基于储层孔喉匹配的非均相复合驱技术研究与矿场实践 ——以胜坨油田一区沙二段1-3砂组聚合物驱后单元为例

非均相复合驱油体系与储层孔喉匹配性是实现驱油体系有效注入和大幅度提高原油采收率的关键因素,基于物理模拟研究,建立黏弹性颗粒驱油剂与多孔介质孔喉匹配关系图版。优选胜坨油田一区沙二段1-3砂组聚合物驱后油藏典型单元作为先导试验区,在目标储层孔喉特征分析的基础上,依据所建立的匹配关系图版,研制适合目标储层的黏弹性颗粒驱油剂,联同聚合物与阴非两性表面活性剂构建适合目标储层的高效非均相复合驱油体系。研究结果表明,非均相复合驱技术能有效动用不同类型、不同孔径孔隙中的剩余油,提出非均相复合驱油体系对剩余油的微观动用机制。矿场实践证实,试验区注入井注入压力上升了4.7 MPa,启动压力上升了5.1 MPa,平均阻力系数达1.7,矿场油藏压力分布更加均匀,驱替更加均衡;截至2020年5月,试验区已取得显著降水增油效果,生产井综合含水率下降了6.3%,日产油量由39 t/d升至141 t/d,数值模拟预测在聚合物驱后可进一步提高原油采收率7.6%,非均相复合驱技术具有广阔的推广应用前景。     

胜利油田不同类型油藏聚合物驱生产动态的定量表征

建立了生产动态定量表征模型,其中包括初始时刻累积注入量、峰值时刻累积注入量、结束时刻累积注入量以及峰值4个具有明确物理意义的特征参数.利用该模型定量表征了胜利油田不同类型油藏聚合物驱增油和含水变化趋势,同时,提出了利用基于实数编码的遗传算法自动求解该模型的方法.该模型数学形式简洁,便于确定特征参数,且具有较好的外推性,也可用于工程问题中类似增长曲线的拟合和预测.考虑到注聚合物前的物质基础、油藏静态参数及注采强度等因素,将胜利油田已实施的23个聚合物驱单元分为5种油藏类型,不同类型聚合物驱单元在生产动态上表现出不同的定量规律.     

孤岛聚合物驱先导试验阶段效果及动态特征

孤岛油田中一区馆３层聚合物驱是在多油层开采、常规开发井网、污水配注条件下开展的先导试验，本文简要介绍了试验区的地质概况及试验条件，重点运用实际测试化验资料对油井的见效情况、增油效果、油井动态变化的特点进行了分析，同时对注聚井的井口压力变化、聚合物在注入井底后的滤积情况、吸水能力变化、地层流动系数变化、吸水剖面的调整、聚合物溶液的剪切情况及检测井采出聚合物溶液粘度的损失情况进行了详细的分析。     

甜菜碱溶液的界面性能及其在稠油降黏中的应用

为探索稠油乳化降黏过程中乳化剂的构效关系,考察了直链烷基甜菜碱(ASB)、二甲苯基取代甜菜碱(BSB)与稠油的油/水动态界面张力和界面扩张流变参数,测定了甜菜碱溶液与稠油形成的乳状液的稳定性、粒径和黏度。结果表明:甜菜碱分子的亲水基团平铺在界面上,形成具有一定弹性和强度的油/水界面膜,易与稠油形成稳定的O/W乳状液,显著降低了油相黏度。当油/水体积比为1∶1时,2种甜菜碱在质量分数为0.1%～1.0%的范围内,降黏率大于98%。ASB分子与稠油中活性物质混合吸附、协同作用,具有比BSB更高的界面活性和更强的稳定稠油乳状液能力,能在更宽的油/水体积比范围内有效降黏。     

粘弹性颗粒驱油剂的流变特性

粘弹性颗粒驱油剂B-PPG是一种全新的驱油剂,具有部分交联、部分支化的分子结构,分散于水中形成非均相的B-PPG悬浮液。采用稳态剪切和动态振荡实验,研究了不同质量分数、不同交联度的B-PPG在不同矿化度盐水中的流变特性,并分析其产生机理。结果表明,B-PPG悬浮液具有优异的粘弹性、耐盐性和增粘性。随着B-PPG交联度的增加,B-PPG悬浮液粘度呈下降趋势,B-PPG悬浮液粘性与弹性模量交点处频率(Fc)逐渐趋向低频;高矿化度使部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的弹性减弱,而对B-PPG悬浮液模量影响较小,表明B-PPG较HPAM具有更优异的耐盐性;随着B-PPG质量分数的增大,B-PPG悬浮液线性粘弹区范围增大,且粘度明显增大,B-PPG悬浮液更加偏离牛顿流体,Fc值逐渐趋向低频;通过对其动态振荡曲线的线性拟合数据发现,B-PPG悬浮液表现出弱凝胶特性。     

胜利油区聚合物驱后注水技术政策界限研究

聚合物驱后转水驱阶段是聚合物驱油的重要增油时期，该阶段工作制度及相关技术政策研究尤其重要。分析了胜利油区聚合物驱转入后续水驱阶段注入和产出系统产生的相应变化，认清了该阶段生产特征及驱油规律，采用数值模拟手段。研究了聚合物驱后续水驱阶段相关技术政策界限，提出了延长后续水驱效果的保证措施。     

七点法井网聚合物驱先导试验研究

用数值模拟研究手段对七点法井网、五点法井网以及单油层、多油法井网以及单油层、多油层聚合物驱的波及系数及驱油效果进行了模拟；介绍了七点法井网聚合驱矿场实施方案；重点研究了矿场实施后聚合物驱的动态特征及驱油效果，并与其他井网的实施结果进行了对比。该试验的实施，不仅证明了强注强采的七点法井网适合开展聚合物驱，而且也证明我子层聚合物好于单层聚合物驱。     

超高分子量缔合聚合物溶液的流变特征及微观结构研究

超高分子量缔合聚合物比普通缔合聚合物具有更高的分子量和更小的缔合度,因此具有不同的增黏性、黏弹性和微观结构。选择了相对分子量500万的普通缔合聚合物和相对分子量1 900万的超高分子量缔合聚合物溶液,通过渗流黏度测试装置和安东帕流变仪对其进行了渗流黏度、黏弹性测试。结果表明,超高分子量缔合聚合物通过自身的高分子量和分子链间相互缔合的协同作用,在多孔介质渗流中能形成更高的渗流黏度,在稳态剪切条件下具有更高的威森伯格数;通过冷冻蚀刻扫描电镜对超高分子量缔合聚合物溶液的微观结构观测表明,相对于普通缔合聚合物,超高分子量缔合聚合物溶液链与链间能形成更加紧密的网状结构;驱油实验研究表明,超高分子量缔合聚合物具有比普通缔合聚合物更好的驱油性能。     

烷基苯磺酸盐定量分析

结合同步监控技术,优化纯化工艺,获得总烷基苯磺酸盐活性物组分以及单烷基苯和双烷基苯磺酸盐活性物组分,纯度大于90%;分别以总磺酸盐活性物和单磺酸盐、双磺酸盐活性物为定量标准物质,对烷基苯磺酸盐样品中的活性物百分比进行高效液相色谱分析。结果表明,烷基苯磺酸盐样品中单磺酸盐的量远高于双磺酸盐;总磺酸盐、单磺酸盐和双磺酸盐活性物组分均在224 nm处有最大吸收,吸收系数强弱顺序为单磺酸盐≈总磺酸盐>双磺酸盐;以总磺酸盐和单磺酸盐活性物组分为标准物质,最小检测量为5 mg/L,以双磺酸盐活性物组分为标准物质,最小检测量为10 mg/L;由于双磺酸盐活性物组分紫外吸收系数较弱,导致以总磺酸盐活性物为标准物质测试的百分比结果较同时以单磺酸盐、双磺酸盐活性物为标准物质时低3%左右。     

复配聚合物对驱油效果影响的核磁共振实验研究

为研究不同相对分子质量聚合物复配对驱油效果的影响,基于在线核磁共振成像技术,对相对分子质量为1 000×104的单一聚合物及复配聚合物开展岩心驱替实验。根据水驱阶段结束、聚合物驱阶段结束的核磁共振T2谱信号对不同尺寸孔喉的氟油动用程度占总动用程度的比例进行定量表征及分析。结果表明:在2种聚合物粘度基本相同、岩心孔喉结构相近的情况下,使用复配聚合物的岩心采出程度和中、小尺寸孔喉中氟油采出量占总油量的比例分别比使用单一聚合物高1.5%和7.1%。复配聚合物中的小相对分子质量聚合物由于具有较小的尺寸,可以有效驱替出中、小尺寸孔喉中的氟油,而大相对分子质量聚合物对大尺寸孔喉中的氟油驱油效果也较好,与单一聚合物相比,复配聚合物可以动用更宽尺寸孔喉范围内的氟油,从而扩大波及体积,取得更好的驱油效果。