非均质油层聚合物驱后粘弹性支化预交联凝胶颗粒驱提高采收率技术

为研究非均质油层聚合物驱后粘弹性支化预交联凝胶颗粒（B-PPG）进一步提高剩余油采收率机理及驱油效果,设计了非均质微观玻璃刻蚀网络模型驱油实验、可视化平板夹砂模型驱油实验和非均质平行双填砂管调驱实验。结果表明,非均质微观玻璃刻蚀网络模型驱油实验中,聚合物驱后剩余油主要分布在未波及到的低渗透区及高渗透区的边角区域,聚合物波及孔道中的剩余油主要以油膜和油珠的形式存在。B-PPG颗粒在不同孔径的孔道以阻塞—变形方式运移,致使驱替液不断发生转向,从而提高波及系数;B-PPG颗粒能有效地改善油层的非均质性,并有利于解决聚合物驱后水窜问题,可视化平板夹砂模型驱油实验较聚合物驱可提高采收率为21.7%。非均质平行双填砂管调驱实验中,注聚合物段塞调驱效果有限,转注B-PPG颗粒悬浮液段塞后可有效地改善非均质油层吸水剖面,使低渗透油层得以开发,非均质平行双填砂管调驱实验较聚合物驱可提高采收率为22.9%。     

聚合物驱多段塞交替注入方式及现场应用

针对目前低渗透层动用程度低、部分聚合物驱区块注入困难、聚合物用量过大等实际问题,探索通过多段塞交替注入方式进一步改善聚合物驱效果,提高聚合物驱效益。应用物理模拟实验方法,对非均质油层依次交替注入不同粘度的聚合物段塞,使高、低渗透层驱替剂流度差异减小,实现高、低渗透层聚合物段塞尽可能同步运移。实验结果表明,合理的多个段塞交替注入驱油方案较单一段塞注入多提高采收率2%以上,节省聚合物用量约25%。将该注入方式应用于大庆油区4个试验区,结果表明,有效控制了含水率上升速度,综合含水率较预测值低0.8%,增加产油量1.4×10~4 t,节省聚合物干粉用量18.6%。多段塞交替注入方式是提高聚合物驱效率、降低聚合物用量的有效措施。     

变黏度聚合物段塞交替注入驱油效果评价

针对聚合物单一段塞注入易发生返转、高渗层突进等问题,探索通过变黏度聚合物段塞交替注入改善非均质油层的驱油效果。对非均质油层依次交替注入不同黏度的聚合物段塞,高黏度聚合物段塞优先进入高渗层,降低了高渗层流速,迫使后续低黏流体进入与之较为匹配的低渗层,使高、低渗层驱替剂流度差异减小。实验结果表明,交替注入增加了低渗层的吸液量,低渗层分流率曲线形态由“∧”字型向“∩”字型转变,交替注入方式聚驱采收率提高值高于单一段塞注入方式,并且使聚合物用量降低了四分之一。     

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。     

大庆油区葡萄花主力油层聚合物交替注入对驱油效果的影响

为改善杏树岗油田葡Ⅰ1数 3油层动用不均匀、 聚合物沿高渗透层低效循环的现象, 设计三管并联岩心注入实验, 研究了聚合物相对分子质量、 浓度和注入方式 （单独注入和交替注入） 对采收率的影响, 用数值模拟方法对交替注入周期进行了优选。结果表明： 随聚合物相对分子质量和浓度的增加, 岩心采收率逐渐增加; 单一聚合物驱可以有效动用高渗透层, 但驱替低渗透层效果较差; 交替注入聚合物的平均采收率比单一聚合物驱提高3.3%数 5.47%, 先注入大分子量聚合物段塞后注入小分子量聚合物段塞的驱油效果好于相反顺序段塞的驱油效果。数值模拟结果显示, 交替注入时间间隔过长不利于控制流度, 时间间隔过短容易造成黏度损失, 耗损较大能量, 不利于驱油, 该区块最佳交替注入周期为 3个月, 可提高采收率 11.68%。图6表4参12     

聚合物驱后凝胶与聚合物交替注入参数优化

大庆油田经过聚合物驱后已进入特高含水开发阶段,存在水驱控制程度低、层间矛盾大等问题。为进一步挖潜剩余油,提高采收率,改善大庆油田注采开发现状,在室内实验研究的基础上,针对N5试验区开展了聚合物驱后凝胶与聚合物交替注入参数优化研究。研究结果表明,聚驱后凝胶与聚合物交替注入驱油采用小段塞多轮次的段塞提高采收率效果优于大段塞少轮次的段塞;最佳组合的段塞为凝胶(0.02PV)+聚合物(0.03PV),共计注入11轮次,注入总量为0.55PV;经过凝胶与聚合物交替注入驱油后,其阶段采收率可在聚驱基础上提高10%左右,说明凝胶与聚合物交替注入驱油方法具备进一步开发聚合物驱后剩余油的潜力。     

超低渗透油藏空气泡沫驱油效率研究

针对超低渗透非均质油藏开发过程中单井产量低、含水上升快、水驱动用程度低的特点,提出进行空气泡沫驱油,对空气泡沫驱油的影响因素进行研究。采用室内实验方法研究了储层非均质性、气液比、泡沫注入体积、泡沫注入段塞组合以及注入时机对空气泡沫驱油效率的影响。结果表明,对于非均质储层,空气泡沫驱可以有效地动用低渗透储层中的剩余油,最优的注入气液比为1∶1,最优的注入体积为0.2PV,最优的段塞大小是0.05PV,最优的注入时机为含水率达80%以上时进行泡沫注入。研究结论对于非均质超低渗透油藏进行空气泡沫驱油具有借鉴和指导价值。     

三元复合和聚合物驱油液粘度对驱油效果影响实验研究

在模拟大庆油田某化学驱试验区油藏条件下（45℃,原油粘度9mPa.s),用7个水油粘度比的三元复合和聚合物驱油液驱替非均质（平均渗透率Ka=0.83μm^2,变异系数0．59）和均质（Ka=1.2μm^2)人工砂岩岩心的水驱剩余油,测定采收率提高幅度,在三元复合驱实验中,主段塞0．3PV,相同粘度的聚合物保护段塞0．2PV,在聚合物驱实验中聚合物段塞0．57PV,后续注水均为5PV,当驱替液粘度与被驱替原油粘度之比由1,2阶梯式增加到7时,三元复合驱和聚合物驱的采收率提高值均不断增大,但对应于每一粘度比增加阶梯的采收率增幅却减小,在粘度比超某一范围后采收率增幅的减小变得十分显著,实验结果表明,在非均质岩心上,驱油液与原油的粘度比宜取2－4,这时三元复合驱提高采收率20．6％－24．0％,聚合物驱提高采收率13．3％－16．8％,在均质岩心上该粘度比宜取2－3,这时三元复合驱提高采收率17．0－19．1％,聚合物驱提高采收率11．8％－13．1％,根据驱油机理讨论了产生这一实验结果的原因。     

高含水期阳离子聚合物驱油调剖实验研究

通过室内实验研究了高含水期阳离子聚合物浓度对原油采收率的影响,同时研究了用阴离子聚合物驱后的非均质地层中阳离子聚合物的调剖驱油效果。结果表明,较高浓度的阳离子聚合物的驱油效果优于低浓度聚合物;水驱至含水98%后,再实施阳离子聚合物段塞驱仍可提高采收率;交替注入阴、阳离子聚合物后,形成的絮状沉淀可以有效地封堵高渗透地层,使高、低渗透层的采收率都有明显提高;该阴、阳离子聚合物形成的絮状沉淀适于中低渗透性地层调剖。     

非均质油藏化学驱波及效率和驱替效率的作用

利用我国自行研制的ASP数值模拟软件及正韵律二维剖面地质模型,分别模拟了水驱、聚合物驱、三元复合驱的驱油过程,分层计算了采收率、剩余油饱和度、波及效率和驱替效率,进行了指标对比.研究结果表明,对于非均质性严重的油藏,不同层段的波及效率和驱替效率所起的作用不同.在高渗透层段,以提高驱替效率为主;在低渗透层段,以提高波及效率为主;在中等渗透层段,提高波及效率和提高驱替效率作用相当.由于水驱后,剩余油大部分集中在上部,低渗透层段是提高采收率的主要潜力层段,提高上部低渗透层段的波及效率对于提高总体采收率具有重要的作用.对于非均质性严重的油藏,先调剖再注三元复合体系段塞,这是提高化学驱油效果的重要途径.     

利用聚合物溶液提高驱油效率的实验研究

实验测定了水解聚丙烯酰铵(HPAM)溶液和黄原胶溶液的流变特性及其在多孔介质中的流变特性,建立了衰竭层效应和粘弹性效应共同存在条件下聚合物溶液在多孔介质中的表观粘度计算模型.用这两种聚合物溶液在不同的浓度和注入速度条件下进行了驱油实验.结果表明,聚合物分子缠结作用的增强可引起表观粘度增加或衰竭层厚度降低,从而使平行于油水界面的拉动残余油的力增加,残余油饱和度降低,驱油效率提高.随浓度或注入速度的增加,HPAM溶液的驱油效率升高.在浓度低于缠结浓度时,黄原胶溶液的驱油效率很低.但其浓度只要高于缠结浓度一定程度后,驱油效率就会保持一个较高的值.增加注入速度时,黄原胶溶液的驱油效率提高值不变.     

不同粘弹性驱替液下毛管数对驱油效果的影响

通过在微亲水人造岩心上开展的室内驱油物理模拟试验,探讨了毛管数对不同粘弹性聚合物溶液驱油效率及残余油饱和度的影响.同时,在相同毛管数条件下,研究了不同粘弹性聚合物溶液对其驱油效率及残余油饱和度的影响,得到了不同粘弹性条件下毛管数与驱油效率关系的一族曲线;比较系统地研究了不同粘弹性聚合物溶液下毛管数对驱油效率及残余油饱和度的影响规律,即在毛管数相同的条件下,聚合物溶液的粘弹性越高,体系的采收率越高,残余油饱和度越低,说明了聚合物溶液的弹性也是影响其提高采收率、降低残余油饱和度的重要因素.对进一步深入研究聚合物驱油机理和现场作业具有行重要指导意义.     

不同化学驱油体系微观驱油机理评价方法

为了分析胜利油田应用的3种化学驱油体系的微观驱油机理,并对其非均质油藏的适用性进行评价,利用微观刻蚀模型润湿性7级控制方法和波驱贡献比分析方法,结合现场情况,借助微观模拟驱油试验,开展了不同润湿性条件、非均质性条件和不同驱替阶段的化学驱油机理研究,建立了利用波驱贡献比评价化学驱油体系微观驱油机理的方法。试验表明:聚合物和二元复合体系在非均质级差1:9模型试验中水驱后采收率提高不足10%,平均波驱贡献比小于1.5,扩大波及的能力弱,主要驱油机理无法发挥;在各组非均质渗透率级差模型试验中,新型非均相复合体系的平均波驱贡献比大于3,说明其在非均质条件下扩大波及的能力强,主要是凝胶颗粒间歇式封堵和转向式扩大波及共同作用的结果。微观运移特征和驱替方式研究及现场试验表明,聚合物驱后的非均质油藏实施非均相复合驱,可以大幅度提高驱油效率和波及系数。      

用荧光分析方法研究聚合物驱后微观剩余油变化

聚合物驱后微观剩余油分布由驱油的动力和阻力两大因素决定,在这些力的共同作用下,水驱后不同类型的微观剩余油在聚合物驱后的微观分布不同。研究了聚合物驱提高驱油效率的机理,利用荧光分析方法,对比了天然岩心水驱和聚合物驱后的荧光分析图片,统计出了聚合物驱后不同类型微观剩余油的比例,给出了高、中、低不同强度水淹部位的微观剩余油分布规律。     

河南油田高温油藏聚合物驱的驱油效率

针对河南双河油田V下区块高温(84.3℃)低渗的油藏特点,选取不同水解度的聚丙烯酰胺(1630s和ZL-I)进行驱油实验.结果表明,高浓度聚合物驱油效率明显高于低浓度聚合物,最佳聚合物浓度为1 600～2 000 mg/L.驱替实验表明,现场聚合物最佳注入量为0.4～0.5 PV.聚合物老化前后对比驱油实验表明,低水解...     

多孔介质的润湿性对聚驱稠油微宏观效率的影响

岩石表面的润湿性影响聚合物微观和宏观驱油效率。采用可视化微观模型和微观照相技术研究了强水湿和油湿多孔介质下聚合物微观驱油效率和驱替机理。分析了束缚水与稠油分别在两种润湿介质下的微观形态和分布对聚合物的吸附、滞留,连续性和非连续性流动,驱替前缘以及洗油效率的影响。微观模型实验结果表明,在水湿环境,地层水趋向分布于岩石骨架表面并在孔壁附近形成较厚的水膜,聚合物趋于附着在孔壁处,在这些区域聚合物的洗油效率较高;在油湿环境,束缚水主要以非连续相分布在孔隙介质中,聚合物溶液发生咬断效应,原油吸附在孔喉处,聚合物只能部分扫除原油,乳液的形成能辅助聚合物溶液驱替油相。聚合物在水湿介质的微观驱油效率明显高于油湿介质。岩心流动实验结果与微观模型分析一致,相同浓度的聚合物溶液在强水湿岩心前缘突破所需的时间长于油湿岩心,突破前缘更规整,水湿岩心和油湿岩心的水驱采出程度分别为21.5%OOIP和15%OOIP。聚合物在油湿岩心的"门槛"黏度较大。聚合物黏度为500mPa·s时,水驱后水湿岩心和油湿岩心的原油采收率增幅分别为23%OOIP和17%OOIP。     

聚合物驱后利用OCS表面活性剂/聚合物二元体系提高采收率的研究

为进一步提高河南双河油田聚合物驱后原油采收率,进行了聚合物驱后利用OCS表面活性剂／聚合物二元体系驱油性能的研究。结果表明,OCS表面活性剂／聚合物二元体系是一种高效驱油剂,聚合物驱后利用OCS表面活性剂／聚合物二元体系可以进一步提高原油采收率。利用交联聚合物与OCS表面活性剂／聚合物二元体系相结合进行驱油的实验结果表明,聚合物驱后先用交联聚合物进行调剖,再注入OCS表面活性剂／聚合物二元高效驱油剂,提高采收率的效果更好。     

聚合物溶液在驱油过程中对盲端类残余油的弹性作用

从微观驱油实验出发,研究了聚合物溶液的粘弹性对驱油效率的影响,定量分析了聚合物溶液的弹性在驱油过程中对残余油的作用机理.研究结果表明,对于油湿盲端,随着聚合物溶液弹性的增加,盲端类残余油的驱油效率提高.对于水湿“盲端”,聚合物溶液不能提高不可动残余油的驱替效率.如果“盲端”处的残余油为可动油,或有其他油滴流入“盲端”与残余油聚并,即可形成较大的可动油滴,用粘弹性流体驱替,可使“盲端”处残余油饱和度降低.对仿真类孔隙介质,聚合物溶液的粘弹性均可提高微观驱油效率.     

聚驱后油藏井网调整与深部调剖三维物理模拟实验

针对聚合物驱后油藏剩余油分布特点,提出了井网调整与深部调驱相结合的提高采收率方法。孤岛油田中一区Ng3注聚区为模型原型,以相似准则为理论基础,设计并制作了平面非均质三维物理模型;研制了具有自组装特性的聚合物微球,优选出由BS与AES复配而成适用于目标油藏的乳化剂体系;原始一注四采五点法井网注聚后采收率为34.1%,在进行驱替试验的同时,采用电阻率法测量了模型中含水饱和度分布;调整原始井网,对非均质油藏模型分别注入聚合物溶液和聚合物微球与乳化剂复合体系深部调驱2组实验。结果表明,2个方案均可以提高聚驱后油藏采收率,单一聚合物溶液提高6百分点,而聚合物微球与乳化剂复合体系可提高采收率16百分点。分析各驱替阶段剩余油分布情况,聚合物微球与乳化剂复合体系能够封堵高渗层,使后续驱替液转向进入两侧低渗区域。     

聚合物驱后提高采收率方法室内实验研究

利用三维大型物理模型进行了聚合物驱油实验,研究了非均质砂岩油田聚合物驱油过程中波及系数变化情况和聚合物驱后剩余油分布特征。对4种不同方法的驱油实验对比研究结果表明,在聚合物驱后,高渗层位的波及系数较大,进一步扩大波及体积而降低剩余油饱和度的潜能较小,可通过二元或三元体系驱方式提高驱油效率来进一步挖潜剩余油;而中、低渗透层的波及系数低,含油饱和度高,可采用调剖或高黏度聚合物驱扩大波及体积与三元复合驱提高驱油效率相结合的方法进一步提高最终采收率。