聚合物滞留特性对化学驱提高采收率的影响

为了揭示聚合物驱油机理和驱油剂黏度大小与聚合物驱采收率增幅间关系,在"等黏"和"等浓"条件下测试了聚合物和甘油溶液增黏性、流变性、黏弹性和渗流特性,并在均质和非均质岩心上开展了"等黏"甘油和聚合物溶液驱替效果以及它们注入先后顺序对驱替效果影响实验研究。结果表明,随浓度增大,甘油和聚合物溶液黏度都增加,但聚合物增黏能力远强于甘油。随剪切速率增加,甘油溶液视黏度保持恒定,聚合物溶液视黏度降低,表明前者为牛顿流体,后者为非牛顿流体。在"等黏"条件下,甘油和聚合物溶液阻力系数相差不大,但残余阻力系数相差很大,表明甘油在多孔介质内滞留能力很差。在"等黏"条件下,"先聚合物后甘油"比"先甘油后聚合物"注入方式增油效果好,表明驱油剂在高渗透层内滞留由此引起渗流阻力增加、全井注入压力升高是促使液流转向中低渗透层的动力源泉,也是聚合物驱提高采收率的主要机理和聚驱过程中发生"剖面反转"的根本原因。     

污水聚合物驱油效果评价及机理分析

在“等浓度”和“等黏度”条件下，对污水配制的3种抗盐聚合物溶液的驱油效果进行了评价，并与普通清水聚合物溶液的驱油效果进行了比较。实验结果表明，通过适当增加聚合物浓度或提高聚合物相对分子质量，可以改善污水聚合物驱的增油效果。     

聚合物驱后进一步提高采收率方法及其技术经济效果评价

依据矿场实际需求,本文通过物理模拟驱油实验对聚合物驱后采用高浓度聚合物溶液(平均相对分子量M(下同)=2500×104,聚合物浓度CP=2.5g/L)、"碱/表面活性剂/聚合物"ASP(CP=2g/L,表面活性剂HAPS浓度CS=3g/L,碱浓度(CA=12g/L)、"表面活性剂/聚合物"SP(M=2500×104,CP=2g/L,非离子表面活性剂浓度CS=3g/L)、聚表剂溶液(CSp=2g/L)驱油效果进行了对比与评价。结果表明,在化学剂用量相同条件下,4种驱油体系均可以进一步提高原油采收率,采收率增幅在10.1%～22.9%之间。在化学剂费用相同条件下,采用单一高浓度聚合物段塞增油降水效果最好,最终采收率均高于4种驱油剂多段塞组合方式。多段塞组合方式中,"低黏度驱油体系+高黏度驱油体系"方式的增油效果好于"高黏度驱油体系+低黏度驱油体系"的增油效果。综合技术条件和经济效果两方面考虑,推荐聚合物驱后采用单一高浓度聚合物驱,采收率增幅预计为15%～18%。     

新型聚合物驱油数学模型

建立了能模拟多种分子量聚合物溶液混合驱油和聚合物黏弹性作用驱油机理的数学模型,该模型从弹性效应和黏性效应两个方面描述了聚合物驱油机理。弹性驱油作用的数学描述是:弹性能降低残余油饱和度,使油相相对渗透率提高;黏性驱油作用的数学描述是:聚合物能增加水相黏度,改善油水流度比及扩大驱替液的宏观波及体积。在多种分子量聚合物溶液混合驱油机理数学模型中,每一种分子量聚合物在油藏中流动满足各自独立的物质传输规律,在驱油机理上表现为多种分子量聚合物溶液浓度之和的总浓度总体驱油过程,驱油机理数学模型中的参数表示为各种分子量聚合物相应参数浓度加权平均的形式。所建立的模型能够模拟聚合物驱油提高微观驱油效率和流度控制驱油机理以及所发生的对流、弥散、扩散、吸附等物化现象。实际应用结果表明,该模型具有较强的实用性,可用于聚合物驱油的机理研究、矿场方案优选和开发效果预测。     

FEASIBILITY STUDY ON POLYMER-FLOODING EOR FOR PUTAOHUA RESERVOIRS AROUND THE PERIPHERY OF DAQING OILFIELD

针对外围油田高含水葡萄花油层剩余油潜力大、井网加密效果差、水驱剩余可采储量小等问题,提出了中低渗透油藏聚合物驱技术.评价了外围油藏条件下聚合物溶液的稳定性及与外围储层的匹配性,利用物模模型和数值模型研究了其驱油效果.室内研究结果表明,相对低分子质量的聚合物溶液具有较好的增黏性和稳定性,能够注入外围油田大部分葡萄花油层,并取得较好的驱油效果.当温度60℃、空气渗透率200 × 10-3 μm2、原油黏度9.9 mPa·s时,聚合物驱能够提高采收率6.75％～9.50％.外围油田葡萄花油层实施聚合物驱油技术是可行的.     

GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF OIL RESERVOIRS FLOODED BY WATER AND POLYMER

油藏地球化学研究是水驱综合挖潜、聚驱精细调整开采剩余油的基础,采集萨尔图油田北一断西区聚合物驱前后2口小井距对比检查井的葡一组油砂样品51件,通过岩心分析获得油藏剩余油黏度、流度、含油饱和度、驱油效率等实验数据.实验研究结果表明,水驱后和聚合物驱后油藏剩余油黏度、流度、含油饱和度、驱油效率分布都呈现一定的非均质性特征,聚合物驱后较水驱后油藏剩余油变稠,剩余油开采潜力明显降低,驱油效率显著提高,驱油效率和含油饱和度的非均质性减弱;聚合物驱技术能够提高各种物性油藏的驱油效率,水驱技术能够提高高中低渗透油层的驱油效率,但在特高渗透油层则“无效循环”且随渗透率增大呈下降趋势;提高水驱油藏驱油效率的方法是降低剩余油黏度或提高水驱溶液的黏度即加入黏稠化学剂;提高聚合物驱油藏驱油效率的方法是降低剩余油黏度、提高聚合物驱溶液黏度或改善油层物性.     

影响聚合物驱采收率因素的研究

通过室内物理模拟驱油实验,考察了水油黏度比、地层渗透率、聚合物注入量对聚合物驱效果的影响.结果表明,当岩心渗透率为1.5μm2,地下原油黏度为50.7 mPa·s时,聚合物驱的合理水油黏度比为0.06 ～0.6;聚合物驱提高采收率的最佳地层渗透率为2.0 μm2;水驱后转注浓度为3 000 mg/L的聚合物溶液,提高采...     

用水溶性缔合聚合物驱替稠油

研究了在多孔介质中用盐水和缔合聚合物溶液驱替中黏原油(200 mPa\5s).在相同的浓度下,缔合聚合物溶液具有比常规聚合物溶液更高的黏度.这项研究是在光学显微镜下刻蚀的二维硅质微观模型上进行的.模型具有与贝雷砂岩相同的孔隙结构.研究结果包括波及状态、原油采收率和残余油在孔隙内的分布情况.大体上说,在用盐水和低浓度常规聚合物溶液驱油时将导致严重的指进现象.由于缔合聚合物溶液具有更大的黏度,从而具有更稳定的驱替特性.此外,在盐水突破后注入缔合聚合物溶液可以减缓指进和改善稠油的驱替效果.实验结果表明,缔合聚合物是提高稠油驱替效率的可行方法之一.     

驱油聚合物水溶液黏度稳定剂的研究

针对聚合物溶液在聚合物驱环境中黏度损失严重进而影响了驱油效果的问题。对聚合物水溶液黏度的影响因素和特点进行了分析,研制并筛选出了黏度稳定剂JW-1,并对其增黏稳黏效果进行了室内评价。试验结果表明,与空白的HPAM溶液相比,JW-1加量在800~1200 mg/L时,HPAM体系黏度增加了3倍左右,当其加量为1000 mg/L时,HPAM体系60 d后黏度基本保持稳定,黏损率约为10.1%,而空白的HPAM体系黏损率高达50%以上;JW-1与清污混配的HPAM溶液配伍性好,不产生悬浮物或絮状物。可望在聚合物驱油和深度调剖方面得到应用。     

功能型聚合物室内评价研究

杏北开发区聚合物驱注人体系受污水水质、细菌等因素影响,溶液注入浓度达到1 200 mg/L左右,聚合物用量大,成本高.为了进一步提高聚驱开发效果,开展了中科院化学所研制的10203-Ⅱ功能型聚合物的室内评价研究工作,从聚合物分子结构、聚合物理化性能指标、聚合物黏度浓度曲线、聚合物黏度稳定性、聚合物抗剪切性能、聚合物流变特性和室内驱油效果这七个方面进行分析,从而了解其性能指标的情况.通过对10203-Ⅱ功能型聚合物及3 500万聚合物的对比评价表明,功能型聚合物具有自组装、自交联、自带活性、抗盐、抗菌等特点,其分子量仅为1 000万左右,与普通聚合物相比,相同配制浓度条件下,具有较高的体系黏度,总体驱油效果好于3 500万聚合物,为功能型聚合物驱的投产提供了室内理论依据.     

延缓交联弱凝胶调驱剂的研制与性能评价

现有交联聚合物凝胶体系成胶时间短,调驱剂不能深入油藏实现深部放置,导致了水驱开发效果较差。考察了在一定温度、热稳定剂作用下,延缓有机复合交联剂NQJ与聚合物的交联反应,形成了适用于大庆萨尔图北部油田油藏的延缓交联弱凝胶体系。该体系地面黏度较低,便于现场注入,且具有较好的延缓交联效果,可实现大剂量深部调驱。研究结果表明:抗盐聚合物、交联剂与热稳定剂的质量分数分别为0.15%~0.25%、0.15%~0.2%与0.015%~0.025%时,形成的凝胶黏度大于5 000 mPa·s,成胶时间3~6 d可调,能够满足现场深部调驱要求。     

Cr3+聚合物弱凝胶调驱剖面变化规律及改善方法

采用分子内交联为主的Cr³⁺聚合物弱凝胶,通过“分注分采”岩心驱替实验研究调驱剂段塞尺寸、岩石渗透率和原油黏度对储层吸液剖面和产液剖面的影响。针对渤海油田LD10-1区块渐新统东营组进行了“堵/调/驱”实验。研究结果表明：①调驱剂段塞尺寸对注采两端液流转向和剖面返转时机没有影响,但超过0.3 PV后单位体积段塞尺寸Cr³⁺聚合物弱凝胶提高原油采收率增幅减小,随储层渗透率级差和原油黏度增大,注采两端液流转向时机延后,剖面返转时机提前;②“有机/无机”复合凝胶体系封堵高渗透率层、聚合物微球调控微观非均质性和稠油流度改善剂提高驱油效率等3种措施同时实施,可提高聚合物弱凝胶调驱后的采收率;③“堵/调/驱”组合提高采收率机理为：封堵优势渗流通道扩大非均质储层宏观波及体积、聚合物微球在变径孔隙或喉道处发生桥堵实现微观液流转向、高效驱油剂可进入未波及孔喉区域发挥降黏原油、降低油水界面张力和高效驱替等3种作用。     

双重介质油藏聚合物和交联聚合物驱油研究

对双重介质油藏,提出了用聚合物和交联聚合物驱油的方法来提高其采收率.建立了双重介质油藏聚合物驱油和地下交联聚合物驱油的两维两相五组分的双渗双孔数学模型.该模型考虑了溶剂驱替过程中的各种物理化学现象(粘度、阻力系数、吸附、滞留、扩散以及双重介质中的渗吸等),对该模型中所涉及的主要参数提出了易于应用的数学表达式;采用有限差分法对模型进行求解;并进行了一系列的数值计算.分析了聚合物和交联聚合物在双重介质油藏中的渗流规律,研究了聚合物浓度、交联聚合物驱的交联强度以及裂缝渗透率与基质渗透率之比等因素对双重介质油藏驱油效果的影响,比较了聚合物驱和地下交联聚合物驱的驱油效果,得到了一些有价值的结论.为双重介质油藏进行聚合物驱和地下交联聚合物驱提供理论指导和优选方法.     

聚合物及聚合物交联微凝胶调驱效果评价

为了评价聚合物交联微凝胶的调驱效果,了解聚合物交联微凝胶驱动态反应特征并探索聚合物交联微凝胶驱油机理,在具有河南油田油藏地质特征的五点法井网、纵向非均质物理模型上进行了驱替实验。实验结果表明,与聚合物驱相比,由于聚合物交联微凝胶在多孔介质内滞留量大,流动能力差,注入压力高,因而调驱效果好。在聚合物驱及聚合物交联微凝胶驱后,地层内剩余油主要分布在中、低渗透层,这是进一步提高采收率的潜力所在。     

三元复合驱提高原油采收率的三维物理模拟研究

建立了三元复合驱纵向非均质油藏物理模型。在该模型上布置了压差传感器和饱和度测量探针,测量了三元复合驱的开采效果、压力场和饱和度场变化,研究了三元复合驱提高波及效率与驱油效率的宏观渗流机理。对于纵向非均质油藏,三元复合剂在油藏内的吸附、滞留、乳化等作用下使阻力增大、压力上升及流动转向。在平面上,三元复合剂从主流线流向两侧非主流线的剩余油区,驱替出剩余油,提高了平面上的宏观波及范围;在纵向上,三元复合剂从高渗透层内流向中低渗透层,提高了纵向波及范围。在三元复合剂的协同作用下,不仅驱替出高渗透层及主流线上的残余油,而且驱替出中低渗透层、非主流线上的剩余油。因此,三元复合驱可以提高波及效率和驱油效率,从而大幅度提高了原油采收率。     

Cr~(3+)聚合物凝胶与水交替注入调驱作用机理——以渤海LD10-1油田为例

针对渤海LD10-1油藏减缓吸液剖面反转技术需求,通过层内非均质岩心驱替实验,发现Cr~(3+)聚合物凝胶与水交替注入工艺具有较好的增油降水效果,运用并联岩心驱替实验,从驱替过程和驱油效果两方面探讨了交替注入增油机理。结果表明,相比整体凝胶段塞注入工艺,"Cr~(3+)聚合物凝胶+水"交替注入方式具有更好的封堵和驱替效应。凝胶前置段塞对高渗透层实施封堵后,后续水段塞一方面可使弱凝胶分子线团膨胀加强封堵效果,改善后续流体的转向能力,另一方面还可增强驱替效果,减缓吸液剖面反转现象。在实际设计交替轮次数时,应考虑水段塞过多易引起高渗透层突进的问题。     

弱凝胶在多孔介质中的微观驱替机理

利用室内微观驱替实验装置,采用透明的单层油砂充填模型研究了弱凝胶驱和后续水驱过程中不同时刻各相流体在多孔介质中的分布。微观驱替实验结果表明,弱凝胶沿原先被水占据的大孔道流动,并且可以通过变形被挤入窄小孔喉,在弱凝胶的前沿存在稳定的水胶界面。在后续注水过程中,存在于大孔道的弱凝胶迫使后续注入水改向进入未被注入水波及的小孔隙,驱替的残余油滴聚集并形成油墙。弱凝胶的流体改向作用是提高微观波及效率和采收率的主要因素;弱凝胶的粘弹作用有利于在油藏深部进行深度调剖。     

Effect of polymer solution structure on displacement efficiency

In this paper,a series of experiments,including atomic force microscope (AFM),environmental scanning electron microscope (ESEM),and core displacement tests were conducted to investigate the effect of p...     

弱凝胶体系地层流体转向技术在海上稠油油田的应用

稠油油田注水开发过程中,受不利流度比和非均质性的影响,注入水沿高渗层突进,造成油井暴性水淹,严重影响水驱开发效果.针对海上稠油油田的开发特点和存在问题,对弱凝胶体系的适用性进行了分析,对影响凝胶体系调驱的关键参数进行了优化.结果表明,原油黏度影响弱凝胶调驱效果,随着黏度的增大调驱效果有变差趋势.在含水率40%以后,注入...     

黏土对聚合物溶液黏度和渗流特性影响研究——以渤海SZ36-1油田为例

聚合物类调驱剂流经多孔介质时,不可避免地与储层填隙物接触,因水动力学捕集、机械捕集、表面吸附和聚合物分子间的相互作用而产生滞留,这种物理化学作用不仅会影响注入流体的渗流特性,而且会对交联聚合物成胶性能产生影响。以岩石矿物学、物理化学和高分子化学为理论指导,以仪器分析、化学分析和物理模拟为技术手段,以砂岩储层中主要黏土矿物与聚合物间相互作用为研究对象,开展了黏土矿物类型和含量对聚合物凝胶黏度、吸附量和渗流特性实验研究。结果表明,蒙脱土、高岭土和伊利土等三种黏土矿物会不同程度的降低聚合物溶液和凝胶的黏度,原因在于它们表现出的较大吸附能力差异,其中蒙脱土吸附量较大,其次为高岭土,再其次为伊利土,晶层结构差异是产生这种差异的直接原因。与聚合物溶液相比较,黏土矿物对交联聚合物溶液吸附量较小。在进行聚合物浓度取样检测时,容器上层液聚合物浓度通常要比下层液低,但整体水平差异不大。进一步分析发现,黏土矿物吸附作用导致聚合物在孔隙中滞留增加,孔隙过流断面减小,阻力系数和残余阻力系数增大。此外,黏土颗粒在多孔介质内运移和捕集也会造成渗流阻力增大。