高于单一聚合物驱。截至2006年12月底，试验区已有11口生产井见到降水增油效果，全区累积增产原油84194t，采收率提高了3．04％。     

水平井二元复合驱三维油藏物理模拟研究

为研究水平井二元复合驱提高石油采收率的渗流机理,建立了三维纵向非均质物理模型,利用模型上布置的饱和度测量探针,测量了水平井二元复合驱的开采效果、进口压力和饱和度场变化。实验结果表明:对于纵向非均质油藏,二元复合体系在油藏内的吸附、滞留、乳化等作用使阻力增大,压力升高,液流转向,波及范围扩大;在平面上,在二元体系的协同作用下,驱替出水驱波及域外和簇状剩余油;在水平井、重力和正韵律"低渗透屏障"作用下,注入的流体优先流动到高渗层,再由高渗透层向中、低渗透层渗流,提高了纵向波及范围。因此,水平井二元复合驱可以大幅度提高原油采收率。     

三元复合驱的驱油特征研究

大量室内研究和矿场试验结果表明，在高效的表活剂条件下，三元复合驱是一种非常有效的三次采油方法，具有良好的应用前景。文中应用数值模拟技术并结合室内研究，给出了三元复合体系不同界面张力和粘度比条件下，在非均质油层中的驱油特征。分析结果表明，三元复合驱与聚合物驱相比，对油层非均质性有更大的适用范围；对于非均质油层的三元复合驱，采用增加体系的粘度和降低体系的界面张力的方式都能获得较好的提高采收率效果，但高粘度是获得好的提高采收率的关键；采取分层注入的方式，或者在三元复合驱后对高渗透层进行封堵，能更有效地采出中、低渗透层的剩余油，进一步提高采收率。本项研究对认识三元复合驱的驱油机理和编制调整矿场试验方案提供了重要依据。     

兴1块复合驱配方室内筛选研究

化学驱提高原油采收率的能力主要取决于体系的界面张力。用实验方法研究了聚合物，表面活性剂对兴１块驱油体系界面张力的影响，结果表明：表面活性剂对降低界面张力起重大作用，而聚合物影响甚微，单纯碱剂或碱浓度小于０．５％的复合配方不能使兴１块驱油体系界面张力降至超低，初步得出兴１块复合配方，其中二元配方为：（１．５％～２．０％）Ｎａ２ＣＯ３＋（８００～１０００ｍｇ／Ｌ）Ｍｏ－３０００，三元配方为：（１．５％     

聚表二元驱表面活性剂的研究与应用进展

在阐明聚表二元复合驱提出的背景及特点基础上,指出了聚表二元复合驱对表面活性剂的基本要求。分析了常规表面活性剂用于二元复合驱存在的问题和相应的对策。重点对聚表二元复合驱表面活性剂的研究现状和应用实例进行了讨论。     

大庆油田三元复合驱矿场试验动态特征

相对于其他提高采收率方法,三元复合驱对原油性质和油藏性质更为敏感。为此,大庆油田在室内研究成功的基础上,先后进行了5个三元复合驱矿场试验,研究了不同油藏特性、不同井距和不同配方的三元复合驱特征。试验结果表明,与聚合物驱相比,三元复合驱过程中注入能力下降幅度低,采出能力和综合含水的下降幅度大,在低含水期出现了乳化和结垢现象,三元复合驱比水驱提高采收率20%以上。尽管注采能力下降,但由于含水率大幅度降低,所以三元复合驱仍保持了较高的采油速度.     

高浓度、大段塞聚合物驱油效果的研究

根据目前大庆油田的实际情况,探索了一种新的大幅度提高原油采收率的方法。在室内两维纵向非均质岩心上,进行了一元驱注入时机、聚合物段塞和相对分子质量对驱油效果的影响的研究。研究表明,聚合物浓度越高,采收率越大,产出液处理量越小,经济上越合算;越早转注一元驱,采收率越大,经济效益越好;随着聚合物段塞的增大,聚合物驱采收率增加,但聚合物段塞增大到一定值后,采收率增加的速率开始变缓;企业总利润开始随着聚合物段塞的增大而增加,但聚合物段塞增大到一定值后,企业总利润开始下降;企业最大总利润所对应的聚合物段塞随着油价的增加而增大,较为合理的段塞大小为0．8～1．0PV左右：相对分子质量越高。驱油效果越好。     

注入速度对聚合物驱油效果的影响

运用油藏数值模拟方法研究了注入速度对聚合物驱油效果的影响,并对注入速度影响聚合物驱效果的原因进行了分析,结合现场实际应用情况,提出了大庆油田聚合物驱工业化应用区块的合理注入速度取值范围。     

胜利油田胜坨一区聚合物驱油的试验进展

报道胜利油田胜坨一区采用清水配制普通聚丙烯酰胺(MO-4000)进行聚合物驱先导试验及所取得的显著的增油(平均单井增油1690t)降水效果，以及针对胜利油田清水资源严重缺乏的情况，分别进行采用清水和污水配制的梳形抗盐聚合物(KYPAM)驱试验及所取得的更明显的效果：平均单井增油分别为2094t和2186t，且比清水配制的MO-4000用量更少，采收率提高幅度更明显。     

天然混合羧酸（盐）复合驱油体系的研究

研究了天然混合羧酸（盐）复合驱油溶液与大庆、胜利原油构成的体系的界面性质，考察了Ｎａ２Ｃｏ３、ＮａＨＣＯ３、ＮａＣｌ、ＨＰＡＭ、助表面活性剂对体系界面性质的影响，提出了复合驱油体系的配方。研究结果表明，天然混合羧酸（盐）可使复合驱油溶液与大庆或胜利原油之间的界面张力降至超低值。     

胜利油区二元复合驱油先导试验驱油体系及方案优化研究

首先根据胜利油区的油藏特点和复合驱的特点,在孤东油田七区西南Ng54-61层优选出了具有广泛代表性的试验区。然后根据试验区具体的油藏情况,室内筛选出了适合该油藏类型的以石油磺酸盐为主剂的二元复合驱油体系,研究表明,该体系可与模拟油达到超低界面张力状态,其吸附量较小、乳化性能和热稳定性好,驱油效果好。结合室内研究的结果,在建立基于模糊综合评判模型的二元复合驱注采参数优化设计方法的基础上,对化学剂组合方式、配方浓度、段塞尺寸、注入方式、注采速度等参数进行了优化。综合研究认为,该二元复合驱油体系驱油效率高、油藏适应性强,可较大幅度提高采收率。     

聚驱后基于井网优化的二元复合驱提高采收率研究

为研究聚驱后如何进一步提高采收率,运用人造物理模型制作技术制作三维物理模型,实施聚驱后进行优化注采井网调整。实验表明:聚驱后井网调整方案最终采收率要高于井网不调整方案4.49个百分点,故实施优化注采井网调整更有利于聚驱后进一步提高采收率;井网不调整二元驱提高采收率过程,各层贡献率基本一致,井网调整二元驱提高采收率过程,高渗层采出油最多,低、中渗层基本一致。将该研究应用于矿场,取得了良好的效果,具有一定的推广作用。     

组合驱提高原油采收率实验研究

根据河南油田双河北Ⅱ4-5块已完成聚合物和微凝胶驱的现状，提出了对聚合物驱、聚合物／表面活性剂二元复合驱、微凝胶驱优化组合进行组合驱提高其原油采收率的观点。并在数模优化组合驱段塞构成的基础上，对不同渗透率的天然岩心与人造岩心进行了驱油实验。实验表明在双河北Ⅱ4-5块聚合物驱后实施组合驱提高原油采收率不仅可行，而且采收率（天然岩心）达13％。在最佳注入速度（14．2m／d）下，采收率高达15．7％。其驱油机理是调堵提高波及系数和降低油水界面张力而提高洗油效率。     

不同油层条件对聚合物驱油效果的影响

聚合物驱油在喇嘛甸油田北东块工业化推广区已取得了明显效果 ,根据区块实际统计资料 ,分析了影响聚驱效果的地质因素和不同类型见效井注聚合物动态变化特征 ,为油田今后编制聚驱方案及动态调整 ,提高聚合物的利用率提供了参考依据