多级调剖调驱技术效果及剩余油分布

为治理渤海稠油油藏经长期注水开发形成的优势通道,多级组合深部液流转向技术受到广泛关注。以油藏工程、物理化学和分析化学等为理论指导,以物理模拟为技术手段,以渤海S油田为模拟对象,开展了分级组合深部调剖调驱效果及剩余油分布研究。结果表明:目标油藏储层经长期注水注聚开发,已经形成了大孔道或高渗条带,大孔道治理是改善油田开发效果的前提条件;与聚合物溶液中分子聚集体分布相比较,聚合物微球粒径分布比较集中,具有"堵大不堵小"渗流特性,"强凝胶封堵大孔道+聚合物微球转向中低渗透层调驱"多级调剖调驱技术兼顾了大孔道治理和中低渗透层深部液流转向技术需求,可以取得较好增油降水效果;"行列式"注水开发井网相邻水井不宜同时进行调驱和调剖;剩余油主要分布在中低渗透层、远离主流线的两翼。

聚合物微球粒径与岩芯孔喉的匹配关系研究

根据岩芯孔喉基本计算公式，计算岩芯的平均孔喉直径，通过吸水膨胀后不同大小聚合物微球在岩芯中的封堵效果，研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹配关系，确定了聚合物微球在岩芯中具有稳定封堵性能时微球粒径与岩芯孔喉直径的比值范围。从聚合物微球吸水膨胀性能、剪切前后微球粒径变化、不同大小聚合物微球在岩芯中的封堵效果、与岩芯匹配后的聚合物微球调剖作用对水驱采收率的影响几个方面，研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹配关系，从而为聚合物微球调剖体系大小选择提供实验依据。研究表明，当聚合物微球粒径与岩芯孔喉直径比值在0．33～1．50时，聚合物微球可以在岩芯中形成稳定的封堵能力，当聚合物微球粒径与孔喉直径比值在1．20～1．50时，聚合物微球兼具良好的运移能力和封堵效果。

渤海S油田窜流通道封堵技术

针对渤海S油田长期注水开发形成水窜通道,导致区块含水上升速度快的问题,采用示踪剂方法识别油水井间高渗条带,分析计算了高渗条带渗透率及孔喉大小,通过对凝胶类调剖体系强度和微球粒径分级、微球类调剖体系粒径与岩心孔喉直径的匹配性和注入段塞及施工工艺组合方式的研究,获得了适合该油田高渗条带封堵及深部调剖的分级组合深部调剖技术。该技术的主要内容包括:以凝胶(先注弱凝胶,后注强凝胶)加微球为组合调剖剂,以凝胶井口调剖加微球在线调剖的组合工艺方式。研究结果表明,S油田目标井区高渗条带渗透率为8.8μm^2,平均孔喉约为20μm;适合分级组合深部调剖技术的两种强度凝胶体系配方为0.3%聚合物+0.2%交联剂(弱凝胶)、0.4%聚合物+0.3%交联剂(强凝胶);微球膨胀后的粒径与孔喉直径比为1~1.5时,微球调剖体系兼具良好的封堵性能和运移性能;应用凝胶封堵近井地带高渗条带、微球进行深部调剖的段塞组合方式,在相同成本下的调剖效果最好;采用井口调剖+在线调剖相结合的工艺方式,可使海上油田深部调剖设备占用平台空间降低70%以上。分级组合深部调剖技术在渤海S油田矿场试验中取得了显著效果,井组综合含水最高下降8.4%,井组净增油18288 m^3,适合于海上砂岩油田深部调剖作业。

一种新型二次交联凝胶体系的合成与应用

针对海上油田多轮次调剖后,调剖效果逐渐变差的问题,研制了一种成胶时间及强度可控的二次交联凝胶体系。通过改变交联剂合成过程中冰醋酸与已二酸的摩尔比,调控凝胶体系不同阶段的成胶时间与成胶强度,扩大凝胶体系注入过程中的波及范围,改善多轮次调剖后的调剖效果;并对所合成二次交联凝胶体系在渤海S油田条件下的性能进行评价,获得适合现场应用的体系配方。研究表明,二次交联凝胶体系浓度选用4 000 mg/L聚合物+3 000 mg/L交联剂,冰醋酸与已二酸摩尔比为1∶3时,分级交联凝胶体系与渤海S油田高渗条带具有最佳的匹配效果,体系兼具封堵性能与运移性能。平板模型驱油实验表明,调剖前后水驱采收率提高16.05%。研究结果应用于渤海S油田,2口井累计增油18 288方,平均含水降低8.4%,矿场试验效果良好。

基于自乳化保护的水平井选择性堵水方法及其在南海东部P油田的应用

针对海上油田水平井控水成本高,化学堵水成功率低,部分油井堵水作业后产液量大幅降低等问题,提出了一种基于自乳化保护的水平井化学堵水方法。通过自乳化保护液的注入对含油储层进行保护,避免后续堵剂污染含油储层,实现选择性堵水。提出现场注入工艺参数及堵水药剂性能设计原则,实现水平井不找水堵水。与传统化学堵水技术相比,该技术无需找水作业、现场施工工艺简单,通过药剂性能及施工参数控制,堵水体系可定向封堵出水层位,有效提高化学堵水的成功率并降低作业成本。研究表明,基于自乳化保护的堵水技术体系性能与施工工艺参数设计可实现选择性不找水堵水,保护液体系可对水平井含油储层形成有效保护,避免堵剂对含油储层的污染。室内实验表明堵水后水驱采收率提高29.58个百分点。研究结果应用于南海P油田,控水稳油效果良好。

海上油田深部调剖组合方式实验优选

针对渤海油藏深部调剖实际需求,实验研究了Cr^(3+)聚合物弱凝胶(聚合物浓度为3 000 mg/L,交联剂浓度为2 000 mg/L)、强凝胶(聚合物浓度为4 000 mg/L,交联剂浓度为3 000 mg/L)和聚合物微球传输运移能力、封堵能力以及聚合物凝胶段塞尺寸和调剖剂不同组合方式的调剖效果。结果表明:聚合物强弱凝胶成胶时间接近,均为放置1.5 h后;聚合物凝胶初始黏度低,成胶后强度高,可避免进入中低渗透层,因此聚合物凝胶可以作为一级调剖段塞。聚合物微球封堵性能几乎不受剪切作用影响,当水化时间达到2 d时,微球粒径由8.45 μm水化膨胀至27.14 μm,在注入岩心过程中压力较低,运移距离较远,并且可在储层深部孔隙内缓膨,因此可选择聚合物微球作为二级调剖段塞。采取弱凝胶+强凝胶+聚合物微球的组合方式,采收率增幅最大(较水驱阶段可提高22.5个百分点),液流转向效果明显,推荐此组合方式进行海上油田深部调剖。

交联聚合物溶液成胶动态特征及其机理

渤海油藏长期注水开发已形成优势通道。根据油藏调剖的实际需求,采用物理模拟方法,开展了交联聚合物溶液成胶动态特征及其作用机理研究。结果表明:交联剂与聚合物间化学反应主要为两种,一是聚合物同一分子链上不同支链间("分子内")交联反应,形成"局部性"网状分子聚集体,宏观上黏度基本保持不变,二是聚合物不同分子链间("分子间")交联反应,形成"区域性"网状分子聚集体,宏观上黏度和黏弹性大幅度增加;在交联聚合物溶液中,发生"分子内"交联反应所需时间要远少于"分子间"交联反应,这一特征在酚醛树脂类交联聚合物溶液内表现尤为明显;在目标油藏条件下,有机铬类交联剂与聚合物间形成"区域性"网状聚集体时间低于0.5 h,酚醛树脂类则为72 h左右。

渤海油田分级组合深部调剖技术

为了提高海上油田的开发效果，基于调剖决策的压力指数计算、调剖体系优选室内试验及调剖参数设计，进行了分级组合深部调剖技术研究。室内试验表明，采取先低强度（终冻强度0.05 M Pa ）后高强度（终冻强度0.07 M Pa）连续相的顺序注入，比采取先高强度后低强度连续相的顺序注入时的采收率提高3.1百分点；采取先大粒径（初始粒径0.5～3.0μm ）分散相、后小粒径（初始粒径50～500 nm ）分散相的顺序注入，比采取先小粒径分散相、后大粒径分散相的顺序注入时的采收率提高4.1百分点。膨胀后分散相颗粒与地层孔喉的最佳直径比为1时封堵率最高，且要求初始颗粒粒径小于1／7倍孔喉直径，膨胀后的最小粒径大于1／3倍孔喉直径。结合渤海油田的现场实例对该技术的应用效果进行分析，预测进行分级组合深部调剖后，含水率下降5.0％，2个井组增油3.4×104 m3以上。研究结果表明，在应用区块整体调剖决策参数确定目标调剖井的基础上，根据地层物性优选出合适的调剖体系，并对调剖体系进行优化组合设计，可以达到最佳的调剖效果。

掺稀降黏技术研究及其在渤海Q油田应用评价

针对渤海Q油田原油黏度大、采出程度低的问题,对稠油掺稀油技术在渤海Q油田可行性进行了研究。分析了稠油稀油的基本性质,考察了稠油掺稀比例、含水率、温度、剪切速率对掺稀降黏的影响。综合考虑稀油成本等因素,选择适当的掺油方式和比例,以探索利用稀油降低稠油黏度、提高采收率的可行性。结果显示,随着温度升高,掺稀降黏体系的黏度降低;含水率增高,体系黏度增加。确定稠油掺稀比例为8∶2,同时发现在油田开发初期含水较低情况及稀油低速注入条件下有较好采出效果。Q油田进行稠油掺稀油开采,高部位稠油和深部位稀油储量比接近8∶2,与实验结论 8∶2的掺油比接近,故从储量潜力角度评价,该技术在Q油田初期低含水开发阶段具有应用前景。

缔合聚合物在多孔介质中的缔合行为研究

根据缔合聚合物通过疏水侧链的缔合作用形成大尺寸聚集体的作用机理,提出利用具有两亲腔体独特结构的β-环糊精控制缔合聚合物的缔合程度,并利用聚合物溶液黏度间接计算缔合聚合物在多孔介质中的缔合程度。实验从β-环糊精质量分数对缔合聚合物黏度、聚合物聚集体形态、缔合聚合物在不同渗透率条件下的缔合程度几方面研究了缔合聚合物在多孔介质中的缔合行为。结果表明,β-环糊精仅对缔合聚合物的疏水侧链进行包裹,而对缔合聚合物分子主链和线性聚合物分子结构没有影响,缔合聚合物缔合黏度对表观黏度的贡献率超过94%。缔合聚合物在多孔介质中的缔合程度随渗透率增加而增加,同时由于缔合与解缔合作用的存在,缔合聚合物形成的聚集体尺寸更易与岩心孔喉尺寸相匹配,缔合聚合物渗透率在4 000×10^(-3)μm^2以下,岩心中的缔合程度均小于10%。

海上油田聚表二元复合体系组成快速检测技术

传统淀粉-碘化镉质量浓度检测方法无法检测聚表二元复合驱油体系中表面活性剂的质量浓度,仅能检测聚合物质量浓度,在时效性、准确性方面也待进一步提高。本技术创新采用COD-定氮联作法,首先通过化学氧化方法将样品中还原性物质(聚合物、表面活性剂等)全部氧化,获得溶液的总COD值,再采用定氮法测定聚表二元复合体系中聚合物质量浓度。通过对二元复合体系采出液中各组分含量与COD值建立函数相关性,运用数学手段将各个因素及环境影响量化,扣除相应背景值,便可计算得出二元复合体系的组分质量浓度。该技术目前已在海上平台成功推广应用,首次实现了聚表二元复合驱油体系组分质量浓度在平台上直接检测,可有效地对注入端流体质量和采出端流体组分质量浓度进行把控,对指导海上油田二元复合驱动态跟踪调整和采出液处理具有重要意义。

渤海J 油田生物酶-化学复配解堵技术

渤海J油田开发过程中,因原油中微晶蜡含量较高,其对温度、压力较为敏感,从而在采出过程中易析出沉积,导致生产井出现井筒及近井地带堵塞、井底流压上升等现象,严重影响油田的正常生产。本文利用生物酶WZ7与化学解堵剂LV复配开展原油堵塞解堵技术研究,研究了复配体系的配伍性、乳化、原油剥离、降黏、界面活性、溶蚀、储层渗透率恢复性。结果表明:5%生物酶WZ7/1%化学解堵剂LV复配体系在油藏温度(57℃)和90℃下对垢样溶蚀率分别达到42.79%和92.03%,垢样剥离效率达到80%以上,原油降黏率达83%~92%之间,形成的油水乳液稳定性较高,并表现出良好的乳化性能;储层渗透性恢复物模实验发现,该体系油藏温度(57℃)下渗透恢复率为43.96%,在90℃条件下渗透恢复率达74.97%,显示该解堵体系针对渤海油田因重质组分沉积造成的原油堵塞具有较强的解堵能力。

基于储层厚度地质模型的碳酸盐岩数值试井

针对储层空间展布复杂、非均质性极强的缝洞型碳酸盐岩,常规试井解释默认储层为等厚模型进行分析解释,讨论了等厚模型解释的局限性。为进一步提高复杂碳酸盐岩试井解释的应用技术,利用地质建模与数值试井技术相结合,通过地质建模对储层空间刻画,提取出有效储层厚度地质模型,再建立数值试井储层厚度模型进行试井解释拟合分析。所建立的数值试井储层厚度模型将更为直观地得到油藏不同区域储层渗流特征、储量情况及油藏边界范围。实例研究表明,数值试井储层厚度模型能更有效描述复杂碳酸盐岩储层真实情况,得到更合理的解释结果,并能解决具有邻井影响的试井解释,也为后期措施潜力评价提供理论依据。

本源无机凝胶传输运移能力和封堵效果实验

南海涠洲11-1油田经多年注水开发后储层非均质性进一步加剧,注入水低效无效循环现象日趋严重,亟待采取深部液流转向措施改善水驱开发效果。以油藏工程、高分子材料学和物理化学等为理论指导,以化学分析、仪器检测和物理模拟等为技术手段,以涠洲11-1油藏地质特征、流体性质和开发现状等为研究对象,开展了温度对无机凝胶基本性能影响,主剂质量浓度、段塞尺寸和注入轮次对无机凝胶传输运移和封堵效果影响实验研究,优化出了无机凝胶注入工艺参数。结果表明:无机凝胶具有较好的耐温性能,适用于南海涠洲11-1油田;随主剂段塞尺寸、注入轮次和质量浓度增大,注入端附近区域化学反应速度增加,无机凝胶分布量增加,传输运移能力变差;随隔离液段塞尺寸增加,主剂与注入水反应时间延后,岩心内无机凝胶分布更均匀,深部液流转向效果更好;在主剂用量相同条件下,与各轮次药剂采用“等浓”注入方式相比较,各轮次药剂采用“递增”注入方式时岩心内无机凝胶分布更均匀,深部液流转向效果更好。最优注入工艺参数为:主剂质量浓度为3700~7300 mg/L,主剂段塞尺寸为0.07~0.09 PV,隔离液段塞尺寸为0.014~0.021 PV,合理6轮次左右,主剂质量浓度合理递增幅度为610~980 mg/L。

聚合物微球水化动态特征及其渗流特性研究

针对渤海油藏调驱技术实际需求,开展了聚合物微球水化动态特征及其渗流特性研究。结果表明,随水化时间延长,聚合物微球吸水膨胀倍数增加,最终膨胀倍数为4.5倍左右。当水化时间低于50 h时,膨胀速度较快,之后膨胀速度减缓,360 h后达到稳定。与聚合物溶液中分子聚集体尺寸分布相比较,2种聚合物微球粒径分布范围都比较集中,其中10#微球初始粒径中值为4.36μm,水化240 h后为20.00μm左右;11#微球初始粒径中值为8.45μm,水化360 h后为40.00μm,膨胀倍数为4.72。在聚合物微球注入岩心过程中,颗粒间黏连和孔隙过滤作用会造成微球在岩心端面滞留和暂堵,进而引起微球注入过程中压力异常升高。在岩石孔隙内,聚合物微球可以进一步水化膨胀,表现出"运移—捕集—再运移—再捕集……"渗流特性。

环糊精包合作用对疏水缔合聚合物流变调节与应用

近年来,利用超分子作用力调节体系流变行为备受人们关注,已在多领域中展现出广泛的应用前景。而环糊精包合作用是一类重要的超分子作用力,向缔合聚合物水溶液中加入环糊精,将拆散缔合结构,引起粘度和粘弹性急剧下降;竞争客体或酶的加入又会诱导分子间发生新的组装行为,使体系流变性得到恢复。本文综述了基于环糊精包合作用的分子组装与流变调节在理论及应用方面的研究现状,重点介绍了环糊精对不同缔合聚合物溶液的流变影响规律和外加物质对体系流变恢复的调节。

裂缝性稠油油藏水平井产能预测模型及分析

基于分形理论,用裂缝宽度分维和迂曲分维表征裂缝线密度和裂缝性储层等效渗透率。将储层水平井井筒周围流体流动状态划分为内外两个区域:内部渗流区为垂直于水平井段的平面径向流和水平井两端的球面向心流,外部渗流区为平面椭圆渗流区。基于质量和动量守恒方程,建立二区耦合稳态渗流数学模型,推导出裂缝性稠油油藏水平井产能公式。计算结果表明,缝宽分维越大,裂缝线密度越大,基质-裂缝等效渗透率越大;迂曲分维越大,等效渗透率越低;水平井长度的增加,会提高裂缝性稠油储层水平井的产能;幂律指数大于0.75时,对产能的影响逐渐增大,且随着幂律指数的增大,产能逐渐增大;启动压力越大,水平井产能越低,且随着启动压力梯度的增加,产能降低的幅度也在增加。