大庆油田X区块三元复合驱采出规律研究

以大庆油田三元复合驱工业化区块为研究对象,应用矿场统计、数值模拟方法量化了三元复合驱中影响毛管准数的黏度和界面张力,分析了采出液化学剂、离子浓度变化规律。结果表明:三元复合驱技术能大幅度提高原油采收率19.58个百分点;油层中用于参与驱替的三元复合体系黏度只有初始黏度的30%~45%;化学剂运移30%的井距时,可保持较好的界面活性,运移至采出井处,三元复合驱体系界面张力大部分跃升至10-1 m N/m以上,对驱油效率的贡献减弱;三元复合驱化学剂见剂顺序为聚合物、碱、表面活性剂,见剂时间分别为注入孔隙体积倍数的0.12、0.45和0.56。     

三元复合驱的驱油特征研究

大量室内研究和矿场试验结果表明,在高效的表活剂条件下,三元复合驱是一种非常有效的三次采 油方法,具有良好的应用前景。文中应用数值模拟技术并结合室内研究,给出了三元复合体系不同界面张 力和粘度比条件下,在非均质油层中的驱油特征。分析结果表明,三元复合驱与聚合物驱相比,对油层非 均质性有更大的适用范围;对于非均质油层的三元复合驱,采用增加体系的粘度和降低体系的界面张力的 方式都能获得较好的提高采收率效果,但高粘度是获得好的提高采收率的关键;采取分层注入的方式,或 者在三元复合驱后对高渗透层进行封堵,能更有效地采出中、低渗透层的剩余油,进一步提高采收率。本 项研究对认识三元复合驱的驱油机理和编制调整矿场试验方案提供了重要依据。     

聚驱后油层提高采收率驱油方法

大庆油田已开展了聚驱后高浓度聚驱和三元复合驱现场试验,这2种驱油方法虽可取得一定的技术效果,但聚合物用量大、经济效益低。为实现低成本高效开采,在深刻认识聚驱后油层特点的基础上,依据堵调驱相结合的技术路线,应用物理模拟实验和配方优化技术,进一步研究了3种新型驱油方法：①"调堵剂+驱油体系"组合注入驱油方法,该方法通过低初黏凝胶调剖后再注入三元体系,特点是可大幅降低聚合物用量,较单纯三元复合驱可提高采收率2.1%,节省聚合物用量25%;②研发了非均相复合驱油体系,该体系由连续相三元溶液和非连续相PPG颗粒组成,可实现动态调整、动态驱替,聚驱后非均相复合驱可提高采收率13.6%,较三元复合驱可提高采收率3.4%;③研发了聚驱后插层聚合物复合驱驱油方法,插层聚合物具有残余阻力系数大于阻力系数的特点,调堵能力强于普通聚合物,聚驱后可提高采收率15.9%。鉴于上述3种新型驱油方法室内实验取得的较好效果,且较普通三元复合驱大幅降低化学剂用量,拟开展现场试验以提高油田采收率。     

优选三元复合驱注入段塞组合参数的新方法

根据大庆油田实际开发特点建立了理想地质模型,通过数值模拟方法分析主段塞、副段塞、前置段塞和后置段塞的碱、表面活性剂和聚合物三元复合体系化学剂含量、段塞大小等共12个因素对采收率增幅的影响规律,用多元非线性混合回归方法求得采收率公式,并利用函数最优值理论求得最大采收率及对应各个段塞因素的数值。研究结果表明:12个段塞因素与采收率呈现非线性关系,由此得出二次多元非线性回归公式,用函数最优值法求得的最大采收率为66.525%。用数学方法形成了一套三元复合驱前置段塞、主段塞、副段塞、保护段塞化学剂大小、化学剂配方优选方法,对三元复合驱数值模拟应用性研究具有重要意义。     

聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究

首先利用正交实验设计,确定了化学剂最佳注入程序为0.1PV聚合物前置段塞、0.45PV三元复合剂主段塞、0.05PV聚合物后续保护段塞,其次再依据聚驱后区块特点及实际情况,设计了三套井网方案并开展了聚驱后三元复合驱进一步提高采收率数值模拟研究。数模结果表明,三元复合驱与前一阶段聚驱相比平均可提高采收率12.9%,其中,水平井和直井的注采组合方案提高的采收率幅度最大,达到15.97%,所以聚合物驱后应综合考虑水平井的注采调整和三元复合驱的多重优势,以期取得更好的开发效果。     

三元复合驱波及系数和驱油效率的实验研究

为了搞清三元复合体系提高采收率的机理,通过室内三维物理模拟驱油实验研究了非均质砂岩油田三元复合驱油过程中波及系数与驱油效率的变化特征,量化三元复合驱不同类型储层驱油效率和波及系数对提高采收率的贡献程度.结果表明,在有隔层的条件下,中渗透层贡献程度达到了25.29%,其次是低渗透层,贡献率为44.31%,而高渗透层仅为30.40%;分析认为,三元复合驱的主要作用在于提高驱油效率,而且主要是提高高渗透层的驱油效率,同时能够提高中低渗透层的波及系数.初步得出驱油效率对提高采收率值的贡献率为33.27%,波及系数的贡献率为66.73%.     

三元复合驱靶向输送提高采收率技术

针对三元复合驱在注入井近井地带的损耗问题,提出了将高压水射流钻超短半径径向水平井与三元复合驱相结合的靶向输送提高采收率技术,利用水平井作为"靶向通道",将三元复合体系直接输送至剩余油富集区,避免了三元复合体系在注入井近井地带的损耗。平板均质模型室内实验与数值模拟参数优化研究证实,该技术可显著扩大波及效率,改善驱油效果,大幅度提高原油采收率;靶向输送技术最佳驱替参数组合为:直角靶向输送,通道长度约为井距的15%,三元复合体系段塞注入量为0.4倍孔隙体积;三元复合驱靶向输送技术在合理参数下,相对于水驱可提高采收率48.87%,相对于常规三元复合驱可提高采收率22.04%。靶向输送技术解决了三元复合驱近井地带化学剂的高损耗问题,同时弥补了三元复合驱成本高、应用受限的缺陷,具有广阔的应用前景。图8表2参16     

EFFECTS AND COGNITION ON THE FIELD TEST OF AS/P ALTERNATING INJECTION

针对大庆油田三元复合驱工业试验过程中暴露出的注采能力下降幅度大、化学剂成本高等问题,应用物理模拟方法和数值模拟方法,开展了三元复合体系注入方式优化研究.得出与三元整体注入相比的AS/P交替注入方式可以在相同开采效果的条件下节省化学剂用量22.06％,或者在相同化学剂用量的条件下提高采收率2.7百分点.AS/P交替注入现场试验表明,中心井含水率最大降幅达16.7百分点,采收率提高了11.85％,同时也大大降低了生产成本,为进一步改善三元复合驱的开发效果提供了依据.     

双河油田IV5－11 层系复合驱油体系实验研究

根据双河油田IV5-11层系的油藏特征,利用正交实验法,对聚合物质量浓度、表面活性剂种类及其质量分数进行筛选,得到了由质量浓度为1500mg/L的ZL-Ⅱ、质量分数为0.3%的QY-3组成的二元复合驱油体系及由质量浓度为1500mg/L的ZL-Ⅱ、质量分数为0.3%的QY-3和1.0%的Na2CO3组成的三元复合驱油体系,这2个体系均能与双河模拟油形成超低界面张力且粘度适中。利用均质与非均质人造岩心及微观非均质仿真模型,对所选复合驱油体系进行物理模拟驱油实验;并在模拟油藏具有代表性的3倍渗透率级差条件下,优选了三元复合驱油体系注入方式。实验结果表明,在均质条件下,三元复合驱油体系提高采收率程度明显高于二元复合驱油体系;在非均质条件下,随着非均质性的增强,三元复合驱油体系与二元复合驱油体系提高采收率的差距逐渐缩小,但前者始终高于后者;对于同一驱油体系,随着非均质性的增强,驱油效率先增大后减小,渗透率级差为3倍时的采收率最高。综合分析可知,三元复合驱油体系好于二元复合驱油体系,在其注入前后分别注入0.05倍孔隙体积交联聚合物保护段塞的注入方式,三元复合驱油体系提高采收率比不加保护段塞时提高了4%。     

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。     

大庆油田三元复合驱矿场试验综述

经过多年的室内研究及矿场试验攻关,大庆油田已先后成功地进行了5个三元复合驱矿场试验,试验结果表明,三元复合驱可比水驱提高采收率20%以上,乳化对提高三元复合驱的驱油效果有利;三元复合驱在注采液能力下降的同时,由于含水也大幅度下降,仍可保持较高的采油速度;采取压裂等增产措施可使下降的采液能力大幅回升,螺杆泵、清防垢措施的使用能减缓结垢对在南举升工艺及集输设备的影响。     

大庆油田三元复合驱布井方式研究

依据三元复合驱矿场试验的注入、产出动态特征及数值模拟计算,分析了大庆油田三元复合驱适合的布井方式。研究结果表明,大庆油田主力油层三元复合驱采用斜行列、五点法或四点法井网,注采井距200m左右在技术上是可行的。     

复配碱化学驱数值模拟

在对大庆低酸值原油三元复合驱中碱作用分析基础上,对三元复合驱中单一减(NaOH)和复配碱(NaOH+Na₃PO₄)化学反应关系进行了系统阐述,分析了原油酸组分在油水平衡中的计算问题,考虑了复配碱中磷酸盐对化学剂及碱耗的抑制和牺牲剂作用,首次利用碱驱模拟软件对复配碱问题进行了分析计算。针对大庆油田中区西部单碱复合驱和萨南东部过渡带复配碱复合驱的模拟表明,复配碱能更加有效地改善三元复合驱的开发效果。     

"十五"期间大庆油田三次采油技术的进步与下步攻关方向

对大庆油田一类油层聚驱方案优化设计技术、聚驱综合调整技术、聚驱采油工艺技术、聚驱测试工艺技术以及聚驱地面工艺技术等成熟技术进行了系统总结;提出了二类油层聚驱开发的策略及总体柜架,并对现场聚驱动态进行了分析;深化了三元复合驱驱油机理的认识,三元复合驱油用国产表活剂研制取得突破,实现了工业化生产,先导性矿场试验取得了显著效果,为进一步开展工业性试验奠定了良好基础。分析了“十五”期间大庆油田三次采油技术存在的主要问题,指出了今后三次采油的攻关方向。     

发展三次采油新理论新技术，确保大庆油田持续稳定发展 (上)

简要回顾了大庆油田的发现和开发历程。论述了理论创新和技术创新对大庆发展所起的作用。展示了在油田开发提高采收率研究领域的最新成果。由于大庆在粘弹性流体力学和渗充力学基础理论研究方面有所发展,有所突破,因而带动了整个聚合物驱油技术和方法的发展,大规模推广后取得了很好的效果。三元复合驱在理论研究和应用方面也有所发展,研究结果表明,三元复合驱不但可以适应高酸值原油,同时也可以适应大庆这样的低酸值原油。由于化学驱注入段塞的活性剂浓度较低,并且提高采收率的幅度较高,因此,大庆油田三元复驱在经济上是可以有效益的,另外,还提出了开展二元复合驱和进一步提高采收率（即四次采油）的一些超前性理论观点以及如何解决相关的采油工艺和地面工程等问题,对于指导今后油田开发提高采收率研究工作具有重要的理论意义和现实意义。     

葡北低渗透油田三元复合驱室内实验研究

对葡北油田开展三元复合驱室内实验研究时,应用大庆长垣北部油田三元复合驱配方不能满足葡北的油藏条件。对此应用复合碱改善了复合体系与原油间界面张力,使用牺牲剂降低表面活性剂在油砂上的吸附损失达４０％以上,筛选出适合葡北油田的三元复合驱配方。天然岩心驱油实验结果表明：采收率比水驱提高１８％以上。此复合驱技术对今后外围低渗透油田开展复合驱具有指导作用。     

大庆油田聚合物驱潜力评价

根据大庆油田各油区油层地质特征、开发特点及流体性质划分了区块群,确定了用于聚合物驱油方法评价的代表区块,结合室内实验、先导性矿场试验及已经推广的聚合物驱工业化应用区块的具体情况,应用聚合物驱数值模拟软件。优化选取了评价聚合物驱油方法所用的各项参预数及注入方案,给出了大庆油田聚合物驱技术潜力和经济潜力评价结果。     

三次采油用烷基苯磺酸盐类表面活性剂研究

介绍了以抚顺洗化厂的重烷基苯为原料经切割筛选,采用SO3降膜式磺化工艺合成出烷基苯磺酸,再经中和、复配,研制出了性能稳定的烷基苯磺酸盐,室内评价结果表明,该表面活性剂能与大庆原油形成10^-3mN/m数量级的超低界面张力,而且界面张力性能稳定,其三元复合体系驱油效率砒水驱提高20%以上,同时,实现了表面活性剂的国产化配方,大大降低了三元复合驱成本,为大庆油田以烷基苯磺酸盐为主表面活性剂大面积推广三元复合驱奠定了理论和实践基础。     

大庆油田三元复合驱中岩石润湿性的变化

通过室内模拟实验,研究了在三元复合驱中大庆油田岩石润湿性的变化规律,分析了润湿性的变化机理。结果表明,三元复合驱后,岩石润湿性发生变化,总的趋势是岩石润湿性向亲水方向转化,其转化幅度与三元复合体系中化学剂浓度有关。三元复合驱中岩石润 性的变化主要是因为化学剂与地层中二价阳离子、岩石矿物相互作用,改变岩石的表面性 及碱对吸附在岩石表面的刚性油膜的溶解,使各相之间的界面张力发生变化。     

化学复合驱技术研究与应用现状及发展趋势

近年来化学复合驱技术应用基础研究及现场试验得到了长足发展。国内采用低浓度复合驱体系,通过碱、表面活性剂的协同作用,降低油水界面张力达到超低数量级,同时采用抗盐聚合物使污水配制驱替液黏度达到要求,三元复合驱或二元复合驱具有提高驱油效率和扩大波及体积双重作用。大庆油田三元复合驱先导性试验和工业化试验提高采收率幅度达到18.6%～26.5%,复合驱进入工业化推广应用阶段,在复合驱试验过程中逐步形成了系列配套技术。复合驱存在的主要问题为强碱引起的检泵周期较短和采出液处理难度大、成本高。国外复合驱技术早期主要采用表面活性剂胶束-聚合物驱,由于成本高未能推广应用,近年来随着油价上涨,开始研究低浓度复合驱体系。国外采用化学驱的油藏大部分为高温高盐油藏,瓶颈技术为耐温抗盐驱油剂的研制。