悬浮胶体提高采收率室内实验研究

形变悬浮胶体是一种在聚合物合成过程中作为控制反应条件而形成的部分交联的聚合物颗粒。通过室内实验发现:这种聚合物颗粒有较好的溶胀性,变形能力也很好;除了具有很好的驱油功能外,还能起到剖面调整作用,并且能很大程度地降低调剖成本。     

聚合物驱剖面返转类型及变化规律

聚合物驱过程中的注入剖面变化在注聚初期,其吸水剖面与水驱基本相同,聚合物溶液还是主要进入高渗透层,随着高渗透层渗流阻力的增加,聚合物溶液开始进入低渗透层,注入剖面得到改善.随着低渗透层聚合物溶液的不断进入,其渗流阻力增加,导致其吸水比例逐渐下降,吸水剖面出现返转.其吸水变化类型主要有一次返转型、二次或多次返转型和不返转型.通过对现场实际资料的研究表明:①在注聚过程中,各沉积单元相对吸水量往复变化;②注聚过程中,低渗透层剖面返转时机先于中渗透层;③低渗透层注聚剖面第二次返转时相对吸水量峰值低于第一次返转时的峰值;④高渗透层的厚度比例越大,聚合物调整低渗透层吸水剖面能力越差;⑤聚驱全过程中,高渗透层的累积吸水量仍大于中、低渗透层;⑥绝大多数单元的吸水剖面在吸水指数、含水下降期发生初次返转.另外,相对于一类油层聚合物驱,二类油层具有返转出现时间早于一类油层、返转幅度大于一类油层等特点.     

注聚末期颗粒调剖技术应用效果分析

注聚末期如何突破现有的技术和工艺,提高聚合物的利用率,改善聚合物驱开发效果,是聚合物驱油田开发亟待解决的瓶颈问题.预交联颗粒调剖剂具有较好的体膨性能,调剖粒径、强度和膨胀倍数等可调,可有效地调整吸入剖面,改善聚合物驱开发效果,提高聚合物驱最终采收率.研究了注聚末期颗粒调剖技术的特点及选井选层方法,详细分析了萨北开发区注聚末期颗粒调剖后聚合物驱动态指标变化规律.     

聚合物分注工艺技术

聚合物驱能改善注聚井的吸水剖面,但因受油层条件的限制,聚合物溶液沿高渗透条带突进现象仍然存在,为改善聚驱井层间层内吸聚差异大的问题,开展了聚合物驱井下分层配注工艺研究,研制了低剪切配注器等分注工具和配套的投捞测试仪器,实现了聚合物驱井下单管多层分层配注,分注层数达3层,在单层流量180m3/d时,可以产生压降3.6MPa以上,对聚合物剪切降解率小于6%,现场试验应用效果良好,减少了聚合物溶液沿高渗透条带突进现象,改善了聚合物驱开发效果。     

聚合物驱油层吸水剖面变化规律

统计分析大庆油田聚合物驱工业区块油层吸水剖面资料发现，绝大多数井中、低渗透层在注入聚合物溶液体积达0．08～0．2PV时吸水剖面发生返转，低渗透层吸水剖面返转时机先于中渗透层，且在整个聚驱过程中高渗透层仍保持最高的吸水量，对改善油层开发效果不利。数值模拟研究表明：层间渗透率级差及有效厚度比越大、注入聚合物分子量越小，聚合物溶液对低渗透层吸水能力的调整效果越弱；地层产能系数级差是影响吸水剖面返转时机和返转周期的主要因素。根据研究结果，提出：在聚合物驱层系组合时，应避免层间产能系数级差过大，分层注聚合物、优化聚合物分子量及段塞组合方式、注聚合物前深度调剖等措施可改善聚合物驱油效果。图10表2参13     

分层注聚技术可解决聚驱井层间层内吸聚差异大问题

分层注聚合物技术可以改善聚合物驱注聚吸水剖面，控制聚合物溶液沿高渗透条带突进现象，使难动用的油层能够得到有效开发，解决聚驱井层间层内吸聚差异大的问题，实现层间合理配注，延长聚合物驱的有效期，进一步提高采收率，改善聚合物驱开发效果。     

注聚过程中高分子聚合物的防窜研究

针对地层非均质性造成的注聚过程中聚合物窜流,研究了高分子聚合物溶液的驱油封窜性能.考察了聚合物黏度随温度变化的趋势,随着温度升高,聚合物黏度呈反“厂”字型降低.注入0.3 PV高浓度的高分子聚合物溶液段塞后,高渗透层相对出液量降低,低渗透层相对出液量明显增加.在后续水驱阶段,高分子聚合物溶液段塞注入压力变化趋势与常规分子聚合物溶液段塞基本一致,但相对分子质量越高,下降趋势越缓,有效时间越长,封堵效果越好.相对分子质量为1.8×10 7和2.0×107的聚合物溶液段塞对低渗透层的采收率比常规分子聚合物(1.4×107)溶液段塞的采收率分别高出9.05％和11.75％,组合段塞比常规段塞更高出19.64％.还讨论了高分子聚合物驱油机理.     

聚合物单管多层分质分压注入技术

大庆油田主力油层聚驱结束后,二、三类油层分注面临着中、高分子量聚合物对部分油层适应性较差,注入溶液主要流向油层性质好、连通好的油层,薄差层动用程度低的矛盾。为了解决层间矛盾,提高最终采收率,提出了聚合物单管多层分质分压注入技术。介绍了研发的分子量调节器和压力调节器;对应低渗透层使用分子量调节器,高渗透层使用压力调节器,实现对分子量和注入量的双重控制;在不影响高渗透层聚驱效果的同时,通过对分子量的剪切降解作用,有效增加了聚合物分子可进入低渗透油层的孔隙体积。通过对现场试验资料分析,分质分压注入井与正常分层注聚井对比,剖面动用明显提高。聚合物单管多层分质分压注入技术可满足大庆油田二、三类油层聚合物驱分层注入的需要。     

油田注入系统滋生物对聚驱渗流特性影响研究

聚合物驱注入系统中过滤器和管线内壁存在的黏性胶状物是注入水中微生物在系统内大量繁殖的代谢物,它会随聚合物溶液进入储层,对聚合物驱开发效果造成影响。采集了杏树岗油田聚合物配注系统内滋生胶状物,与聚合物溶液混合形成含胶状物聚合物溶液,开展了胶状物对聚合物驱开发效果影响的实验研究。结果表明,与聚合物溶液相比较,胶状物在多孔介质内传输运移能力较差。当储层岩心渗透率较低(Kg1 000×10~(-3)μm~2)时,聚合物溶液中胶状物主要滞留在岩心端面附近区域。胶状物会对聚合物驱增油效果造成不利影响,但随储层渗透率级差增加,其影响程度逐渐减小。并联模型实验表明,水驱过程中分流率呈现"高渗透层增加,低渗透层减小"趋势,注聚初期和中期分流率呈现"高渗透层减小、低渗透层增加"趋势,后期分流率呈现相反趋势,即出现"剖面反转"现象。岩心实验表明,当采用不同注入方式(恒速和恒压)注入相同(类型和段塞尺寸)聚合物溶液时,聚驱采收率会存在差异。现场聚驱注入方式通常是"恒速"或"恒速"到"恒压"方式。因此,在岩心实验时,聚合物溶液注入方式的选择必须考虑现场储层破裂压力的影响,否则,现场按照室内推荐方案执行就会遇到注入井注入困难问题。     

陆相沉积多层非均质油藏聚合物驱层系组合界限研究

原油黏度高及储层非均质性强是影响海上油田聚合物驱开发效果的重要因素。本文采用双管并联物理模拟实验,研究了多层非均质油藏在不同注聚时机、不同注聚速度下,聚合物溶液在不同渗透率级差岩心中的分配比例,分析了岩心渗透率级差对高、低渗透层和总的采收率的影响。实验结果表明,多层聚合物驱的合理渗透率级差在5~6范围内,聚合物驱改善储层纵向非均质性较理想,能获得较高的采收率。研究结论为确定多层非均质油藏的聚合物驱合理层系组合界限提供了实验和应用依据。图9表3参8     

低渗透油层聚合物驱渗透率界限及驱油效果实验研究

针对低渗透油层能否进行聚合物驱的问题,运用物理模拟方法开展了室内研究。渗流实验研究结果表明：对于低渗透油层,当孔隙喉道半径与聚合物分子回旋半径之比大于5倍时,注入低相对分子质量聚合物不会发生堵塞,小于5倍时会出现堵塞。驱油实验结果表明：聚驱比水驱提高采收率的幅度在3．79％～6．82％之间,平均5％左右。这说明低渗透油层可以开展聚合物驱,但由于受聚合物相对分子质量与低渗透油层渗透率匹配关系的限制,低渗透油层只能选用较低相对分子质量的聚合物,因此聚驱采收率提高幅度不大,     

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。     

聚合物驱后阳离子聚合物堵水技术

聚合物驱转水驱后，由于不利的流度比，注入水沿高渗透层及高渗透通道向油井突进，油井含水率上升速度快，产出液中聚合物含量高。为了充分利用地下的聚合物，提高聚合物驱替后注入水的波及系数，研究了不同阳离子聚合物与聚合物驱的絮状反应特点及对岩心的堵塞程度。研究结果表明，淀粉改性型阳离子聚合物及乳液型阳离子聚合物与聚合物驱混合均易形成絮状沉淀；乳液型阳离子聚合物（用热水溶解快）产生絮状沉淀强度较高，絮状沉淀可使地层岩心的渗透率有较大程度降低（大于90％），加入粉煤灰的絮状沉淀可使高渗透地层的渗透率有较大程度降低，适于高渗透地层堵水调剖。     

聚合物驱后提高原油采收率平行管试验研究

为了提供选择聚合物驱后的后续水驱方法的依据．通过平行管流动试验．分高、中、低3种渗透率模拟油藏非均质性条件，研究聚合物驱后压力、相对吸水量、各渗透率层采收率、含水率的变化。试验结果：聚合物驱后直接进行深部调剖．由于聚合物溶液仍占据部分高渗透孔道，黏性较高的深部调剖剂会对中、低渗透率层造成伤害．因此将影响最终的原油采收率；聚合物驱后注入固定剂溶液．交联并固定孔隙中已有的高浓度聚合物溶液．能有效控制这部分高渗透孔道的吸水能力，可以提高后续水驱的波及系数．并为进一步深部调剖奠定良好的基础。聚合物固定技术具有成本低廉、采出程度高以及对地下聚合物溶液利用程度高等优点．是十分有效的聚合物驱后提高原油采收率的方法。图5表4参5     

油井高产聚层化学封口工艺技术研究

随着聚驱采油的工业化推广应用，油田部分区块已进入了聚驱后期及后续水驱开采阶段。由于层内和层间渗透率的差异，部分油井厚油层内中、低渗透层的动用效果仍然很差，严重影响了聚驱开发效果。为此，提出利用复合高效封堵剂，封堵油井各高产聚、高产水层，改善产液剖面，从而提高中、低渗透层驱油能力的油井化学封口技术。概括了堵剂的室内实验评价结果，研究分析了化学封口工艺技术条件，认为应用这项技术可以使受物性夹层限制而无法机械封堵的厚油层层内产液剖面得到有效调整，对提高聚驱后期开发效果具有实际意义，同时对注聚井调剖与油井封堵相结合的整体区块挖潜具有指导作用，是油田高含水后期的挖潜方向。     

聚合物驱剖面返转规律及返转机理

利用室内并联岩心物理模拟实验及渗流力学的基本定律,对聚合物驱油过程中的剖面返转规律及返转机理的研究表明,油层非均质性是剖面返转的主要原因,随着渗透率级差的增大及返转时机提前,低渗透层累积吸液比例下降。在固定渗透率级差条件下,随着聚合物分子量及浓度的增大及返转时机提前,低渗透层累积吸液比例下降及聚合物驱波及效率下降。剖面返转的根本原因在于聚合物溶液在高、低渗透层中的动态阻力系数表现规律不同,高渗透层中阻力系数呈对数式上升。低渗透层中阻力系数呈指数式上升。即高、低渗透层中阻力系数变化率不同,高渗透层中阻力系数变化率不断下降,低渗透层阻力系数变化率不断上升,在注聚合物初期,高渗透层中阻力系数变化率大于低渗透层阻力系数变化率,当二者相等的时候,吸水剖面开始发生返转。     

变流度聚合物驱提高采收率作用规律及应用效果

大庆油田二类油层相比一类油层具有渗透率低、非均质性强、砂体发育较差的特点,为了更大程度上发挥聚合物驱油技术在二类油层上的开发效果,基于聚合物驱油墙聚并理论和流度控制理论,提出了变流度聚合物体系的梯次降黏、恒压提速的注入方式,即采用先高黏低速调堵高渗层、后降黏提速启动中低渗层的段塞式注入方式。该方式与交替注入对比实验结果和矿场应用效果表明：变流度聚合物梯次降黏注入的驱替前缘压力梯度大,可聚并形成高饱和度油墙,大幅度降低含水率,明显增加高渗透层流动阻力,后续低黏段塞以提速注入的方式依次匹配进入中低渗透层,明显扩大了中低渗透层的波及体积,改善了高、中、低渗层流度差异,在降低注聚成本的基础上,进一步提高了聚合物驱在非均质油藏的采收率。在梯次注入基础上提出的变流度聚合物驱新设计思路,指出了变流度聚合物驱设计参数关键在驱替段塞的数量和聚合物体系同油层的匹配关系。     

聚合物驱后地层残留聚合物絮凝再利用技术研究

河南双河油田北断块Ⅱ4.5注聚结束时大量聚合物残留在地层中,聚合物的浓度分布在200—600mg／L之间。聚合物驱后恢复水驱,注入水沿高渗透层窜流,含水率迅速上升。针对双河油田聚合物驱之后出现的实际问题,研究了一种可以进一步提高采收率的采油技术——聚合物絮凝再利用技术。该技术是利用地层残留低浓度聚合物对絮凝荆的桥接吸附作用形成絮凝体封堵高渗透层,达到深部调剖、提高水驱采收率的目的。通过室内实验,筛选出的最佳絮凝剂为3wt％稳定化钠土（YG340-1）,且絮凝荆越旱注入对聚合物再利用效果越好。该项技术已在双河油田进行了矿场试验,并取得了较好的效果,具有广阔的应用前景。     

聚合物驱后交联聚合物深部调剖技术室内试验研究

为了避免聚合物驱后恢复水驱时含水率迅速上升,研制了交联聚合物深部调剖剂冻胶107,并对其配方进行了优化。通过平行管流动试验,分高、低两种渗透率模拟油藏非均质性,研究聚合物驱后的压力、各种渗透率层的采收率和含水率的变化。试验结果表明,聚合物驱后直接进行深部调剖,流动性较强的深部调剖剂将主要进入高渗透孔道,对高渗透层造成封堵,为了使组合调剖剂能进入深部高渗透层,提高原油采收率,必须按照先弱后强的顺序,尽可能早的注入组合调剖剂。     

聚合物驱后恢复水驱提高采收率方法平板模型试验研究

通过室内物理模拟试验比较2种聚合物驱后的提高采收率方法,并考虑不同渗透率级差模型对聚合物再利用技术的影响,得到聚合物驱后对地下聚合物溶液再利用技术和效果的认识。研究表明:在聚合物驱-水驱-深部调剖-活性水驱的试验中,聚合物驱后恢复水驱,因水的流度远高于聚合物溶液的流度,会产生严重的指进现象,降低了水的波及系数;同时大量水体又会严重稀释深部调剖剂,使其强度减弱,调剖效果变差。在聚合物驱-水驱-絮凝和固定-深部调剖-活性水驱的试验中,可通过絮凝剂对水驱稀释的聚合物溶液絮凝再利用,形成絮凝体对高渗透层产生封堵,再注入固定剂溶液进入聚合物浓度较高的次高渗透层,通过交联形成交联体起到深部调剖和驱油作用。在3种渗透率级差的平板模型试验中,对絮凝和固定技术进行了对比试验,证实该技术具有一定的有效期,产生的絮凝体和交联体强度较高,为后续深部调剖和活性水驱奠定了良好的基础,同时该技术具有成本低廉、采出程度高、对中低渗透层的伤害程度小及对地下存在聚合物再利用程度高等优点。