大庆油田三次采油技术的实践与认识

系统地总结了大庆油田在三次采油研究和应用领域所取得的巨大成就 ,评价了在驱油机理研究和矿场试验中所取得的突破性认识 。

氧对聚合物污水溶液黏度影响的实验研究

在45℃下对溶解氧对聚合物污水溶液表观黏度（170s^-1）的影响作了全面的实验研究。采油污水取自大庆采油二厂．矿化度4013、Fe^3＋、∑Fe、SO4^2-分别为0．2、1．0、9．6mg／L。厌氧实验操作和测试均在Baetron 1．5型厌氧室中进行。污水中SRB菌数随放置时间延长而增加，厌氧条件下增速远大于曝氧条件下的增速，放置7天时菌数相差6—600倍。用脱氧和含氧加盐蒸馏水配制的抗盐型和功能型聚合物溶液的黏度，均随放置时间延长（1～10天）而减小，脱氧溶液的黏度总是明显大于含氧溶液。0．5g／L超高分聚合物溶液在厌氧和曝氧条件下放置时，黏度随放置时间延长而减小，分别由1天时的22．2和28．8mPa·s减至60天时的2．7和3．4mPa·s，曝氧条件下的黏度总是大于厌氧条件下的黏度；加入甲醛杀菌剂使溶液黏度的减小趋缓，60天时为8.9和9．6mPa·s；在4～8mg／L范围改变含氧量，当舍氧6mg／L时放置2～40天时的黏度均最大，40天时为18．2mPa·s。6mg／L为污水的合理曝氧量。分析了聚合物降解、SRB菌作用、杀菌剂作用等机理。表6参10。

大庆油田三元复合驱矿场试验效果评价方法分析

大庆油田中区西部、杏五区三元复合驱先导性矿场试验和正在开展的北一断西、杏二区扩大矿场试验均见到较为明显的增油降水效果。为了科学、合理地评价三元复合驱矿场试验效果，根据正方形面积、流线面积和饱和度变化情况对其采收率进行了初步评价，结果表明，注采比对三元体系波及范围有重要影响；流线法和含油饱和度法所得的采收率值能较好地反映模拟三元复合驱效果的实际。三次采油的采收率评价需要建立一套技术指标、经济指标评价方法，三元复合驱采收率计算方法尚需深入分析。图２表１参３（郭海莉摘）

高浓度聚合物注入时机及段塞组合对驱油效果的影响

在大庆油田聚合物驱条件下(45℃,原油粘度～10 mPa·s,清水配制聚合物溶液),取聚合物总用量2020 PV*mg/L,在人造岩心上实验研究了水驱之后不同段塞组合的'普浓聚合物'(浓度1000 mg/L、粘度8.6 mPa·s、分子量1.7×107的HPAM溶液)+'高浓聚合物'(浓度最高达3000 mg/L、粘度最高达369 mPa·s、分子量2.5×107的抗盐聚合物溶液)的驱油效果.在普浓聚合物驱的5个不同时机转注浓度2500 mg/L、粘度315 mPa·s的高浓聚合物,转注时机越早则聚驱采收率越高,前期(不注普浓聚合物)转注为45.1%,中前期(含水降至80%时)转注为44.0%,后期(含水升至98%时)转注为41.0%.注入0.350 PV普浓聚合物后再分别注入浓度在1000～3000 mg/L的抗盐聚合物,随浓度增大,聚驱采收率由35.7%增至41.5%,但增幅迅速减小(4.8%～0.1%).注入0.350 PV普浓聚合物段塞之后依次注入浓度2500 mg/L、分子量递减(2.5×107,2.1×107,1.7×107)、尺寸递减(0.450,0.118,0.100 PV)的3个聚合物段塞,聚驱采收率最高,为48.2%;普浓聚合物段之后注入2500 mg/L的高浓聚合物单段塞或浓度递减(2500～1000 mg/L)的4个抗盐聚合物段塞,聚驱采收值相近但大大降低(41.1%或41.0%).在讨论高浓高粘高分子量聚合物驱油机理时,强调了高粘弹性聚合物溶液提高微观驱油效率的作用.图1表4参4.

大庆油田条件下疏水缔合两性聚合物三元复合驱和聚合物驱体系的应用性能

西南石油学院研制了一系列疏水缔合两性水溶性聚合物 ,其中一些可用于大庆油田的三元复合驱和聚合物驱。本文报道了以下室内研究结果。 ( 1 )在ASP体系中该聚合物用量仅为 70 0— 80 0mg/L ,而大庆产高分子量( 1 430万 )HPAM的用量为 2 0 0 0— 2 50 0mg/L ,超高分子量 ( 2 2 0 0万 )HPAM为 1 30 0— 1 40 0mg/L。 ( 2 )所配ASP体系的粘度、界面张力、稳定性等性能符合大庆油田要求 ,驱油效果不低于大庆油田现用体系 (提高采收率 >2 0 %OOIP)。 ( 3)用大庆油田采出污水配制的粘度达到 40mPa·s的聚合物溶液 ,浓度仅为 80 0— 90 0mg/L ,而大庆产高分子量 ( 1 430万 )HPAM的浓度为 1 70 0mg/L。这类聚合物的生产成本与超高分子量HPAM大体相当。

对大庆老区水平井水淹问题的认识

随着水平井钻井工艺水平的提高及钻井成本的降低,利用水平井技术挖潜厚油层顶部的剩余油已成为改善油田开发效果的途径之一。在对国内外水平井技术现状分析的基础上,提出了大庆老区厚油层水平井水淹问题的几点认识以及今后如何应用水平井技术的初步建议。

高质量浓度聚合物驱油方法

在室内两维纵向非均质岩心上,研究了高质量浓度聚合物驱注入时机、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。结果表明:聚合物质量浓度越高,采收率越大,产出液处理量越小,经济效益越大;越早转注高质量浓度聚合物驱采收率越大;随着聚合物段塞体积的增大,聚合物驱采收率增加,但聚合物段塞体积增大到一定值后,采收率增加的速率开始变缓;聚合物相对分子质量越高,驱油效果越好;在聚合物总用量不变的条件下,阶梯段塞驱油效果略优于整体段塞。

疏水缔合两性聚合物NAPs水溶液的渗流性质

实验测试了疏水缔合两性聚合物NAPs水溶液在大庆油层条件下通过孔隙介质渗流时的阻力系数、残余阻力系数和有效粘度 ,并与大庆自产聚合物HPAM的相应值进行了比较。实验结果表明 ,在大庆油层条件下 ,NAPs水溶液的有效粘度比HPAM的大 2 2 .3%— 38.7%。聚合物驱过程中有效粘度的最佳发挥 ,对提高采收率具有十分重要的意义。有效粘度不仅取决于聚合物浓度和孔隙结构性质 ,而且取决于聚合物分子结构特性 。

磺基甜菜碱BS11/聚合物复合体系驱油实验研究

考察了以磺基甜菜碱为表面活性剂的SP二元和ASP三元复合体系在大庆油田条件下的岩心驱油效果。所用岩心为环氧树脂胶结石英砂均质和非均质(变异系数0.65)人造岩心。岩心水驱后分别注入0.35 PV BS11/聚合物(2.0/2.5 g/L)二元体系、Na3PO4(牺牲剂)/BS11/聚合物(4.0/2.0/2.5)三元体系、NaOH/重烷基苯磺酸钠Sy/聚合物(1.0/3.0/2.5)三元体系,再注入0.20 PV 1.0 g/L聚合物溶液,测得均质岩心复合驱采收率增值分别为25.8%,27.3%,25.7%(2个岩心的平均值),非均质岩心上分别为26.2%,27.7%,26.1%(单个岩心的测值),无碱的BS11二元体系的驱油效果与大庆油田使用的常规强碱ASP三元体系相当,加入少量Na3PO4可改善该二元体系的驱油效果。从均质岩心流出的BS11二元和三元体系,与模拟原油(黏度10 mPa.s)之间的界面张力(最低值)达到10-3mN/m。图2表2参6。

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12 mPa·s(45℃,7.34 s-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、600、400 mg/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9.87×10-3～22.0×10-3 μm2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、0.20 μm2的油藏.在渗透率为0.130～0.214 μm2的岩心上,用粘度～12 mPa·s的聚合物溶液驱油,注入量～1 PV,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0.15 PV/a条件下,聚合物溶液浓度由400 mg/L增至1200 mg/L时,采收率增值仅由6.75%增至7.25%.图1表4参3.

适合低渗透砂岩油层的新型磺基甜菜碱表面活性剂的研究

报道了以中部有芳环的长链烷基为亲油基的一种新的驱油用磺基甜菜碱SLB-13，给出了化学结构，讨论了亲油基最佳结构。45℃时该表面活性剂水溶液在0．05～3．0g／L宽浓度范围可产生超低（10^-3mN／m）油水界面张力。在尺寸4．5×4．5×3．0（cm）、纵向渗透率变异系数0．72、平均渗透率29×10^-3～45×10^-3μm^2的石英砂胶结岩心上，使用黏度10mPa·s的模拟油，在45℃考察了水驱之后注入0．3PV化学剂段塞提高采收率的幅度及段塞注入性和提高波及体积能力（通过Ps／Pw值即注剂注水最大压差比），结果如下。1．0和3．0（g／L）SLB-13段塞仅提高采收率4．62％和3．41％，Ps／Pw值为0．37和0．43，注入性好但不能提高波及体积；0．4HPAM（M=4．8×10^6）段塞提高采收率7．22％，Ps／Pw=1．05；3．0＋0．4、1．0＋0．4、1．0＋0．8SLB-13＋HPAM复合段塞分别提高采收率8．68％、11．74％、16．20％，Ps／Pw值分别为1．04、1．37、2．30，最佳段塞为1．0＋0．4S阻13＋HPAM。SLB-13可用于大庆低渗油藏提高采收率。表3参6。

稠油油藏聚驱后二元复合驱提高采收率研究

针对古城油田泌123断块稠油油藏条件,考察了SP二元复合体系的最佳配方、乳化性和热稳定性,并用最佳配方的SP二元复合体系进行了聚合物驱后复合驱替实验。实验结果表明,得到的最佳SP二元复合体系(2000 mg/L ZL-I+3000 mg/L OCSB)的黏度为59.5 mPa.s、界面张力7.87×10-3 mN/m,与聚合物溶液相比,黏度上升2 mPa.s、界面张力下降3～4个数量级,毛管数大幅度提高,具备更大幅度提高采收率的能力。SP二元复合体系与原油形成的乳化液黏度大于二元体系的黏度,乳化作用良好,可以进一步改善流度比。60℃下老化120天后SP二元复合体系中HPAM的水解度缓慢上升后维持在30%～40%,黏度始终保持平稳上升,变化规律与单一聚合物溶液相似;界面张力值在老化期间上升半个数量级以内,盐析程度较单一表面活性剂溶液大幅改善。岩心驱油实验表明,聚合物驱后进行二元复合驱可提高采收率10%OOIP以上,说明古城油田泌123断块稠油油藏采用二元复合驱作为聚合物驱后提高采收率的接替技术是可行的。

储层矿物对聚丙烯酰胺耗损规律研究

实验研究了一种典型的大庆油田砂岩储层岩心 ,岩心的骨架矿物石英、钾长石和斜长石 ,粘土矿物高岭石、伊利石和绿泥石 ,等质量比的各种骨架和粘土矿物组合在 45℃、静态条件下对聚合物HPAM (M =1.5× 10 7,HD =2 6 .5 % )的吸附。HPAM溶液用矿化度 6 492mg/L的模拟地层水配制。HPAM浓度用酸 /次氯酸钠沉淀浊度法测定。实验研究结果如下 :HPAM的吸附在 16 0 0h时尚未达到平衡 ,前 4h吸附速率高 ;在粘土矿物上的吸附量为骨架矿物上吸附量的 10— 4倍 ;在粘土矿物中绿泥石的吸附量最高 (2 .5mg/ g) ,在骨架矿物中石英的吸附量最高(0 .6mg/g) ;在二元粘土矿物组合上的吸附量比单粘土矿物上高 0 .1— 0 .3mg/ g ,在二元骨架矿物的吸附中石英起主要作用 ;HPAM在储层岩心上的吸附量为 2 .0mg/L ,略低于三元粘土矿物组合上的吸附量而高于三元骨架矿物组合上的吸附量 ,表明了粘土矿物的主导作用。讨论了HPAM在储层矿物上的吸附机理和影响吸附 (和滞留 )的因素。

聚合物与砾岩油藏孔隙结构匹配关系研究

用激光散射仪测定了相对分子质量M标称值分别为1．0×10^7、1．5×10^7、1．8×10^7、2．5×10^7的4种KY系列商品抗盐聚合物（梳状聚合物）及M标称值分别为3．0×10^7和3．5×10^7的2种K系列商品普通聚合物（HPAM）在水溶液中的分子线团平均水动力学半径Rh；用压汞法测定了克拉玛依油田七东一克下组砾岩油藏的渗透率由0．055μm^2递增至4．75μm^2的5个岩心的孔喉直径均值Dm。根据Rh〉0．46（Dm／2）规则计算了这些聚合物可堵塞的最大孔喉直径，结果表明M标称值最大的聚合物不会在渗透率最小的岩心中造成严重堵塞。实测了浓度1200mg／L的6种聚合物溶液注入渗透率0．057-4．66μm^2的5个砾岩岩心和渗透率0．1231．562μm^2的4个砂岩岩心产生的阻力系数Fr和残余阻力系数Frr，Fr和Frr值合理，均随聚合物M值增大而增大，随岩心渗透率增大而减小，渗透率相同时，在砂岩岩心中的Fr和Frr较大。在克拉玛依油田一砾岩油藏试验区近一年前已开始注入M=2．5×10^7、浓度1200mg／L的聚合物溶液，注入过程顺利。表7参5。

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。

聚合物驱宏观渗流机理的三维油藏物理模拟研究

利用高温高压复杂驱动体系三维物理模拟系统研究聚合物驱提高原油采收率的宏观渗流机理。用模型上布置的压差传感器和饱和度测量探针,测量了聚合物驱的开采效果、压力场和饱和度场变化。对于三维物理模型,聚合物在油藏内的吸附、滞留等作用使流动阻力增大、油藏压力上升、液流转向。聚合物从主流线流向两侧的剩余油区,不仅驱替出主流线上的剩余油,而且通过提高波及范围驱替出两侧剩余油区内的剩余油,在油藏内形成一个从主流线向两侧扩展的油墙,提高了宏观波及体积。三维物理模拟研究动态饱和度场和压力场,能够更好地描述聚合物驱提高原油采收率的驱油机理。

曝气对聚合物驱采出水流变性和油水分离特性的影响

测试了大庆油田喇 36 0联合站聚合物驱采出水曝气处理前后的流变性和油水分离特性的变化。实验结果表明 ,聚合物驱采出水经过曝气处理后 ,其中所含的聚丙烯酰胺发生降解 ,粘度和稳定性均明显下降。还实验研究了聚合物驱采出水的曝气降粘机理和曝气处理后的重复利用性 ,发现用曝气处理后的聚合物驱采出水与高浓度聚合物母液混合配制聚合物驱注入液 ,可比用未曝气的聚合物驱采出水获得更好的增粘效果。

石油羧酸盐与烷基苯磺酸盐复配体系在弱碱、无碱条件下的界面活性

系统地考察了质量比4:1的石油羧酸盐工业产品IC0439与烷基苯磺酸盐近期产品复配物的界面活性。所有实验表面活性剂体系均用大庆采油四厂污水配制,含有1500mg/L的HPAM和Na2CO3(弱碱体系)或NaCl(无碱体系)。当复配表面活性剂浓度(以活性物计)为62.5～2000mg/L、Na2CO3浓度为6000～12000mg/L或NaCl浓度为2000～12000mg/L时,实验体系与大庆采油四厂原油间出现超低界面张力(45℃,稳定值),复配体系的界面活性比单一烷基苯磺酸盐体系明显改善,在无碱条件下改善幅度更大。认为该复配体系对加碱生成的天然表面活性物质的依赖性小,NaCl对表面活性剂在油水两相的分布影响更为有效。为达到相同岩心驱油水平所需的表面活性剂浓度,该复配驱油体系为1500～2000mg/L,大大低于烷基苯磺酸盐驱油体系(3000mg/L),表面活性剂费用可减少20%～40%。

三元复合驱油液各组分在矿场试验中的滞留研究

介绍了大庆油田已完成的 4个三元复合驱矿场试验情况 ,包括试验区油藏目的油层地质概况 (给出了粘土矿物组成 ) ,井位图和井网结构 ,地层水和配液水基本矿化组成 ,三元复合驱替液组分组成、段塞结构及大小 ,注入概况 ,全区 (以及个别典型井 )采收率提高值以及驱油液及组分在油层内的滞留。这 4个矿场试验是 :中区西部先导性试验 ;杏五中块先导性试验 ;小井距试验区加牺牲剂RH的先导性试验 ;杏二区扩大性试验。在 4个试验区各选1口典型井 ,中部西区加选中心井 ,共 5口井 ,连续测定矿场试验期间这 5口井采出液中碱NaOH、聚合物HPAM、表面活性剂ORS41或B(以及生物表面活性剂RH)的浓度 ,给出相对浓度 (实测浓度与注入浓度之比 )随注入PV数的变化曲线 ,主要关联粘土矿物含量以及驱油液组成、段塞大小 ,讨论了各组分的滞留、曲线峰值及峰位等。结论如下 :①在 3个组分中表面活性剂ORS41(和B)在油层中滞留量最大 ,油层粘土含量越高 ,滞留量越大 ;②生物表面活性剂作为牺牲剂与磺酸盐ORS41复配 ,可以减少ORS41在油层的滞留量 ,减少三元复合驱配方中ORS41的用量 ;③ 3种组分在采出液中出现的顺序 ,先是碱或聚合物 ,二者相对浓度峰位接近 ,表面活性剂的产出滞后。

杏五区中块大用量聚合物驱油效果

影响聚合物驱油效果的因素是多方面的 ,包括聚合物注入体系与油层的配伍性、聚合物用量大小、剩余油的分布状况等因素。通过对杏五区中块聚合物驱油矿场试验驱油动态变化特点的分析 ,对该区大用量 (聚合物用量达 10 61PV·mg L)