聚合物驱后泡沫驱提高采收率技术

通过聚合物及泡沫在石英砂模型中形成的封堵能力比较、聚合物与泡沫体系驱油能力比较及聚合物驱后泡沫驱油试验，证明泡沫驱在多孔介质中具有良好的封堵调剖能力，并且在油藏中能够选择性封堵高渗层，对聚合物驱后未能波及的低渗层具有良好的驱油能力，是聚合物驱后一种行之有效的方法。从试验可以看出，泡沫体系的阻力因子是聚合物的数倍以上。表观粘度大，具有较强的封堵调剖能力，其注采压差明显高于同浓度聚合物溶液。试验证明，聚合物驱后单一聚合物的二次注入效果较差，经济风险大，而强化泡沫的多次注入效果良好，累计段塞达到1PV时提高采收率高达34％；在聚合物驱后残余油含量较低且剩余油分布不均匀的条件下，仍然能够较大幅度地提高原油采收率，提高幅度达10％，特别是对于低渗层提高采收率的能力明显优于聚合物。     

聚合物驱后提高采收率方法平板模型实验研究

模拟孤岛油藏条件(温度70℃,原油粘度237mPa·s,地层水和注入污水矿化度5004和6049mg/L),在沿对角线方向有高渗带、两端布置注入、流出口的正方形平板模型上,考察了水驱、聚合物驱(1750mg/LHPAM溶液,0.3PV)之后,进一步提高采收率的2种方法:①深部调剖—活性水驱(0.3PV);②聚合物固定化—适度深部调剖—活性水驱(0.3PV)。深部调剖剂为一种HPAM/Cr3+冻胶体系;聚合物固定剂为可交联HPAM的一种无机氧化 还原体系,溶液浓度1.0×104mg/L;活性水为界面张力小于10-3mN/m、浓度2.0×103mg/L的石油磺酸盐溶液。在驱替实验1中,水驱、聚合物驱、深部调剖(注入量为高渗带孔隙体积的1/3)+水驱、活性水驱、最后水驱的采收率分别为24.80%、9.80%、11.40%、5.80%、1.80%,合计53.6%;在驱替实验2中,水驱、聚合物驱、固定化(注入量为高渗带孔隙体积的1/2)+水驱、深部调剖(适度)+水驱、活性水驱、最后水驱的采收率分别为28.66%、9.20%、10.33%、5.49%、7.65%、2.89%,合计64.22%。给出了2组实验的采收率、含水率、注入压力曲线,结果表明:聚合物驱后注入的深部调剖剂由于流度高,可进入中、低渗透层,使后续驱替液体注入压力升高、波及体积减小,而注入固定剂可将大孔隙中存留的聚合物分子交联,使聚合物溶液变为具有调驱作用的弱的     

注聚后低浓度交联聚合物驱提高原油采收率

孤岛油田中一区馆 3单元聚合物驱先导试验区 (4个反五点法注采井组 )注入质量浓度 10 0 0～ 2 0 0 0mg/L的聚合物溶液 0 .2 9PV后转入后续注水 ,到 1999年 5月底采出程度 34.4 % ,综合含水 87.3% ,接近注聚前的值 ,1999年 10月起在该井组又开始了注低浓度交联聚合物溶液 (LPS)试验。所用聚合物为HPAM 35 30S ,-M =1.5× 10 7～1.8× 10 7,HD =30 % ,交联剂为Al3 + 质量浓度 10mg/L的AlCit溶液 ,聚合物与Al3 + 质量比为 2 0∶1。室内实验结果表明 :在温度 70℃、渗透率 4 .5 μm2 的人造岩心中注入在 4 5℃反应 2 4h的HPAM浓度 2 0 0mg/L的LPS共 4 .0PV ,阻力系数达到 135 ,注入 18.3PV后残余阻力系数仍达 5 5 ;气测渗透率 1.2 μm2 的人造岩心在 70℃水驱 5PV后原油采收率 33% ,再水驱 5PV后采收率增加 1.7% ,用 12 0 0mg/LHPAM溶液驱替 0 .35PV后采收率增加13% ,再水驱 5 .3PV后采收率增加 1.7% ,用 2 0 0mg/LHPAM / 10mg/LAl3 + LPS驱替 5 .6PV使采收率增加11.3%。在现场试验中 ,注入 0 .0 6 8PVLPS(第一阶段 2 0 0mg/LHPAM/ 15 0mg/LAlCit溶液 ,第二阶段 35 0mg/LHPAM / 5 5 0mg/LAlCit溶液 ) ,然后水驱 ,仍获得了增油减水的效果 ,经济上也略有收益     

海上注聚油田聚合物强化泡沫驱实验研究与应用

注聚油田进入注聚中后期,形成的聚窜通道会严重降低聚驱效果,而海上油田受开发投资、平台空间等限制,难以实施多轮次调剖减缓聚窜的影响。为进一步提高海上注聚油田化学驱增油效果,以渤海J油田为研究对象,进行了聚合物强化泡沫驱模拟实验,结果表明,聚合物强化泡沫驱油体系能够有效封堵高渗层窜流通道,提高低渗透层的动用程度;增加复合体系注入段塞对高渗层起到更强的封堵作用,改善整体驱油效果;相比于中高含水期,高含水时机下转为聚合物强化泡沫驱,提高采收率幅度更大。     

下二门油田非均质大孔道油藏聚合物驱油矿场试验

下二门油田H2 Ⅱ油组具有非均质性严重、大孔道发育、水油流度比高的油藏地质特点。注水开发时 ,油井见水早、含水上升快、水驱波及效率低 ,造成水驱开发效果差 ,水驱采出程度仅为 2 4 %。对此开发出高强度调剖剂进行油层深部调剖 ,整体封堵水窜 ;同时筛选适用于污水配制的超高分子量的聚合物(HPAM分子量 :2 0× 1 0 6～ 2 8× 1 0 6) ,增加驱替液黏度 ,改善油水流度比 ,提高波及体积和开发效果。该矿场试验把调剖和聚合物驱两项技术结合在一起 ,共设计 7口注聚井、1 8口生产井。注聚合物前 ,全部注入井实施整体深度调剖 ,平均调堵半径大于30m ,有效地遏止了大孔道窜流 ,使后续聚合物溶液能较均匀地进入油藏剖面 ,确保了聚驱效果。目前已注入聚合物段塞 0 .39PV ,累计增油 9.39× 1 0 4t,阶段提高采收率 6 .5% ,达到了矿场试验预测的开发指标 ,开发效果得到明显改善。图 2表 3参 3     

绥中36—1油田弱凝胶调驱实验研究

针对渤海绥中36-1油田注聚过程中聚合物溶液沿高渗透条带、大孔道突进的问题,以驱油用缔合聚合物为主剂,室内研发出了不同强度的弱凝胶调驱剂;模拟绥中36-1油田油藏条件,对所研制的弱凝胶调驱剂对岩心渗透率的影响、驱油机理及驱油性能进行了实验研究。岩心实验结果表明,所研制的弱凝胶调驱剂具有显著降低水相渗透率的能力、较强的耐冲刷能力和调整吸水剖面的能力,优先进入高渗层,对低渗层影响较小;弱凝胶驱提高采收率是通过对高渗层有效封堵,启动中低渗层来实现的;组合驱方式优于单一驱替方式,"0.2PV弱凝胶 0.1PV聚合物"段塞组合提高采收率效果最好,提高采收率达14.93%。     

双河油田V上层系高温聚合物驱动态调整做法及效果

双河油田V上层系是河南油田第一个高温聚合物驱先导性试验单元,于2004年5月13日开始注聚,在整个注聚过程中先后开展了:完善注采井网、注聚前深度调剖、"一井一制"注入、注聚期间的跟踪调整与调剖、油井压裂解堵引效等动态调整工作,促进了聚合物驱效果的不断扩大.至2007年11月共注入聚合物溶液0.4141PV.对应油井见效24口,油井见效率达82.8%,日产能由注聚前的92t到目前的170.3t,含水由95.38%下降到92.08%,高温聚合物驱先导试验取得了初步成效,为河南油田"十一五"期闻动用3215.3×104t二类聚合物驱储量和三采产量接替奠定了基础.     

低渗透岩心聚合物驱提高采收率实验研究

考察了为大庆低渗油层筛选的大庆炼化普通聚合物(P1,M=4.96×106)和抗盐聚合物(P2,M=6.56×106)45℃时在φ2.5 cm×10 cm、Kw分别为0.02、0.05、0.1 μm2的并联三岩心组上的驱油效果.用清水配制P1溶液,用矿化度3.7 g/L人工盐水配制P2溶液并驱替岩心,聚合物溶液浓度1.0和1.2 g/L.驱替方案分为3组共8个,每个方案均包括注入0.57 PV的P1、P2两个聚合物段塞.驱替实验结果如下∶P2(盐水溶液)的驱油效果好于P1(清水溶液);并联岩心组中,高渗岩心采收丰最高,中渗岩心次之,低渗岩心再次之;不论P1、P2段塞之同是否有水驱,先注P1再注P2方案的采收率普遍高于先注P2再注P1的方案;两聚合物段塞依次连续注入方案的采收率,高于两段塞间有水驱的方案的采收率;注入1.2 g/L聚合物段塞方案的采收率,高于注入1.0 g/L聚合物段塞方案的采收率;饱和油的岩心不经水驱而直接注聚合物段塞的方案,其采收率高于先水驱再聚合物驱方案的采收率.表4参4.     

聚驱后油藏井网调整与深部调剖三维物理模拟实验

针对聚合物驱后油藏剩余油分布特点,提出了井网调整与深部调驱相结合的提高采收率方法。孤岛油田中一区Ng3注聚区为模型原型,以相似准则为理论基础,设计并制作了平面非均质三维物理模型;研制了具有自组装特性的聚合物微球,优选出由BS与AES复配而成适用于目标油藏的乳化剂体系;原始一注四采五点法井网注聚后采收率为34.1%,在进行驱替试验的同时,采用电阻率法测量了模型中含水饱和度分布;调整原始井网,对非均质油藏模型分别注入聚合物溶液和聚合物微球与乳化剂复合体系深部调驱2组实验。结果表明,2个方案均可以提高聚驱后油藏采收率,单一聚合物溶液提高6百分点,而聚合物微球与乳化剂复合体系可提高采收率16百分点。分析各驱替阶段剩余油分布情况,聚合物微球与乳化剂复合体系能够封堵高渗层,使后续驱替液转向进入两侧低渗区域。     

交联聚合物溶液深部调驱先导试验

聚丙烯酰胺柠檬酸铝交联聚合物溶液(LPS)深部调驱先导试验结果表明,低浓度的交联聚合物溶液可以堵塞聚合物驱、水驱形成的水通道,提高注水井的注入压力,起到深部调剖、液流改向的作用,使驱替液进入聚合物驱、水驱未波及的含油层(层内或层间),增加生产井的产油量,降低含水率,进一步提高聚合物驱油藏的采收率。LPS深部调驱技术可作为聚合物驱的接替技术用于聚合物驱后油田的开发.     

Application of Horizontal Wells to Improve Injectivity During Polymer Flood Processes

Abstract

This numerical study was undertaken to investigate and compare the performances of polymer flood processes through horizontal or vertical wells. To achieve the objective, the author performed an extensive numerical simulation for 3 different well configurations under polymer flood followed by waterflood. The potential for a horizontal well application was assessed through different scenarios in combinations of injection and production wells and reservoir geometry. Other parameters included the length and spacing of horizontal injectors and horizontal or vertical producers. For different parameters of the system, performances were compared in terms of cumulative recovery and water-oil ratio at the production well and pressure drop or injectivity at the injection well. Results demonstrate that additional oil can be recovered and injectivity was significantly improved by utilizing a combination of horizontal wells when the same volume of fluid is injected into the reservoir. The improvement of injectivity through a horizontal injection well was higher when it was combined with a horizontal producer. Parameters such as reservoir thickness, well spacing, and well length are also shown to impact the predicted injectivity. Improvement in injectivity is obtained for thicker and larger reservoirs and longer horizontal wells.     

河南油田改善聚合物驱油效果的技术途径

河南油田为了提高聚合物驱油效果,采取了一系列技术措施。根据HPAM的M、分子线团回旋半径、储层渗透率、孔喉半径之间的关系及温度高于60℃时HPAM水解度增大的情况,在低温(50~60℃)高渗油藏如下三门油田使用M=1.9×107、水解度在25%~28%的HPAM;在高温(60~80℃)中渗油藏如双河油田使用M=1.5×107,水解度在15%~22%的HPAM;HPAM溶液用除氧清水或污水配制并在密闭条件下输送、注入。从1996年开始至今,已在10个区块实施聚合物驱,这10个区块产油量已占河南油田稀油产量的26.5%。报道了10个区块聚合物驱的基本参数。此外,还考察了耐热抗盐的丙烯酰胺共聚物PSR-6和PSR-8。用TSD=5 g/L的污水配制的HPAM(200、400 mg/L)/醛 多羟基化合物(150 mg/L)微凝胶,在75~105℃连续老化180天后,粘度(30℃、7.34s-1)保持在38.6~168 mPa.s,已在3个区块用于驱油,驱油效果优于HPAM。图1表4参17。     

聚合物驱油三种机采方式的能耗评价

为了弄清聚合物驱油对杆式泵、电潜泵、螺杆泵的影响，以及这三种机采方式用于聚合物驱采油时的能耗状况，进行了三种机采方式的系统效率与能耗的测试与计算，并与水驱时三种机采方式的系统效率与能耗值进行了对比。同时对聚合物、水驱这三种机采方式的能耗进行了评价，结果表明，对杆式泵井，聚合物驱动的能耗是水驱能耗的１．１倍；对电潜泵井，聚合物驱时的能耗是水驱能耗的１．６倍；对螺杆泵井，聚合物驱与水驱时的能耗基本相当     

低碱三元复合体系用于聚驱后进一步提高采收率

在室内实验研究了大庆油田条件下,水驱、聚合物驱之后低碱(NaOH)浓度的ASP三元复合驱的驱油效果。所用聚合物为M=1.6×107,HD=26%的HPAM;表面活性剂为Witco公司的烷基苯磺酸盐ORS-41和国产月桂酰二乙醇胺NNR,用矿化度3.7 g/L的模拟注入水配液,模拟油黏度9.56 mPa.s,实验温度45℃。NaOH/0.3%ORS-41/1.2 g/L HPAM溶液的黏度~剪切速率曲线和储能模量~振荡频率曲线,随碱浓度减小(1.5%或1.2%~0.1%)而整体上移,即溶液黏度和黏弹性增大。在Kw≈1μm2、VK=0.72的三层段非均质人造岩心上,水驱、聚合物驱(1000 mg/L,0.57 PV)后注入0.3%NaOH/0.3%ORS-41或NNR/1600或1800 mg/L HPAM溶液(0.30PV),采收率增值为13.5%~16.0%,最终采收率为66.4%~70.5%,含水曲线表明聚驱和复合驱过程中有油墙产生;NNR体系界面张力为10-2mN/m,ORS-41体系为10-1mN/m。在不同直径、连接有不同直径盲端的平行流道微观模型上,直接观察到水驱、聚驱后复合驱的波及区域明显大于水驱后聚驱的波及区域,聚驱后水驱油藏实施低碱三元复合驱可进一步增大波及体积。图5表1参4。     

基于潜力预测模型的聚合物驱参数敏感性分析

采用流线方法建立了一种新的预测聚合物驱提高采收率潜力的数学模型。给出了该模型的假设条件和基本数学式,讨论了纳入该模型的聚合物驱物理物化参数。利用该模型预测了一个拟三维油藏五点式井网井组模型(5层10 m厚油层,平均渗透率2μm2,渗透率变异系数0.7,孔隙度20%,原始含水饱和度30%,原始地层压力10MPa,温度50℃,地层原油粘度60 mPa.s),以80 m3/d流量依次注水0.4 PV、注1700 mg/L聚合物溶液0.3 PV、后续注水,所得采出程度~含水率曲线与国外数值模拟软件VIP-POLYMER的计算结果一致。利用该模型考察并分析了地层原油粘度(10~90 mPa.s),地层温度(30~80℃),地层水矿化度(5×103~3×104mg/L),渗透率变异系数(0.1~0.9),聚合物溶液粘度(5、10、15 mPa.s),渗透率下降系数(1.5、2.0、2.5),不可及孔隙体积分数(0.5~0.0),吸附性质(无吸附、不可逆吸附、可逆吸附)、聚合物浓度(500~2500 mg/L),聚合物段塞尺寸(0.1~0.6PV),聚驱时含水率(60%~95%)等油藏参数、聚合物性质参数、注入工艺参数对聚合物驱效果(提高采收率或含水率曲线)的影响。图13表3参3。     

聚合物驱后增产技术研究

针对聚合物驱后提高采收率问题,在孤岛油田研究了3种增产技术,分别是高效洗油技术、聚合物絮凝再利用技术、深部调剖技术。采用年板模型模拟油藏非均质特点,改变各作业剂注入孔隙体积倍数,比较其采收率增值和经济效果。研究表明：聚合物驱后采用上述技术可以进一步提高采收率,各作业剂用量需要优化,才能最大限度提高开发效果,提高波及系数的增油效果较提高洗油效率更为明显。     

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。     

大庆中低渗油层聚合物驱可行性室内实验研究

对可用于大庆油田中低渗油藏聚合物驱的聚合物HPAM的适宜分子量进行了研究。取聚合物溶液粘度为12mPa.s(45℃,7.34s-1),由粘浓曲线求得分子量为2.4×106、5.0××106、8.0×106及1.0×107的聚合物溶液浓度应分别为1000、800、6004、00mg/L。指出油藏孔隙半径中值大于聚合物分子线团回旋半径的5倍时,聚合物不会堵塞该油藏。在水相渗透率为9.87×10-3~22.0×10-3μm2的18支储层岩心上,用不同分子量、不同浓度的聚合物溶液测定阻力系数和残余阻力系数,根据注聚合物时和后续注水时注入压差的变化和残余阻力系数值,判断聚合物是否堵塞岩心,确定上述不同分子量聚合物分别适用于水相渗透率为0.01、0.03、0.10、0.20μm2的油藏。在渗透率为0.130~0.214μm2的岩心上,用粘度~12mPa.s的聚合物溶液驱油,注入量~1PV,分子量1.0×107的聚合物对岩心造成堵塞,其余分子量的聚合物提高采收率的幅度,由分子量2.4×106时的6.5%提高到分子量8.0×106时的7.6%。结合试验区先期注入井的结果,分子量8.0×106的聚合物可用于大庆油田大多数中低渗油藏,分子量超过8.0×106时有一部分油藏会发生堵塞。数值模拟表明,在分子量6.5×106、聚合物用量420(mg/L).PV、注入流量0.15PV/a条件下,聚合物溶液浓度由400mg/L增至1200mg/L时,采收率增值仅由6.75%增至7.25%。图1表4参3。