泡沫加二元复合体系提高采收率技术试验研究

通过物理模拟试验研究了聚合物驱油体系、泡沫复合驱油体系、二元复合驱油体系及泡沫与二元的复合体系提高采收率的能力、驱替过程中产出液含水变化及注采压差变化。试验证明,泡沫加二元复合驱油体系集合了泡沫及二元驱油体系的特点,具有强调及强洗的双重作用,泡沫的高视粘度及选择性封堵提高了驱油体系的波及面积,二元体系的高界面活性提高了驱油效率,减少了油藏的残余油的存在,使泡沫体系更稳定,多种组份相互作用,使驱油效果最大化;注入0.3PV复合段塞,综合采收率提高33.7%,提高采收率效果明显好于单纯的聚合物驱、二元驱及泡沫复合驱,在注入相同段塞条件下能够增加采收率4%～13%。     

聚驱后高压泡沫复合驱油实验

为提高泡沫复合驱油技术在大庆油田聚驱后应用的可行性,利用高压泡沫驱油实验装置,考察了高压条件下发泡剂体系中聚合物浓度、系统回压、气液比等对泡沫复合驱油效率的影响.实验结果表明:在高压条件下,发泡荆体系中聚合物浓度在600-1000 mg/L时,泡沫复合驱采收率较大;泡沫复合驱实验压力越高,驱油效果越差;气液比过大,易出...     

超低界面张力泡沫驱油方案的优化

超低界面张力泡沫体系配方中气液比对泡沫驱采收率的影响最大,其次是聚合物浓度.优选的泡沫体系配方为表面活性剂浓度0.3%,聚合物浓度2 000 mg/L,气液比为3:1.气体和二元液混合注入的压力升幅最大,耗时最短,泡沫驱采收率也较高.气体、表面活性剂与聚合物三种物质完全分开交替分段塞注入时压力升幅最小,耗时最长,采收率最小;气体与二元液交替注入时的压力和采收率居中.结合现场实施工艺,优选气体与二元液交替注入的方式,交替周期越短,泡沫驱采收率越高.     

低界面张力氮气泡沫驱提高采收率实验

通过泡沫综合性能评价及油水界面张力测试,优选了低界面张力氮气泡沫体系,优化了注入参数,对比了泡沫驱、聚合物驱、低交联聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱提高采收率的效果,并模拟现场油田进行了聚合物驱和聚合物/表面活性剂二元复合驱后低界面张力氮气泡沫驱实验。优选的低界面张力氮气泡沫体系配方为:0.3%复合起泡剂(椰油酰胺甜菜碱DK+烷基醇胺PM(5∶1))+0.1%稳泡剂PA(天然高分子衍生物),该体系与原油间的界面张力为0.0531 m N/m,泡沫综合指数Fq为10312.5 m L·min;最佳气液比为1.5∶1,注入方式为共混注入,注入速度72 m L/h。驱油实验表明,该低界面张力氮气泡沫驱体系的驱油效果(提高采收率11.4%)优于表面活性剂/聚合物(SP)二元复合驱(提高采收率9.61%)、低交联聚合物驱(提高采收率7.13%)、聚合物驱(提高采收率6.37%);在模拟该油田水驱(采出程度36%)、聚合物驱(采出程度45%)及二元复合驱(采出程度47%)后,低界面张力氮气泡沫驱仍可提高采收率10.8%。     

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。     

表面活性剂/聚合物二元复合体系驱油效果研究

针对大庆油田应用的新型表面活性剂/聚合物二元复合体系,开展了微观仿真模型驱油实验和岩心驱油实验研究;对比了水驱油后聚合物溶液驱油、表面活性剂溶液驱、无碱表面活性剂/聚合物（SP）二元复合驱体系驱油3种方案的驱油效果,研究了SP二元复合体系界面张力和乳状液的含水率对其驱油效果的影响规律。研究表明:SP二元体系的驱油效果明显好于聚合物溶液和表面活性剂溶液的一元体系,人造岩心水驱油后,开展SP二元复合体系驱油提高采收率17.50%;人造岩心水驱后聚驱,再开展SP二元复合体系驱油提高采收率10.10%。该研究对指导SP二元复合体注入方案设计具有重要意义。     

海上稠油油田聚驱后二元复合驱注入时机与注入方式优选

模拟海上绥中36-1油田油层条件,进行了聚合物驱后二元复合驱注入时机、注入方式的优化实验研究。聚合物驱后在不同注入时机(直接转注、含水最低点、含水70%和含水95%时)转注二元复合体系,最终采收率分别为75.36%、73.32%、71.22%和68.61%,直接转注二元驱的采收率最高(42.61%)。在相同水驱条件下,以不同注入方式注入二元复合体系后发现,注入0.3 PV二元复合体系的驱油效果优于注入0.05 PV聚合物+0.2 PV二元复合体系+0.05 PV聚合物和0.1 PV聚合物+0.2 PV二元复合体系。但注入方式的改变对最终采收率的影响较小,以聚合物做保护段塞更有利于控制工业化成本。在相同段塞聚合物用量条件下,用前后保护段塞的效果好于单一前置段塞。在等经济的条件下,聚合物驱后进行0.3 PV二元复合驱可提高原油采收率19.05%,比等价的0.7 PV聚合物驱采收率高1.61%,使油田开发的整体效益最大化。     

聚合物驱后泡沫与AS体系交替注入驱油物理模拟研究

在气测渗透率~1μm2,渗透率变异系数VK为0.60、0.72、0.80,模拟大庆主力油藏的两维纵向非均质正韵律人造岩心上,在水驱、聚驱(1000 mg/L×0.57 PV)之后,交替注入0.60 PV气液比1∶1的天然气泡沫和0.30 PVAS二元复合溶液,考察了驱油效果(45℃)。起泡液含1 g/L起泡剂和0.2 g/L HPAM;AS液含12 g/L NaOH和3g/L表面活性剂。泡沫+AS驱采收率增幅在交替注入轮次数≤3时随岩心VK值增大而减小,交替轮次数为4时出现相反结果,VK为0.80和0.72的岩心采收率增幅分别为20.9%和17.5%,累积采收率分别为67.3%和71.4%。根据注入压力曲线确定,出现该相反结果的主要原因是泡沫在非均质性较强岩心中调剖作用较强。VK值相同的岩心采收率增幅,随交替注入轮次数增加而增大,当VK=0.72时,交替注入轮次数1、2、3、4的采收率增幅分别为9.2%、12.2%、14.1%、17.5%,累积采收率分别为61.8%、65.2%、71.0%、71.4%。聚合物HPAM在泡沫中起固泡稳泡作用,其浓度大大超过最适值而达到1 g/L时,泡沫+AS驱采收率增幅大大降低,在VK=0.80岩心交替注入3轮次时仅为6.6%。图6表1参3。     

渤海稠油油藏N2泡沫复合驱室内评价

针对注水开发海上稠油油藏存在油井含水上升快,油井原油产量下降快,采出程度低等问题,研究了采用N_2泡沫复合驱提高采收率技术的可行性。通过室内试验优选出复合泡沫剂配方,即2 000 mg/L XM-3C+1 800 mg/L HAPAM;考察了N_2泡沫注入量和气液比对原油采收率的影响。驱油试验结果表明,采收率随着N_2泡沫注入量的增加而增大,当注入量增加到0.4 PV时,采收率的增幅趋于平缓;采收率随气液比的增加而先增大后减小,当气液体积比为3∶1时,采收率达到最大值37.12%。     

聚合物驱后油藏强化泡沫驱参数优化设计

为进一步提高聚合物驱后特高含水开发后期油藏采收率,根据强化泡沫驱先导试验区的油藏特点及开发现状,利用CMG数值模拟软件,对双河油田强化泡沫驱的注入段塞大小、注入浓度、注入方式等参数进行了优化设计,并依此制定了开发方案。优化结果表明:强化泡沫体系为2 000 mg/L稳泡剂+0.3%发泡剂,合理气液比为1∶1,最佳注入量为0.5 PV,并且采用气液混注方式驱油效果最佳;预测矿场实施后,可提高采收率10%,对聚合物驱后油藏采用强化泡沫驱技术进一步提高采收率是可行的。     

聚/表二元复合驱提高普通稠油水驱后残余油采收率的研究

采用椰油脂肪酸二乙醇酰胺型烷醇酰胺(6501)与部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)组成二元复合驱体系,利用旋转滴法测定了该二元复合驱体系的耐温、抗盐、抗二价离子等性能,通过人造岩心物模实验和微观驱油实验分别评价了该体系的驱油效果。实验结果表明,0.1%(w)HPAM+0.3%(w)6501二元复合驱体系在40~80℃、矿化度1 000~13 000 mg/L、Ca~(2+)含量50~350 mg/L范围内的油水界面张力在10~(-3)~10~(-2) m N/m间保持稳定;人造岩心物模实验和微观驱油实验结果均显示,水驱后注入聚合物驱或二元复合驱时,二元复合驱体系较单独的聚合物驱可进一步提高采收率。     

泡沫复合驱研究

讨论了泡沫三元复合驱的基本原理。介绍了室内实验研究结果。根据二元(AS)和三元(ASP)复合体系/天然气泡沫综合指数(Fq)等值图,选择石油磺酸盐ORS 41(及国产品AOS)为发泡剂;ORS 41浓度为1～4g/L、NaOH浓度为6～12g/L的二元体系产生超低界面张力,与天然气形成的泡沫按Fq具有中等强度,加入≤1 2g/L聚合物可使泡沫稳定,性能改善。在3个岩心上泡沫三元复合体系在水驱基础上提高采收率28 7%～39 4%。气液比越大,泡沫体系提高采收率幅度越大,但注入粘度越大。取气液比为1∶1。气液同时注入比交替注入的采收率高。在6个岩心上气液交替注入时,气液段塞越小,交替频率越大,采收率提高越多,在水驱基础上可提高30%以上。先导试验方案规定前置AP段塞0 02PV,气液比1∶1交替注入主段塞0 55PV和副段塞0 3PV,后续P段塞0 2PV,注入流量0 4PV/a。先导试验区6注10采,在大庆油田北二区东部,1984～1994年曾进行天然气驱,提高采收率12 9%,试验开始时采出程度43 8%,综合含水97 2%。试验于1997 02 20开始,2002 04先期结束,注天然气仅0 19PV,气液比0 34∶1,中心井含水91 5%,全区采收率增加21 85%,2口中心井采收率增加22 58%。试验动态和数值模拟表明采收率增加应>25%。图3表2参3。     

低渗透油藏空气泡沫复合驱油室内实验研究

针对低渗透油藏注水开发过程中存在着油井含水上升快,污水处理难度大,产量下降快,油藏采出程度低,生产成本高等问题,对低渗透油藏空气泡沫复合驱提高采收率技术的可行性进行了探讨。通过室内实验对泡沫剂的发泡性、稳泡性、泡沫与原油界面张力性能和稳泡剂的稳泡性能进行评价,优选出最佳泡沫配方;通过驱油实验分别从注入量、气液比、注入压力等方面对低渗透油藏空气泡沫复合驱油工艺参数进行研究。实验结果表明,当气液比在1：1～3：1范围变化时,采收率随气液比增加而升高,随着注入泡沫液量的增加而增大,当注入量增加到0．4PV时增加不明显;同时当气液比为3：1时,采收率随着注入压力增加而增大,直至趋于平稳。因此,空气泡沫复合驱是一种很有前景的提高低渗透油藏采收率方法。     

聚/表二元体系组成优化及驱替特征实验

针对大港油田港西三区油藏特点、开发现状和存在问题,在深入调研聚/表二元复合驱驱油机理和理论基础上,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,以港西三区储层条件为对象开展了聚/表二元复合驱特征实验.结果表明:随表面活性剂质量浓度增加,二元复合驱采收率增加,但增幅较小,合理表面活性剂质量浓度为2.0 g/L;随聚合物质量浓度升高,聚合物驱和二元复合驱采收率增加,但增幅较小,合理聚合物质量浓度约为1.5 g/L;随聚合物质量浓度增加,二元复合体系流度控制能力对采收率贡献率增加,但增幅逐渐趋于稳定;在影响采收率2个基本要素中,驱油剂流度控制能力对采收率的贡献率要远大于洗油效率的贡献率.     

聚合物与碱和活性剂交替注入驱油效果研究

化学剂段塞优化组合是提高化学驱油效果的有效途径。针对这一实际需求,开展了“聚合物与碱活性剂二元复合体系”交替注入驱油效果物理模拟研究。结果表明,当采用聚合物与二元复合体系交替注入进行驱油实验时,相对于水驱采收率增幅高达30%。研究结果还表明,适当提高二元复合体系注液速度(不超过前一聚合物段塞注入压力值为宜)有利于扩大波及系数,提高采收率,但也不宜过分追求注液速度,以免二元复合体系突破高渗层内的前置聚合物段塞,降低对中、低渗透层的驱油效果。     

超低界面张力泡沫体系性能研究

经实验筛选的双子表活剂的表面张力约为25 mN/m,能在表活剂浓度为0.05%～0.3%的范围内与原油达到超低界面张力,泡沫半衰期和综合指数均好于重烷基苯磺酸盐和а-烯烃磺酸盐.气液混合注入,聚驱后超低界面张力泡沫驱提高采收率15%以上,发泡液中聚合物浓度越高,提高采收率幅度越大;气液交替注入,超低界面张力泡沫驱提高采收率16.35%,好于相同聚合物浓度的三元泡沫驱(13.79%).实验证明,聚驱后选择超低界面张力泡沫驱来进一步提高采收率是可行的.     

对超低界面张力泡沫体系驱两个关键问题的讨论

针对大庆油田进行的超低界面张力泡沫体系驱先导性矿场试验注气量不足的情况,讨论了试验是否形成泡沫及究竟提高多少采收率的重要问题。通过对试验发泡条件及试验与三元复合驱、天然气驱的动态反应差别,即超低界面张力泡沫体系驱注入压力、吸液指数、产液指数、地层压力的变化幅度都大大高于三元复合驱;注采压差大幅度增加;其注气压力大大高于天然气驱时的注气压力及气窜现象得到抑制等问题的讨论,得出超低界面张力泡沫体系驱矿场试验在油层中形成了有效的泡沫的认识,该试验已提高采收率22．04％,超过了三元复合驱提高采收率的幅度,根据试验动态预测最终可比水驱提高采收率25％左右。     

复合热泡沫体系驱油效果研究

复合热泡沫体系驱油是聚合物驱之后进一步提高原油采收率的一项重要接替技术。该体系具有泡沫驱油和热力采油的优点,又具有一定二氧化碳和氮气驱油的作用。实验选择HY-3表面活性剂为发泡剂,热烟道气为发泡气体,羧甲基纤维素纳为稳泡剂。实验结果表明,起泡体系与烟道气同时注入方式提高采收率的效果好于交替注入效果;随着复合热泡沫段塞的增大,驱替压差和泡沫驱采收率随之增加,优化出的泡沫段塞为0.6PV;复合热泡沫体系加入稳泡剂后,增加了复合热泡沫的强度,原油采收率的提高幅度增加;聚合物驱后,复合热泡沫体系驱提高采收率的幅度随温度的提高而增加,高温条件下,复合热泡沫驱油提高采收率达到16.29%。     

聚驱后缔合聚合物三元复合驱提高采收率技术

三元复合驱是大庆油田聚驱后进一步提高采收率的重要途径,其驱油体系须保证超低油-水界面张力,且能大幅提高波及能力。通过研究烷基苯磺酸盐（ABS）-缔合聚合物（HAPAM）-NaOH三元复合驱体系的性能,并与超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）三元复合体系进行对比。研究结果表明,HAPAM三元复合体系在NaOH浓度为0.5%~1.2%、ABS浓度为0.025%~0.300%时具有良好的界面活性,油-水界面张力可达10^-3mN/m数量级。0.16%HAPAM-0.3%ABS-1.2%NaOH三元复合体系黏度达108.8 mPa ·s,采用HPAM达到相同黏度其浓度为0.265%,因此HAPAM可降低聚合物用量40%。驱油实验结果表明,在相同黏度下,HAPAM三元复合体系在不同孔隙介质中均能提高聚驱后采收率13%以上,比HPAM三元复合体系多提高采收率6%以上。HAPAM三元复合体系具有更高的阻力系数与残余阻力系数、更好的黏弹性以及乳化稳定性,可以为大庆油田聚驱后提高采收率提供新的技术手段。     

原位微乳液表面活性剂驱替低渗高凝油的适应性

针对高凝油注水开发效果差的问题,为了明确一种能与原油形成原位微乳液的高效表面活性剂IMS驱替 高凝油的适应性,开展了表面活性剂-高凝油相互作用和单一表面活性剂、二元复合驱体系及泡沫驱油实验。研 究结果表明,质量分数为0.1%的表面活性剂IMS可将界面张力降至0.6×10^-3mN/m,所形成的微乳液优先増溶高 凝油中的轻质组分,难以显著改变高凝油的析蜡点和凝固点。质量分数为0.1%～2.0%、用量为0.25～0.5 PV的 表面活性剂IMS吞吐或驱替,原油采收率增幅在1.7%～12.3%,进一步焖井浸泡不能明显改善驱油效果。聚合 物或泡沫的引入能够增强表面活性剂驱油能力,对应二元复合驱体系（1.0%表面活性剂+0.2%聚合物,0.5 PV）采 收率增幅为18.4%,不同浓度表面活性剂泡沫驱（1.0%和0.3%,气液比2∶1,起泡液0.5 PV）采收率增幅分别为 17.3%和16.8%。但是二元复合驱的注入压力高,在低渗高凝油藏中存在堵塞风险,而泡沫体系驱的注入压力相 对低,是提高采收率的较好方法。