特高盐油藏聚合物调驱剂筛选及油藏适应性评价

将模拟吐哈雁木西油田的注入水软化后,分别配制了3种抗盐聚合物溶液和一种弱凝胶溶液,利用黏度测试、流变测试、SEM和核磁共振成像等方法分析对比了它们的性能。实验结果表明,软化水配制聚合物熟化效果较好,剪切后黏度保留率较高。弱凝胶分子线团尺寸最小,分子链间缠结紧密,黏弹性优于聚合物溶液。弱凝胶溶液质量浓度为600～1 000 mg/L时,阻力系数和残余阻力系数适中,注入性和滞留特性良好,适用于雁木西油田矿场。弱凝胶溶液主要动用T_2弛豫时间大于100 ms的大孔隙,驱油效率最高,采收率贡献最大,最终采收率增幅13.39百分点。岩心驱替过程中在入口处自始至终有部分残余油滞留,表明岩心存在端部效应。     

秦皇岛32-6油田稠油油藏弱凝胶调驱技术研究及应用

秦皇岛32–6疏松砂岩稠油油田长期高强度注采开发后,受储层强非均质性及水油流度比大等因素影响,注入水水窜严重,水驱效果逐渐变差,迫切需要开展注水井调驱技术研究。针对油田开发实际需求,利用物理模拟实验方法,进行了聚合物弱凝胶调驱技术的室内研究及方案优化,结果表明,聚合物浓度愈高、聚Cr~(3+)质量比愈小,凝胶体系的阻力系数和残余阻力系数愈大,则封堵及液流转向能力愈强,扩大水驱波及体积、提高水驱采收率效果越显著。现场实施过程中采用"前置段塞+主段塞+保护段塞"逐级组合的调驱方案,聚合物浓度分别为2 000,3 600,4 200 mg/L,聚Cr~(3+)质量比为180∶1,注入段塞0.08 PV,先导试验D10井组累计增油2.4×10~4 m~3,含水率下降6%,取得了明显的增油效果及经济效益。     

BZ28-2S油田Cr~(3+)聚合物凝胶渗流特征及其调驱效果研究

渤海BZ28-2S油田具有油藏厚度大、平均渗透率高、非均质性严重、溶剂水矿化度较高和原油黏度较低等特点,注水开发过程中水窜现象比较严重,进而影响水驱开发效果,亟待采取调剖技术措施来改善水驱开发效果。针对BZ28-2S油藏储层特征、流体性质和及其井网特点,以黏度、阻力系数、残余阻力系数和采收率为评价指标,开展了Cr~(3+)聚合物凝胶配方优选和调驱注入参数优化实验研究。结果表明,在目标油藏储层和流体条件下,交联剂Cr~(3+)与聚合物分子链间可以发生交联反应,形成具有"分子内"交联结构特征、独特渗流特性和与储层适应性良好的Cr~(3+)聚合物凝胶体系。与聚合物溶液相比较,在段塞相同条件下,Cr~(3+)聚合物凝胶调驱效果较好。从技术经济效果考虑,推荐Cr~(3+)聚合物凝胶体系组成:C_P=1 200~1 600 mg/L,m(Pol):m(Cr~(3+))=180:1~270:1,段塞尺寸为0.075~0.125 PV,预计采收率增幅1.6%~2.5%。在室内研究基础上,2012年12月开始在渤海BZ28-2S油田进行了矿场试验。目前矿场调驱施工正在进行之中,截止到2013年5月,由于调驱时间较短,部分油井已经见效。     

Ca2+和Mg2+对Cr3+聚合物凝胶性能影响实验研究

为进一步探究Ca~(2+)和Mg~(2+)对弱凝胶调驱效果的作用机理,针对渤海某油藏地质特征和流体性质,以黏度、黏弹性、阻力系数、残余阻力系数以及采收率为评价指标,从增黏性、抗剪切性、耐温性、黏弹性、渗流特性和调驱效果等方面着手,开展了Ca~(2+)和Mg~(2+)对弱凝胶性能及其调驱效果影响研究。结果表明,与注入水相比,软化水虽然矿化度较高,但其几乎不含Ca~(2+)、Mg~(2+)二价阳离子,利用其所配制Cr~(3+)聚合物凝胶溶液中的聚合物分子链受阳离子影响较小,聚合物分子聚集体尺寸较大,其增黏性、抗剪切性、耐温性、黏弹性、渗流特性和调驱效果均强于注入水配制Cr~(3+)聚合物凝胶。对海上油田注入用水进行软化处理,即除去水中Ca~(2+)和Mg~(2+),有利于改善Cr~(3+)聚合物凝胶调驱效果,进一步提高原油采收率。     

大庆头台低渗透油藏液流转向剂筛选及其增油效果评价

大庆头台油田源13西块PI组油层为低渗油藏,目前已经处于高含水开发期。为进一步通过深部液流转向措施扩大中低渗透层波及体积,以目标油藏储层和流体为模拟对象,以阻力系数、残余阻力系数和采收率为评价指标,开展了深部液流转向剂筛选及其增油效果评价实验研究。结果表明:与目标油藏储层相适应的聚合物相对分子质量不大于800×10~4,聚合物质量浓度不大于900 mg/L,交联剂中聚合物与Cr~(3+)聚合物凝胶的质量浓度比为(180~270)∶1;在相对分子质量和质量浓度相同条件下,与聚合物溶液相比,Cr~(3+)聚合物凝胶不仅阻力系数和残余阻力系数较大,而且残余阻力系数大于阻力系数,表现出优良的液流转向增油效果;随着聚合物凝胶段塞尺寸增加,调驱采收率增大但增幅逐渐减小,适宜段塞尺寸为0.1~0.15 PV。     

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。     

海上稠油油田复合调驱技术与应用

渤海D油田为中、高孔渗稠油油藏,经过长期注水开发,水窜大孔道发育,单一的调驱措施效果逐渐变差。针对平台作业空间狭小、储层调驱效果弱化的问题,进行"凝胶+聚合物微球"复合调驱技术研究,开展了复合调驱体系评价室内研究,筛选并优化体系配方,通过非均质岩心驱替实验表明复合技术比单项技术采收率增幅提高10.5%。矿场应用结果表明:"凝胶+聚合物微球"复合调驱技术有效抑制了注入水延高渗带的突进,井组含水上升趋势得到明显抑制,阶段累计增油超过6×10^3m^3并持续有效,为老油田深部挖潜、提高调驱效果提供了新思路,对海上注水开发油田稳油控水工艺具有示范意义。     

“凝胶/微球”调剖调驱注入参数及组合方式优化

为解决目前渤海油田调剖/调驱组合技术面临的难题,助力渤海油田多轮次调剖/调驱效果提升,以渤中34-2/4储层为模拟对象,在层内非均质岩心上开展了“酚醛凝胶/聚合物微球”调剖调驱注入参数及组合方式优化研究。结果表明,组成为“聚合物（3 g/L）+酚醛树脂类交联剂（3 g/L）+固化剂间苯二酚（3 g/L）”的酚醛凝胶具有较高的成胶强度,可对高渗层产生良好封堵作用,浓度为3 g/L的“超分子型”聚合物微球具有较好的水化膨胀作用,可实现宏观和微观液流转向效果。二者相互促进,最终实现良好的增油降水效果。随岩心非均质性增加,水驱采收率减小,酚醛凝胶/聚合物微球的调剖、调驱采收率增幅呈现“先增后降”趋势。从技术经济角度考虑,调剖、调驱合理注入时机为含水率80%～90%,调剖剂合理段塞尺寸为0.10～0.20 PV,调驱剂合理段塞尺寸为0.20～0.30 PV;与大段塞、整体注入方式相比较,小段塞、多轮次交替注入方式可以减小微球注入端滞留作用和减缓剖面反转速率,进而提高液流转向效果。     

聚合物凝胶-微球颗粒-表面活性剂堵调驱提高采收率技术

采用树脂胶结非均质岩心开展堵调驱组合提高采收率实验研究.结果表明:聚合物凝胶+微球+表面活性剂的"堵+调+驱"组合段塞注入方式相比单一段塞注入效果更好,采出程度比水驱提高34.78％.该技术可协同发挥聚合物凝胶封堵水窜通道,调整吸水剖面,微球深部液流转向,表面活性剂提高驱油效率的作用,从而大幅提高采收率.B油田现场试验...     

等成本下聚合物及凝胶驱油效果

聚合物驱、凝胶驱是我国陆上油田最主要的两种驱油体系,为考察等成本条件下聚合物和凝胶驱的驱油效果,采用三联填砂岩心管,模拟了不同浓度的聚合物驱、凝胶驱及聚合物-凝胶组合驱的采收率增幅,以及聚合物-凝胶交替注入工艺对采收率增幅的影响。研究结果表明:对于较均质油藏,相同药剂成本的低浓度聚合物驱、高浓度聚合物驱、低浓度凝胶驱及聚合物-凝胶组合驱采收率增幅差异不明显,单纯高浓度凝胶驱采收率增幅略小;对于非均质油藏,等成本凝胶驱及凝胶-聚合物驱组合采收率增幅明显大于单纯的聚合物驱或凝胶驱,其中凝胶-聚合物组合驱采收率增幅最大。等成本的凝胶-聚合物组合驱交替注入对采收率增幅有显著影响,其中凝胶-聚合物组合驱4次交替注入采收率增幅最明显。图3表2参10     

改性淀粉凝胶与三元复合驱体系的组合调驱研究

采用双层非均质岩心模型,将调剖和驱油结合,评价不同级差条件下8种开发方案提高采收率的效果。结果表明,岩心渗透率为30×10^-3/1000×10^-3μm²时,单独聚合物驱和三元驱使含水率下降约15%,采收率分别提高6.7%和8.3%。用改性淀粉凝胶封堵后,三元驱岩心含水率下降至44%,明显低于聚合物驱和水驱的最低含水率60%、70%,三元驱、聚合物驱及水驱采收率增幅分别为23.5%、19.2%和10.1%。三元驱能有效启动低渗层位,三元复合驱对低渗层位剩余油的开采效果明显好于聚合物驱。“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅为40.4%,好于二者单独作用时的采收率增幅加和35.6%,并比“铬凝胶+三元复合驱”组合调驱采收率增幅高4.3个百分点。岩心渗透率为30×10^-3/2000×10^-3 μm²和30×10^-3/500×10^-3μm²时,“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅分别为45.3%和34.4%,三元驱提高采收率25.1%和22.2%,油藏非均质性越严重,该组合调驱体系开采效果越好。     

Cr~(3+)聚合物凝胶调驱效果及作用机理

海上普通稠油油藏具有储层厚度大、非均质性强和岩石胶结强度低等特点,水驱开发效果较差。为了加快油田开发速度和提高原油采收率,以物理化学、高分子材料学和油藏工程为理论指导,以化学分析、仪器检测和物理模拟为技术手段,以渤海某油田储层地质特征和流体为研究对象,开展了Cr~(3+)聚合物凝胶储层适应性及作用机理研究。结果表明:随储层平均渗透率和渗透率变异系数增加,聚合物凝胶调驱增油效果变好;随聚合物凝胶注入时机提前,聚合物凝胶调驱效果变好;随原油黏度增加,聚合物凝胶调驱效果变差。     

乳液型聚合凝胶调驱体系性能评价

为了提高海上油田的驱油效率、满足海上平台作业要求,通过测定乳液型聚合物溶液和凝胶体系的黏度随时间的变化,得到适合海上油田深部调驱的乳液型聚合物凝胶体系;通过长度为1 m的填砂模型封堵实验和均质岩心驱油实验,研究乳液型聚合物凝胶的封堵性和驱油效果。结果表明,乳液型聚合物的稳定性较好,溶液放置31 d后的黏度保留率为71.15%。由两种酚醛类交联剂和乳液型聚合物组成的聚合物凝胶成胶时间为8 d,成胶黏度为911 mPa·s,稳定性良好。水驱和聚合物驱注入速率为5 m/d时,填砂模型封堵效果相对较好,沿程封堵率均超过90%。岩心驱油实验中,渗透率5000×10~(-3)μm~2岩心的采出程度增幅比渗透率为1000×10~(-3)μm~2和3000×10~(-3)μm~2的岩心高12.46%和3.83%,聚合物凝胶体系可以进入油藏深部实现高渗条件下的深部调驱,改善水驱效果。图4表4参19     

低渗透油藏Cr~(3+)聚合物凝胶渗流特性及其作用机理

大庆头台油田源13西区块为非均质性较严重的低渗透油藏,综合含水率高,采出程度低,亟待实施大幅度提高采收率技术。以油藏工程、物理化学和高分子材料学理论为指导,以仪器检测、化学分析和物理模拟为技术手段,以大庆头台源13西区块储层和流体为实验对象,开展了Cr~(3+)聚合物凝胶组成优选及其渗流特性实验研究。结果表明:在注入水条件下,与目标油藏储层相适应聚合物相对分子质量应当小于等于800×10~4,聚合物质量浓度应当小于等于900 mg/L;与聚合物溶液相比较,Cr~(3+)聚合物凝胶具有较强黏弹性和液流转向能力,推荐目标油藏交联剂质量浓度ρ_聚:ρ_(Cr~(3+))小于等于180:1;在较高溶剂水矿化度、较低交联剂和聚合物质量浓度条件下,Cr~(3+)与聚合物分子间交联反应以"分子内"交联反应为主,Cr~(3+)聚合物凝胶黏度几乎不增加,但渗流阻力较高,表现出较强液流转向能力     

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。     

非均质地层多轮次堵水调剖物理模拟实验研究

通过交联聚合物驱油动态模拟试验装置，模拟在纵向非均质地层条件下的多轮次堵水调剖。利用该装置注入各种不同的堵剂(木钙、交联聚合物、弱凝胶CDG)，实施多轮次水驱，通过试验得出了各种堵剂对岩心的封堵能力、多轮次堵水调剖与采收率的关系、对比了多轮次堵水调剖中堵剂选择对调剖效果的影响。为今后胜坨油田多轮次堵水调剖技术的进一步完善提供了重要的参考依据。     

无机凝胶在18 m长岩心内的传输运移能力*

为了实现海上高盐油田高效低成本开发,满足深部液流转向技术需求,本文开展了无机凝胶药剂浓度优选及18 m超长岩心内传输运移能力实验研究。结果表明,目标储层注入水中Ca~(2+)和Mg~(2+)含量分别为0.569 g/L和0.229 g/L,二者不足以与主剂Na_2SiO_3溶液反应生成大量无机凝胶,需选用外加CaCl_2溶液作为助剂,选择主剂与助剂浓度均为3.7 g/L。随"软化水+Na_2SiO_3溶液+软化水+CaCl_2溶液"交替注入轮次增加,18 m长岩心上各个长度区间压力梯度呈现逐渐升高趋势。多轮次交替注入结束后无机凝胶波及岩心区域达到总长度86.7%,岩心前后相邻两个长度区间压力梯度比值分别为3.85、2.03、1.16、1.19和1.24,各个长度区间压力梯度比值差不大,无机凝胶调剖剂具有良好传输运移和深部液流转向能力。后续水驱结束时,岩心各个长度区间封堵率在19.97%数72.26%,表明无机凝胶在孔隙内具有较强耐冲刷和持久液流转向能力。图3表5参17     

渤海油田多轮次层内生成CO2调驱效果优化

为解决渤海油田多轮次层内生成CO_2调驱后增油效果逐渐变差的问题,通过岩心驱替实验分析了其原因,并对比了不同封堵体系对调驱效果的改善作用。研究表明:1轮次层内生成CO_2调驱可使原油采出程度在水驱基础上提高25.61百分点,2轮次调驱采出程度在1轮次基础上仅提高0.38百分点,3轮次调驱已无增油效果;在3轮次调驱前注入0.2 PV的聚合物,增油效果提高不明显,而注入同样体积的凝胶体系,采出程度比只进行3轮次层内生成CO_2调驱提高10.19百分点,表明凝胶体系能够有效封堵高渗层,使后续层内生成CO_2调驱溶液转向低渗层,从而显著改善多轮次层内生成CO_2调驱效果。研究结果为在渤海油田强非均质性储层开展多轮次层内生成CO_2调驱提供了参考依据。     

聚合物溶液在高盐中低渗透油藏中的适应性——以吐哈雁木西油田为例

吐哈雁木西油田为高盐中低渗透油藏,目前已经进入特高含水率开发阶段。为提高该油田的采收率,以油田储层地质特征和流体性质为模拟对象,开展了聚合物溶液油藏适应性研究。结果表明,聚合物相对分子质量和浓度对聚合物溶液与岩心的配伍性均有影响。当聚合物质量浓度为300数900 mg/L、相对分子质量为800×10~4数2000×10~4时,聚合物溶液对应的渗透率极限范围为20×10~(-3)数70×10~(-3)μm~2。在聚合物相对分子质量一定时,随聚合物浓度增加,渗透率极限增加,聚合物分子线团尺寸Dh呈指数型增加;在聚合物浓度一定时,随聚合物相对分子质量增加,渗透率极限和Dh增大。由渗透率极限岩心孔隙半径中值与Dh间的关系可以得到对应的配伍区和堵塞区。对于雁630区块,油层累积厚度比达到60%时对应的储层渗透率为60.5×10~(-3)μm~2,采用相对分子质量1700×10~4和900 mg/L聚合物溶液可以满足进入规定储层厚度的要求。若采用相对分子质量较低的聚合物,则聚合物浓度需相应提高。图9表2参22     

Cr~(3+)与聚合物在岩心内静态成胶效果评价

近年来,在SZ36-1和LD10-1油田开展了聚合物驱和聚合物凝胶调驱矿场试验,取得了明显增油降水效果,为海上油田提高采收率找到了一条有效途径,但油藏中的各种复杂环境和条件可能会对其交联反应存在影响。通过理论分析和物理模拟实验,开展了交联剂Cr~(3+)与聚合物在岩心内静态成胶效果评价实验研究。结果表明,在静态条件下,交联剂Cr~(3+)与聚合物分子间可以在岩心孔隙内发生交联反应,其成胶效果受到岩心渗透率及其类型(是否含胶结物)、岩心含油饱和度、黏土矿物类型和含量等因素的影响,其中渗透率影响程度较大;随岩心渗透率增大即孔隙尺寸增大,岩心内成胶效果变好;随含油饱和度降低,岩心成胶效果变好;随黏土含量增加,岩心内成胶效果变差,而且在三种岩心黏土类型中,伊利石的影响最大,其次为高岭石,再其次为蒙脱石;岩石颗粒胶结愈疏松,成胶效果愈好。这些研究成果对于国内外油田利用弱凝胶进行深部调剖技术进一步提高开发效果具有指导作用。