大庆油田疏水缔合聚合物驱物理实验模拟

通过阻力系数(FR)和残余阻力系数(FRR)测定及岩心驱油实验,在实验室考察了一种疏水缔合聚合物HAP工业产品在大庆油田条件下(45℃,天然或模拟人造岩心)的驱油性能,并与一种HPAM工业产品(M=1.43×107,HD=27%)进行了对比.HAP溶液用矿化度4 456 mg/L的污水配制,HPAM溶液用矿化度918 mg/L的清水配制.800 mg/L HAP溶液流过水测渗透率0.037-0.333 μm2的天然岩心时产生的FR＞10,FRR＞2.在三层非均质人造岩心(Vk=0.72, Ka=0.840-1.120 μm2)上进行的岩心驱油实验中,相同浓度(1 000 mg/L)HAP溶液驱替水驱残余油的采收率比HPAM溶液高3%-4%(OOIP),相同粘度(41-42 mPa·     

疏水缔合羟乙基纤维素的阻力系数和残余阻力系数研究

测试了疏水缔合羟乙基纤维素(BHEC)阻力系数和残余阻力系数,并与未改性羟乙基纤维素(HEC)做对比。实验结果表明:BHEC阻力系数和残余阻力系数均随着聚合物浓度的增加而增大,当浓度超过BHEC临界缔合浓度时,其阻力系数和残余阻力系数由增加平缓变为急剧上升;随着渗透率的增大单调减小,阻力系数为12~21,残余阻力系数为6~10;随着注入速率的增加而单调递增,但增加幅度较小;随着温度的上升而下降。     

分子间缔合作用对缔合聚合物溶液阻力系数与残余阻力系数的影响

通过在缔合聚合物溶液中加入具有“内疏水,外亲水”结构的β-环糊精,研究了分子间缔合作用对缔合聚合物溶液的阻力系数与残余阻力系数的影响.实验结果表明,加入β-环糊精后,缔合聚合物溶液的粘度降低了98％左右,其微观结构由空间网络结构变为“柏树枝”状的松散结构,β-环糊精能消除缔合聚合物溶液分子间缔合作用;分子间缔合作用对缔合聚合物溶液阻力系数的贡献为83％左右,对残余阻力系数的贡献为59％左右,分子间缔合作用是缔合聚合物溶液建立阻力系数与残余阻力系数的主要方式;该作用对分析缔合聚合物溶液在地层中的吸附滞留量具有参考意义.     

适用于高渗稠油的缔合型聚合物驱室内效果评价

针对渤海海上稠油水驱采收率较低的问题,研究了疏水缔合型聚合物AP-P4溶液的驱油效果.结果表明:随着原油黏度的增加,水驱和聚合物驱的采收率均降低;采收率增幅先降低后增加再降低.原油黏度在100～300mPa-s时,AP-P4聚合物采收率增幅大于7％.随着AP-P4溶液浓度增加,剪切后溶液的阻力系数Fr和残余阻力系数Frr逐渐增加,Frr可达2.3～14.5,在高渗透多孔介质中建立高渗流阻力的能力较好.可以降低AP-P4溶液在稠油油藏聚合物驱中所需的溶液黏度,有助于降低聚合物溶液的浓度.在渤海典型稠油油藏的现场试验取得了明显的降水增油效果,为缔合型聚合物提高高渗稠油油藏的采收率提供了理论和应用依据.图3参5     

疏水缔合聚合物溶液的渗流特性

针对渤海某高渗透油藏,单纯依靠聚合物溶液粘度对大孔道中的驱替进行流度控制具有较大难度.对疏水缔合聚合物溶液在高渗透多孔介质中的渗流特性的研究发现:随着疏水基摩尔分数的增加,梳型疏水缔合聚合物的溶液结构增强,在高渗透多孔介质中的阻力系数先增加后降低,但降低的幅度小,而残余阻力系数则一直增加;当疏水基摩尔分数相同时,星型比梳型疏水缔合聚合物的溶液结构强,在高渗透多孔介质中的阻力系数和残余阻力系数较高,星型疏水缔合聚合物能够更有效地改善流度比,降低水相渗透率.实验结果表明,疏水缔合聚合物的溶液结构能够提高聚合物溶液在高渗透多孔介质中的流度控制能力.     

应用阻力系数优化聚合物驱参数

为了合理的匹配聚合物的注入速度、注入浓度和聚合物的相对分子质量，根据阻力系数和残余阻力系数的关系以及相对渗透率曲线，对于一定的油层条件应该匹配多大的阻力系数进行了研究。结果表明，在聚合物驱过程中，使聚油流度比小于等于1的条件是聚合物驱阻力系数大于等于水油流度比，因此，可以采用聚合物的阻力系数进行聚合物驱参数优化或设计，采用该方法可以实现注聚合物单井的个性化设计，进一步提高聚合物驱采收率。     

适合渤海绥中361油田二元复合驱体系性能研究

本文在渤海绥中361海上油藏条件下,测定了由磺酸盐型双子表面活性剂为主的表面活性剂(辛基酚基聚氧乙烯醚TX100与磺酸盐型双子表面活性剂按质量比1∶4)与疏水缔合聚合物组成的SP二元复合驱体系的黏度及其与渤海绥中361脱气原油间的界面张力,并考察该体系的抗温性、耐盐性、吸附性及老化稳定性等,测定了该驱油体系在不同渗透率岩心中的阻力系数和残余阻力系数,在三层非均质岩心上进行了表面活性剂浓度不同的6个室内驱油实验。研究结果表明,配方为3000 mg/L表面活性剂+1750 mg/L聚合物的SP二元复合驱油体系具有良好的抗温、抗盐、抗剪切性及老化稳定性;该二元复合驱油体系黏度达40 mPa.s以上,可使油水界面张力降至10-3mN/m数量级,同时该体系在不同渗透率岩心中均能建立较高的阻力系数与残余阻力系数;室内驱油实验表明,在三层非均质岩心中,聚合物浓度为1750 mg/L,二元体系与原油界面张力由100mN/m(表面活性剂0 mg/L)降至10-2mN/m(表面活性剂750 mg/L)数量级时提高采收幅度很大;当界面张力由10-2mN/m(表面活性剂750 mg/L)降至10-3mN/m(表面活性剂1000 3000 mg/L),复合驱采收率增加幅度很小;总体上,该SP二元复合驱油体系具有良好的提高采收率能力,可提高采收率35%以上。图3表4参9     

疏水改性聚丙烯酰胺的驱油效果

考察疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的黏度、阻力系数和残余阻力系数,HMPAM在55℃时仍保持较高的黏度,耐温效果明显,HMPAM的增黏效果远优于HPAM;HMPAM具有很高的阻力系数和残余阻力系数,依次为97.62和67.11。HMPAM并联双管驱油实验表明,调驱后,低渗岩心采收率从47.75%提高至58.56%,高渗岩心采收率从58.16%提高至67.04%;调驱前注入压力0.045 MPa,调驱后注入压力0.206 MPa。     

驱油用FPS剂流动性能和驱油效果研究

采用恒速法进行物理模拟岩心驱替试验,分别测定多功能型聚合物驱油剂(FPS剂)、普通中分聚合物、超高分聚合物的滞留吸附特性,阻力系数及残余阻力系数,传导性能。试验结果表明,FPS剂具有较高的阻力系数及残余阻力系数,较强的可注入性,达到了控制流度比的目的;具有较好的传导性能,采用梯度式注入方式具有较好的调剖和"挖潜"驱油双重功能,有利于提高油层的波及体积,扩大波及效率,提高了原油采收率。     

不同驱油剂应用于聚合物驱油后油层的适应性分析

国内一些油田已陆续进入聚合物驱后续水驱阶段,亟待研发聚合物驱油后进一步提高采收率技术。为此,运用物理模拟方法,研究了不同驱油剂的渗流能力及聚合物驱油后驱油效果。实验结果表明,泡沫复合体系阻力系数及残余阻力系数最高,流度控制作用最强,扩大了波及体积,同时由于表面活性剂的加入,进一步提高了驱油效率,驱油效果较好,聚合物驱油后采收率提高10.6个百分点。     

高浓度聚合物驱提高采收率方法实验研究

为探索一种新的提高原油采收率的方法,在外形尺寸为4.5 cm×4.5 cm×30 cm、气测渗透率0.9~1.0μm2、变异系数为0.72的二维纵向非均质人造岩心上,模拟大庆油田油藏流体性质及温度条件,研究了高浓度聚合物(HPAM)驱注入时机、聚合物相对分子质量、聚合物段塞体积及段塞组合对驱油效果的影响。通过注入大分子量、高浓度聚合物,结合合理的注入方式,在化学剂成本与三元复合驱相当的情况下,采收率比水驱提高20个百分点以上,接近或超过三元复合驱的水平。实验表明,采用高浓度聚合物驱油是一种较好的提高原油采收率的方法。     

三元复合驱合理驱替速度实验研究

三元复合驱是一项可大幅度提高原油采收率的三次采油技术,其体系由聚合物、碱、表面活性剂三相组成,驱油机理相对复杂,影响因素也相对较多。为此,通过开展物理模拟驱油实验,对三元复合驱实验过程中的驱替速度参数进行了深入研究。实验结果表明,三元复合驱最佳驱替速度与岩心渗透率正相关,天然岩心最佳驱替速度为0.10～0.20 mL/min、人造岩心最佳驱替速度为0.30～0.60 mL/min;不同复合体系达到最低界面张力值的时间不同,且在不同驱替速度下对采收率的影响程度也不同,驱替速度的变化对小尺寸的天然岩心、界面张力下降慢的复合体系驱油效果影响较大。     

疏水缔合聚合物三元复合体系的静动态吸附行为

针对大庆油田条件下疏水缔合聚合物ASP三元复合驱新配方,研究了两种复合体系中各驱油剂的吸附量并对其特征进行了分析。通过岩心流动实验,测定了两种ASP三元复合体系中四种驱油剂在含油、不含油条件下的饱和滞留量和注入0.3PV时的滞留量。研究结果表明,在复合体系中,碱和表面活性剂在大庆岩心砂上的吸附都符合Langmuir吸附,吸附等温线为L型;疏水缔合聚合物的吸附等温线是由L型和H型组合而成,吸附等温线出现最高点,表现出多层吸附的特征;氢氧化钠的吸附量和滞留量都大于碳酸钠的吸附量和滞留量;表面活性剂和疏水缔合聚合物在氢氧化钠复合体系中的吸附量都小于碳酸钠复合体系中的吸附量;碱和表面活性的滞留量都小于在大庆岩心砂上的吸附量,而缔合聚合物的滞留量却大于吸附量;含油岩心中,碱、表面活性剂和疏水缔合聚合物的滞留量都小于在不含油岩心中的滞留量。结论对ASP复合驱体系的组成、段塞设计、油藏数值模拟等有一定的参考价值。     

气水交替改善CO2驱油效果的适应界限*

针对低渗特低渗透油藏CO2驱油效果差、气窜现象严重等特点,开展了CO2驱气水交替注入(WAG)方式改善CO2驱油效果研究,评价了岩心渗透率及其非均质性对气水交替驱油效果的影响;选取天然露头和人造非均质岩心,对气水交替的注入速率、注入参数及注入量进行优选,进行了WAG驱的适应性评价。研究表明,对于0.5×10^-3、1×10^-3和5×10^-3μm^2的低渗特低渗均质岩心,气水交替驱能够实现良好的流度控制作用,延长CO2的窜逸时间,且渗透率越低,气窜时间越晚;渗透率级差为5、10和50的非均质性岩心,渗透率级差越小,气水比越高,提高采收率效果越好。渗透率级差大于10时,气窜时间明显提前,特别是当级差大于50时,气水段塞无法有效启动低渗基质中的剩余油,快速气窜而无经济效益。利用气水交替在适应界限范围内可显著降低CO2流度,延长CO2窜逸时间,启动基质中的剩余油,提高剩余油采收率。图16表2参20。     

SYJ-1型聚合物复合解堵剂的研制及性能评价

聚合物驱是一种常用的三次采油技术。随着聚合物溶液的注入,聚合物固体颗粒将沉积在孔隙中或近井地带,这些聚合物堵塞物将会引起注入井压力的显著增加,最终会阻止聚合物溶液的继续注入。为了解决聚合物堵塞的问题,根据江苏油田Z35断块先导试验区油藏特点,在室内研制了SYJ-1型解堵剂,并进行了该解堵剂的性能评价研究。研究结果表明:1)在温度78℃条件下,0.3%的解堵剂溶液可使聚丙烯酰胺在2h后粘度由2449mPa.s下降到2.5mPa.s,降解率为99%;2)在30℃条件下,采用0.3%的解堵剂溶液对硫酸盐还原菌(SRB)杀菌,接触时间为30min,杀菌率为99.99%;3)经过该解堵剂溶液处理后,渗透率大于172×10-3μm2岩心的渗透率可以恢复96%,渗透率越低解堵效果越差。     

Low gas-liquid ratio foam flooding for conventional heavy oil

The recovery of heavy oil by water flooding is 10% lower than that of conventional crude oil,so enhanced oil recovery (EOR) is of great significance for heavy oil.In this paper,foam flooding with a gas-liquid ratio (GLR) of 0.2:1 for the Zhuangxi heavy oil (325 mPa·s at 55 °C) was performed on cores,sand packs and plate model.In sand pack tests,polymer enhanced foam flooding increased oil recovery by 39.8%,which was 11.4% higher than that for alkali/surfactant/polymer (ASP) flooding under the same conditions.Polymer enhanced foam flooding in plate models shows that the low GLR foam flooding increased oil recovery by about 30%,even when the extended water flooding was finished at 90% water cut.Moreover,it was discovered by microscopy that foam was more stable in heavy oil than in light oil.These results confirm that low GLR foam flooding is a promising technology for displacing conventional heavy oil.     

内源微生物驱油激活配方筛选评价指标探讨

通过室内摇瓶实验和岩心驱油实验,系统分析了油田内源微生物激活实验过程中各项参数的变化规律,包括激活内源菌总菌数、6类内源菌菌数,水相pH值、乙酸根离子质量分数、水相粘度、水相表面张力,油相粘度、密度,实验产出气体体积,油水乳化效果和岩心驱油提高采收率值等。不同激活实验结果表明:内源菌总菌数可增加3个数量级以上;有益内源菌菌数可增加2个数量级;水相中的乙酸根离子质量分数和水相粘度有所增加;实验中可以产出不同体积的气体,气体成分主要为CO2;油水乳化效果差异较为明显;岩心驱油提高采收率值为6%～9%;上述参数变化具有一定的规律性,与微生物驱提高采收率机理一致,可以作为内源微生物驱激活配方筛选的评价指标参数。     

疏水缔合聚合物驱油能力的三种重要影响因素

根据三次采油的特点,研究了表面活性剂与疏水缔合聚合物(HAP)的相互作用以及HAP的吸附和临界缔合浓度对HAP驱油能力的影响。微量阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和复合型表面活性剂均能使HAP溶液粘度大幅度降低。原油的活性组分可生成上述物质,油田水处理也可能引入微量表面活性剂,所以这些影响因素不可忽略。HAP的结构特征使其在岩石矿物表面的吸附量约为部分水解聚丙烯酰胺的1.7倍。根据HAP的缔合特性要求,其驱油体系的有效浓度须高于缔合浓度,以保证足够的驱油能力。这些不利因素的存在大大增加了HAP增粘体系在油田应用的难度。     

界面张力对相对渗透率曲线的影响

本文研究了界面张力对相对渗透率曲线的影响。为此进行了一系列非稳态驱替实验。实验是采用非胶结岩心和不同界面张力的流体体系进行的。 流体体系中,被驱动相采用的是模拟原油,驱动相分别是:地层水、表面活性剂溶液、下相微乳液和中相微孔液。研究结果表明:①界面张力对相对渗透率曲线有实质性影响。随着界面张力的降低,驱替相和被驱替相的相对渗透率曲线均升高。特别是在界面张力σ<10~(-2)mN/m时此影响更明显。②随着界面张力的降低原油采收率有明显的提高。     

表面活性剂对超低渗透油藏渗流特征的影响

针对超低渗透岩心,通过宏观驱替实验研究不同界面张力的表面活性剂对单相启动压力、油水两相启动压力、相对渗透率曲线、降压效果及提高采收率效果的影响,分析表面活性剂对超低渗透油藏渗流规律的影响。研究结果表明,随驱替液界面张力的降低,单相启动压力明显降低。油水两相启动压力实验中,在油水两相相同流速比下,随界面张力的降低,油水两相启动压力梯度逐渐降低,含水饱和度逐渐增大。从束缚水饱和度到残余油饱和度,随含水饱和度的增加,油水两相启动压力梯度先缓慢下降,后迅速下降。相渗曲线实验中,随表面活性剂质量分数的增加,油水两相渗流区增大,油相相对渗透率增大,残余油下水相相对渗透率增加,残余油饱和度降低,油气采收率升高,水相(端点以内)渗透率基本没有变化。表面活性剂段塞驱替实验中,岩心一次水驱后,注入表面活性剂可明显降低超低渗透岩心的注入压力、提高岩心采收率,且油水界面张力越低,降压效果越好,提高采收率幅度越大。