聚表剂溶液的性能和驱油效果实验研究

针对葡北油田的油层特点和高含水开发阶段后期进一步提高原油采收率的要求,在室内进行了聚表剂性能评价,研究了水驱极限含水条件下聚表剂的合理注入参数和驱油效果.通过与普通中分聚合物进行对比发现,聚表剂具有低浓高黏和降低界面张力的能力.室内驱油实验结果表明,选定0.57 PV段塞情况下,聚表剂的驱油效果要比普通中分聚合物驱油效果好,水驱之后聚表剂驱油的采收率达到10%以上.结合葡北油层渗透率较低的实际情况,建议选用的体系黏度为30 mPa·s,此时Ⅲ型聚表剂相应的浓度为600 mg/L,注入段塞大小为0.57 PV,原油采收率的提高值为11.69%.     

聚表剂驱提高采收率机理实验——以大庆长垣油田为例

以大庆长垣油田储集层和流体为实验对象,利用检测分析和现代物理模拟技术,开展聚表剂驱提高采收率机理实验。研究表明,聚表剂的分子聚集性能、黏度性能和流动能力等与普通聚合物、聚合物-表面活性剂二元体系存在显著差异,聚表剂的分子线团尺寸更大,黏度及增黏性能更强,传输和运移能力较差。聚表剂溶液具备较好的增黏与黏度保持性能,同时拥有黏弹性与变形能力,可发挥增黏和黏弹性的积极作用;聚表剂可改善界面化学性质,降低油水界面张力,使储集层岩石的润湿性向亲水方向转变,同时可乳化原油形成相对稳定的水包油乳状液,在非超低界面张力条件下,乳化性能是提高洗油效率的重要特性。聚表剂驱扩大波及体积提高原油采收率机理表现为2个方面:微观上,聚表剂具有流度控制作用,可进入水驱未波及的含油孔隙驱替残余油,且流度控制作用对提高采收率的贡献远大于其洗油能力;宏观上,聚表剂具备乳化封堵能力,高渗透层位中水驱形成的优势通道被乳化封堵,注入流体转向进入渗流阻力较小的中低渗区,扩大波及体积。图24表6参13     

聚表剂/S二元复合体系评价及驱油实验

利用室内实验方法研究了聚表剂/S二元复合体系的界面性能、增黏性能、微观结构、乳化性能,据此评价聚表剂二元驱的相关性质,同时进行了聚驱后聚表剂/S二元体系与聚合物/S二元体系驱油效果对比,研究聚表剂/S二元体系的驱油潜力。研究结果表明:含有高质量浓度的聚表剂/S二元体系比含有低质量浓度的聚表剂/S二元体系的界面张力更小,黏度更大,乳化性能更稳定;聚表剂分子具有独特的"网状"结构,分子线团尺寸远大于普通聚合物,使其具有更好的液流转向能力;驱油实验表明,聚驱后聚表剂/S二元体系主段塞提高采收率幅度比聚合物/S二元体系主段塞高11.48百分点,说明聚驱后聚表剂体系有很大的潜力。因此,聚驱后的剩余油可以采用聚表剂/S二元体系进行开发。     

大庆油田一类油层聚驱后聚表剂驱油技术

为了有效开发聚合物驱后近50％的地质储量,需优选一种既有调堵能力又有驱洗能力的驱油剂.聚表剂作为一元驱油剂具有黏度大、乳化能力强和深部调驱作用突出等多重优于聚合物的特性.室内驱油实验聚驱后聚表剂驱油可以再提高采收率9.9％.2008年在大庆油田萨中开发区一类油层聚驱后开展了150 m和106 m 2种注采井距聚表剂驱油现场试验.试验证明,一类油层聚驱后聚表剂驱达到了进一步扩大波及体积、提高洗油能力的目的,聚驱后聚表剂驱提高采收率达到9％以上.     

聚合物表面活性剂溶液微观驱油特征*

为从微观研究聚合物表面活性剂(简称聚表剂)的驱油机理和驱油效果,采用微观刻蚀仿真模型进行微观可视化驱油实验,并与岩心驱替实验驱油效果对比。结果表明,在微观驱油实验中,水驱后微观模型中产生6种类型残余油,而聚表剂驱后对盲端残余油的驱替效果不明显;聚表剂的驱油机理主要是通过其增黏作用、黏弹性作用和乳化作用来扩大波及体积,降低渗流阻力",拉""、拽"残余油,将大油滴乳化分散成小油滴,从而将残余油有效驱出;不同浓度的聚表剂在微观模型和岩心驱替实验中的驱油效果基本相符,聚表剂浓度越大,残余油启动能力越高,驱油效果越好。聚表剂质量浓度为2000 mg/L时的驱油效果最好,采收率增幅为19.69%。图27表1参15。     

大庆油田首个聚表剂驱油技术先导性试验出彩试验区中心井比水驱提高采收率27．5％

“7年汗水没有自流,应用聚表剂驱油技术后,试验区中心井比水驱提高采收率27．5％……”2月22日,大庆油田公司采油一厂试验大队承担的大庆首个聚表剂驱油技术先导性矿场试验,即中区西部双层区二三类油层聚表剂驱油先导性矿场试验项目通过油田验收,现场试验聚表剂驱油见效特征明显,预计最终采收率达到73．8％。     

聚表驱后“在线调剖+聚表剂”提高采收率技术

为研究聚/表复合驱后接替技术,室内探索了"在线调剖+聚表剂"组合技术提高原油采收率可行性。结果表明,在线调剖可以充分利用聚/表复合驱后储层中存留的聚合物进行络合交联,针对聚合物浓度较高的高渗层可起到调剖封堵作用,扩大后续注入液波及体积。聚表剂增黏性能好,乳化能力强,对复合驱后局部富集剩余油、残余油形成有效驱洗。物模驱油实验动态监测证实,聚/表复合驱后利用"在线调剖+聚表剂"组合方式,阻力系数与残余阻力系数增加,采出液乳化现象明显,采收率提高9%,效果显著。     

功能型聚合物提高采收率实验

为给老油田提供增产新技术，以适用于大庆油田的新型聚表剂为例，探索聚合物-表面活性剂驱油技术，利用红外光谱和扫描式电子显微镜对比Ⅰ型、Ⅱ型2种聚表剂的分子结构和微观形貌差异，结合增黏性、抗剪切性、耐盐性以及乳液稳定性、渗流特征、驱油动态性能等，研究聚表剂的构效关系。结果表明：Ⅰ型、Ⅱ型聚表剂的基础结构均是聚丙烯胺；Ⅰ型聚表剂分子链具有立体网状结构，具有更粗壮的链条，其增黏性能、耐盐性能和抗剪切性能均优于Ⅱ型聚表剂；Ⅱ型聚表剂分子链以平行的形式排列，其空间网络结构复杂，乳化性能更佳，Ⅱ型聚表剂具有较低的阻力系数以及驱油注入压力，其与储层的匹配性较好，所以在相同条件下Ⅱ型聚表剂的采收率比Ⅰ型聚表剂高4.52百分点，具有更好的提高采收率效果。研究成果可为改善聚驱效果提供新的技术手段。     

聚合物表面活性剂在强碱复合驱体系中的应用

为探索聚合物表面活性剂(简称“聚表剂”)在强碱复合驱油体系中应用的可行性,系统考察了“聚表剂”与表面活性剂的配伍性、黏浓特点、乳化性能及驱油效果,并与“超高分”水解聚丙烯酰胺(简称“超高分”HPAM)三元体系进行了对比.实验结果表明:“聚表剂”三元体系的黏度及其与原油之间的界面张力,随“聚表剂”质量浓度的增加而增加;当“聚表剂”的质量浓度增至1 g/L时,“聚表剂”三元体系的黏度明显高于“超高分”HPAM三元体系,而“聚表剂”三元体系与原油之间的界面张力已无法达到10-3m N/m;相同黏度及界面张力量级条件下,“聚表剂”三元体系的乳化性能和驱油效果明显强于“超高分”HPAM三元体系.     

功能型聚表剂对大庆原油乳化的影响

乳化性能是反映功能型聚表剂提高采收率能力的重要参数。为确定功能型聚合物对大庆原油的乳化性能,进行了乳化实验。实验用的聚合物为大庆油田常用的海博Ⅰ型聚表剂、炼化Ⅰ型聚表剂和普通中分聚合物,原油、清水和污水取自大庆采油一厂。通过乳化设备制备不同聚合物浓度、不同剂油比条件下的乳状液,测量不同条件下乳状液的析水量,对3种聚合物的乳化能力进行对比分析。研究表明:相对于普通中分聚合物,聚表剂具有较好乳化原油能力;随着聚表剂浓度的增加,析水率逐渐降低,乳状液越来越稳定;当聚表剂浓度大于临界浓度时,黏度上升的趋势非常明显,相应的乳状液聚并速度明显变慢;乳化能力最好的聚合物为聚表剂海博Ⅰ型。     

聚合物驱波及系数和驱油效率的计算方法研究

根据室内三维物理模拟聚合物驱油实验含油饱和度的测定结果,深入探讨了非均质砂岩油田聚合物驱油过程中,扩大波及系数和增加驱油效率对提高采出程度贡献率的定量计算方法,并给出了分析解释.结果表明,在3层非均质模型聚合物驱油过程中,聚合物驱提高采收率的贡献主要来源于提高波及系数的贡献,聚合物的黏弹性也具有提高驱油效率的作用.通过计算得出,在有隔层模型中增加驱油效率对提高聚合物驱采出程度的贡献占11.85%,扩大波及体积的贡献占88.15%;聚合物溶液在模型高渗透层内提高驱油效率作用的效果要好于中、低渗透层.     

聚合物驱提高驱油效率机理及驱油效果分析

根据分子动力学基本原理,描述了聚合物驱过程中驱油的分子作用力,经与水驱的分子作用力对比证明,聚合物溶液的粘弹性是聚合物分子与原油分子摩擦力和撞击力的宏观表现,聚合物驱能够提高驱油效率.对大庆油田北一区断西试验区相距30m检查水驱效果的北1-6-检27井和检查聚合物驱效果的北1-6-检26井进行了密闭取心资料研究,由岩心剩余油饱和度密度分布曲线发现,聚合物驱较水驱达到残余油饱和度的岩心比例明显增高,高含油饱和度的岩心比例明显降低.从而证明:在相近条件下,聚合物驱较水驱既能扩大波及体积,又能提高驱油效率.     

多孔介质剪切作用对聚合物溶液粘弹性及驱油效果的影响

为研究多孔介质的剪切作用对聚合物溶液粘弹性和驱油能力的影响，在渤海SZ36—1油藏条件下，通过研究模拟射孔孔眼剪切前后AP—P4和M04000这2种聚合物溶液粘弹性和驱油能力的变化后认识到：在高矿化度水质条件下，射孔孔眼处的高速剪切在一定程度上破坏了聚合物的分子链和溶液结构．导致聚合物溶液的粘弹性和提高采收率的能力降低。经过多孔介质剪切后．虽然疏水缔合聚合物溶液与高分子聚丙烯酰胺溶液粘度相当，但由于经剪切后2种溶液之间结构的差异使两者提高采收率能力显著不同。因此，在聚合物驱过程中，须考虑近井地带剪切作用对聚合物溶液性能的影响，特别是针对大排量注入的海上油田，须提高聚合物的抗剪切能力，以提高聚合物驱的效果？     

聚合物驱后进一步提高采收率方法及其作用机理研究

聚合物驱后仍然有约50%原油残留于地下,聚合物驱后进一步提高采收率技术研究受到石油科技工作者的高度重视.该文利用物理模拟方法,对聚合物驱后进一步扩大波及体积和提高洗油效率技术方法的增油效果进行了评价.结果表明,聚合物驱后采用高浓度聚合物溶液、碱/表面活性剂/聚合物三元复合体系、碱/表面活性剂/交联聚合物三元复合体系和沸石/聚合物溶液驱都可以进一步提高原油采收率,采收率增幅在5.4%～7.6%之间.对于非均质油藏,扩大波及体积对采收率的贡献率大于提高洗油效率的贡献率.从技术和经济效果两方面考虑,沸石/聚合物溶液驱油体系更具应用价值.     

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。     

组合驱提高原油采收率实验研究

根据河南油田双河北Ⅱ4-5块已完成聚合物和微凝胶驱的现状，提出了对聚合物驱、聚合物／表面活性剂二元复合驱、微凝胶驱优化组合进行组合驱提高其原油采收率的观点。并在数模优化组合驱段塞构成的基础上，对不同渗透率的天然岩心与人造岩心进行了驱油实验。实验表明在双河北Ⅱ4-5块聚合物驱后实施组合驱提高原油采收率不仅可行，而且采收率（天然岩心）达13％。在最佳注入速度（14．2m／d）下，采收率高达15．7％。其驱油机理是调堵提高波及系数和降低油水界面张力而提高洗油效率。     

绥中36-1油田稠油聚合物降粘剂的研究

通过对绥中36－1油田原油物性的分析，有针对性地对聚合物降粘剂单体进行了初选，继而合成了一系列聚合物降粘剂，通过对所合成的聚合物降粘剂降粘效果的筛选和研究，确定了对绥中36－1油田具有较好降粘效果的聚合物降粘剂BST－RP及其配方；并对该聚合物降粘剂存在情况下，体系其他因素对降粘效果的影响以及采用聚合物降粘剂对原油后处理的影响进行了研究，结果显示BST－RP降粘剂具有较好的综合效果，对原油开采及其后处理均无不良影响。     

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。     

聚合物驱能否提高驱油效率的几点认识

通过对相距只有30m的检查水驱效果的北1-6-检27井与检查聚合物驱效果的1-6-检26井驱替效果的对比分析,认为聚合物驱只是改变了油水流度比,扩大波及体积,进而提高了驱油效果。但是,由于聚合物并不能降低表面张力,因此,从道理上讲也不能减少油膜损失或者说提高驱油效率。与水驱相比,虽然人们观察到的现象是驱油效率的提高,在岩心分析中表现出来的是将中水洗变为强水洗,基于两口井中小层驱油效率最高值的一致性,可以推论如果继续水驱,那么将中水洗逐渐变为强水洗也是完全可能的,只是时间的长短而已,这是因为驱油效率定义本身并不受时间的限制。因此,确切地说聚合物驱可以提高波及效率,但不能认为聚合物驱可以提高驱油效率。     

聚驱后微生物调驱菌种室内优选实验研究

简要介绍了聚合物驱后用微生物驱微生物菌种的筛选方法。考察了培养基溶液温度和pH值对微生物菌种生长的影响,结果表明,在温度45℃,pH值6．0-9．0时,微生物1号菌种2号菌种菌数均可达10^9个／mL。考察了微生物菌种驱油效果,结果表明,在含油饱和度78％以上的岩心中,微生物混合菌种含量2．5％时,聚合物驱后,再用微生物驱,驱油效率提高5．0％-8．7％。