胜利油田高温高盐油藏化学驱提高采收率技术进展

胜利油田化学驱资源丰富,但由于储层非均质性强、油藏温度高、地层水矿化度高、钙镁离子含量高和原油黏度高等问题,化学驱技术实施难度较大。历经多年攻关,创建了高温高盐油藏化学驱理论,形成了聚合物驱、无碱二元复合驱、非均相复合驱和降黏复合驱等化学驱技术系列,解决了地层温度为85℃、地层水矿化度为30000 mg/L、钙镁离子质量浓度为1500 mg/L、地层原油黏度为1000 mPa·s以内油藏大幅度提高采收率的难题。基础理论方面,阐明了“变形通过、液流转向、均衡驱替、调洗协同”的非均相复合驱提高采收率机理,取得了高黏油藏化学驱“黏弹性并重”与“大幅度降低黏附功”的重要认识。技术应用方面:针对海上油田大幅度提高采收率技术难题,研制了高效二元复合驱油体系,设计了全密闭配注工艺,形成了海上油田二元复合驱技术;针对聚合物驱后油藏与高温高盐油藏条件,发明了黏弹性颗粒驱油剂,研发了非均相复合驱油体系,创建并发展了非均相复合驱技术;针对高黏油藏,研发了高黏弹聚合物和高效表面活性剂,研制了降黏复合驱油体系,形成了高黏油藏无碱二元复合驱技术。截至2023年10月,胜利油田高温高盐油藏化学驱技术已动用石油地质储量达6.3×10^(8)t,累积产油量为7701×10^(4)t,累积增油量为3604×10^(4)t,为胜利油田持续稳产、高质量发展提供了强力支撑。

高温高盐油藏化学驱提高采收率理论技术与矿场应用

化学驱是提高采收率的重要方法之一,在油田高效开发中发挥了重要作用。基于中外化学驱技术的发展现状,针对高温高盐的苛刻油藏条件,系统总结了胜利油田化学驱提高采收率的理论技术。通过梳理胜利油田60a来化学驱技术从室内研究到矿场应用所攻克的理论和技术难题,介绍了高温高盐油藏化学驱的发展历程。通过认识驱油剂之间以及驱油剂与原油之间的相互作用和构效关系,迭代创建了高温高盐油藏聚合物“黏弹并重扩波及”理论、表面活性剂“油剂相似富集、阴非加合增效”理论和黏弹性颗粒“变形调驱”理论,并攻关形成了具有胜利特色的高温高盐油藏聚合物驱技术、无碱二元复合驱技术和非均相复合驱技术,攻克了温度为85℃、矿化度为30000 mg/L的油藏大幅度提高采收率的难题,矿场实施的96个化学驱项目的年产油量连续20a占油田年产油量的11%以上。该系列技术为胜利油田产量稳定和可持续发展做出了重要贡献。

超稠油油藏热化学驱油水渗流特征

针对超稠油油藏热化学驱开发过程中不同温度区域内的油水渗流特征不明的问题,利用微观可视化实验和一维物理模拟实验,定量研究了不同温度下热水和驱油剂对驱油效率的影响及相对渗透率的变化规律,分析了热水和驱油剂驱油的致效机理和交互作用。实验结果表明:温度为70℃时,高温驱油剂驱的油相相对渗透率增大,水相相对渗透率变化较小;温度为150℃时,热水和驱油剂的协同增效作用更显著,热水驱转高温驱油剂驱和直接高温驱油剂驱的油相、水相相对渗透率均明显增大;温度超过200℃后,驱油剂在高温限制下驱油作用减弱,热水对驱油效率的提升大幅增加。研究表明:不同温度下,热水驱和高温驱油剂驱均可提高驱油效率;随着温度升高,热水对提高驱油效率的作用不断增大,驱油剂对驱油效率的贡献先增大后减小;热化学驱通过热水、驱油剂在不同温度区域的接替驱油和协同作用,能够实现超稠油油藏效益开发。该研究可为热化学驱提高超稠油油藏采收率提供参考。

大庆油田化学驱油体系研究现状及发展方向

大庆油田经过多年的研究和实践,创新了聚合物黏弹性理论、表面活性剂与原油匹配关系理论,研制生产出了系列部分水解聚丙烯酰胺、烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐,形成第一代化学驱油体系,推进了大庆油田化学驱工业化进程,使化学驱成为油田有效开发主导技术之一。随着大庆油田化学驱开发对象逐渐变差,建立聚合物分子构效关系和稀体系相态转化理论,研究出了系列抗盐聚合物和界面位阻表面活性剂,形成第二代高效化学驱油体系,推动化学驱提质增效。为更大幅度地提高采收率、降低化学剂成本,拓展化学驱应用领域,绿色环保、智能高效、成本低廉的化学驱油体系是今后化学驱油体系发展的主要方向。

稠油化学驱多孔介质中乳状液生成及运移规律研究

乳化作用是稠油油藏化学驱提高采收率的主要机理之一,稠油在多孔介质中的乳化与油藏温度、驱油剂浓度密切相关。通过乳化实验研究了稠油形成水包油乳状液所需驱油剂的临界乳化浓度与温度的关系,利用高温高压微观可视驱油装置研究了稠油化学驱过程中原油乳化及运移规律。实验结果表明:乳化实验温度越高,原油越易于被乳化,所需的驱油剂的临界乳化浓度越低;当实验温度由30℃增加到90℃,临界乳化浓度下降了90%。稠油化学驱的微观驱油实验过程中,稠油在多孔介质中的乳化过程存在3种模式。在多孔介质中,当驱油剂的浓度小于该温度下稠油乳化所需驱油剂的临界乳化浓度时,稠油乳化模式为原油在喉道处经历卡断分散、运移、聚并;当驱油剂的浓度大于该温度下稠油乳化所需驱油剂的临界乳化浓度时,稠油乳化模式为卡断乳化、运移、再乳化、再运移;当驱油剂的浓度远大于该温度下稠油乳化所需驱油剂的临界乳化浓度时,稠油乳化模式为接触、剥离、运移。因此,开展稠油化学驱时,在控制成本的前提下,尽可能提高驱油剂的浓度,可实现稠油的高效乳化,进而提高采收率。

X区块一类油层聚驱后化学驱提高采收率研究

X区块一类油层中聚驱后形成优势渗流通道,油层水淹情况严重。为了进一步提高区块动用程度及采收率,采用数值模拟方法对比不同井网重构及化学驱开发效果,结合经济效益优选适合目标区块的提高采收率方法。结果表明:低初黏凝胶可有效封堵优势渗流通道,降低油层水淹程度,聚驱后化学驱可有效提高采收率。综合开发效果和经济效益采取分流线加密油井结合加入低初黏凝胶调堵剂的弱碱三元复合驱体系进一步挖潜聚驱后剩余油,提高采收率8.78%。

开发单位热采稠油转化学驱开发的认识与实践

孤岛油田稠油热采资源1.07亿吨,其中动用储量9742万吨,稠油热采资源丰富。经过高轮次蒸汽吞吐后,周期产油量、周期油汽比越来越低,且下降速度加快,开发效果逐渐变差。尤其是边底水型稠油油藏,受构造低部位边水水侵影响,含水逐年上升,单井多轮次转周后开发效果逐渐变差,进入低速低效开发阶段,目前热采开发采收率仅30.8%,且含水达到88.3%,如何开发面临瓶颈。随着近年来化学驱油技术的突破,孤岛稠油有望实现转化学驱开发,目前已在东区馆3稠油单元开展了中石化稠油降粘复合驱先导试验,取得了较好的成效,同时准备在东区馆5实施非均相复合驱实验,目前正进行转化学驱前井网完善工作。

稠油油藏热化学驱油体系扩散规律

针对稠油油藏在蒸汽驱过程中易发生汽窜,导致波及系数减小、采收率降低等问题,使用化学剂辅助蒸汽驱的热化学驱油技术得到发展。针对热化学驱油体系内化学剂扩散规律不明确、矿场应用效果存在差异的问题,在物理模拟实验基础上,建立机理模型,通过定性、定量研究降黏剂和泡沫在不同体系下的扩散规律,并考虑压力影响,得以明确化学剂扩散规律。研究表明:降黏剂段塞主要沿优势通道扩散,加剧汽窜,泡沫段塞在扩散中起到封堵调剖作用,促进蒸汽腔均匀扩展;两者间存在相互影响,降黏剂段塞应置于泡沫段塞后,可使主流线方向汽窜速度降低8%,泡沫物质的量浓度提高30.0%;同时应保证一定驱替压差,压力可使化学剂波及范围、平均物质的量浓度分别提高2.3、1.0倍。研究结果对稠油油藏热化学驱方案设计具有参考价值。

低渗油田化学驱油机制实验研究

低渗透率油藏的有效开发是提高油田采收率的关键挑战之一。通过实验方法探究了化学驱油技术在低渗透率油藏中的应用效果,着重研究了表面活性剂和聚合物溶液对驱油效率的影响。结果表明:化学驱油技术显著提高了低渗透率油藏的采收率,当表面活性剂质量分数为1.0%时,油水界面张力降至10.4 mN·m^(-1),驱油效率提高至85.3%;当聚合物质量分数为0.3%时,相对驱替效率提升至1.25倍;化学驱油能有效改善岩石的孔隙结构,使岩心样本的孔隙度从15%提升至20%,渗透率从49.5 mD增加至75.8 mD;碱性化学剂和盐类化学剂的使用能进一步提高采收率,尤其是当碱性化学剂质量分数达到1.5%和盐类化学剂质量分数达到0.3%时,采收率提高比例分别达到12.6%和13.6%。研究结果证实了化学驱油技术在提高低渗透率油藏开发效率方面的潜力,为实际应用提供了理论依据和技术支持。

化学驱新技术及华北油田化学驱现状与展望

化学驱是大幅提升油田采收率的重要技术。化学驱理论和技术持续创新,应用规模不断扩大,其中聚合物驱矿场提高采收率约14%,二元复合驱和三元复合驱矿场提高采收率均在18%以上,纳米驱油技术预期采收率可达80%以上,中相微乳液驱表面活性剂体系性能不断突破,矿场取得良好增油效果。针对华北油田复杂断块砂岩油藏的实际情况,采用以可动凝胶为主的深部调驱技术,进一步提高了油田采收率。为进一步提高华北油田采收率,可以在深化油藏剩余油分布规律认识的基础上,加强基础理论研究,推动化学驱技术的持续创新和有序接替,配套开发化学驱地面工程,以期实现油田开发的可持续发展。

热水化学驱体系与稠油组分间相互作用及其理论模拟研究

为了探究温度和聚合物化学剂对稠油性质的影响,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪以及流变仪对稠油组分进行了分析.由扫描电子显微镜观察到沥青质表面形态不规则,胶质表面粗糙且具有孔道结构.傅里叶变换红外光谱检测出3种稠油组分具有芳香烃的特征吸收峰.通过流变性能测试研究了聚合物化学剂的投加量、矿化度、温度和pH值对稠油流变性能和体相结构特性的影响.结果表明,聚合物投加量对稠油的储能模量和损耗模量有显著影响,而矿化度的增加则增强了稠油的复数黏度,酸性和碱性条件下稠油的黏弹性较中性条件更强.通过理论计算研究发现,添加聚合物化学剂可以降低稠油的黏度,在较高的温度下效果更加显著.沥青质与聚合物化学剂之间的相互作用最强,其次为胶质,与油分的相互作用最弱.聚合物化学剂对稠油组分的径向分布函数无明显影响,主要影响界面处的稠油组分.聚合物化学剂与沥青质可以形成氢键,添加聚合物化学剂后,沥青质内部的氢键数量减少,与聚合物化学剂之间的氢键数量增加.温度升高会减少氢键数量,尤其是沥青质与聚合物化学剂之间的氢键.

基于微纳米CT技术的化学驱后微观剩余油定量描述

利用微纳米CT技术及室内岩心驱油实验,对岩心微观孔隙结构进行三维重构,研究水驱后和化学驱后微观剩余油的分布特征、赋存状态,定量描述不同尺寸孔隙内微观剩余油饱和度,明确不同驱油体系对微观剩余油的动用程度。结果表明:水驱后转聚合物驱的剩余油饱和度为22.3%,水驱后转二元复合驱的剩余油饱和度为18.4%,水驱后转非均相复合驱提高采收率效果明显,最终剩余油饱和度为12%。经三维重构后可以直观地看到不同驱油体系后微观剩余油的分布特征。化学驱后不同孔径内的剩余油饱和度均有所降低,大于25μm孔径内的剩余油动用效果明显,聚合物驱动用程度为66.7%.二元复合驱动用程度为75.7%、非均相复合驱动用程度为85.5%。聚合物驱和二元复合驱对孔径5μm以下孔隙内的剩余油动用程度较低,分别只有19.3%和35.9%;非均相复合驱对小于5μm孔径内的剩余油动用程度达到52.5%。非均相复合体系具有扩大波及体积和降低界面张力的双重作用。

X区块化学驱改善开发效果物理模拟实验研究

本研究旨在探讨X区块化学驱技术在改善油田开发效果中的应用及其效率。通过采用物理模拟实验的方法,本文分析了不同化学驱油剂的注入对油藏渗透率以及采收率的影响。实验选取了不同类型的化学驱油剂,并在模拟油藏中模拟了它们的注入过程。通过对比实验前后的油藏性能数据,评估了化学驱技术对提高原油采收率的贡献,实验结果显示,化学驱技术能够有效提高油水界面张力,扩大波及体积,降低残余油饱和度,从而显著提升采收率。此外,本研究还考察了化学驱油剂的最优组合和注入参数,以期找到最有效的化学驱提高采收率的策略,物理模型驱油效率实验结果表明,在岩心渗透率为500×10^(-3)μm^(2),水驱至含水率98%+0.3 PV聚合物(2500万1000 mg/L聚合物,μ=100 mPa·s)+后续水驱体系中,最终采收率达到了62.41%。本研究为X区块化学驱技术的应用提供了重要的理论依据和实验数据支持。

中渗透油藏化学驱开发效果影响因素研究

针对中国石化中渗透油藏化学驱开发效果主要影响因素不明确的问题,选取典型中渗透区块,采用数值模拟手段,以驱油效果和经济指标为目标,开展了油藏地质参数、开发动态参数及驱油体系参数对化学驱开发效果的影响规律研究,并结合中国石化化学驱现场应用情况,给出了中渗透油藏实施化学驱的相关参数建议。建议优先实施块状油藏化学驱,储量规模150×10^(4)t左右、井组采注井数比介于1.5~2.5之间实施化学驱能取得较好效果;在油藏进入高含水阶段需尽早实施化学驱,注入含水时机越早(含水低于90%)、剩余油饱和度越高(剩余油饱和度高于30%),则化学驱效果越好;驱油体系的注入总量、注入方式、注入段塞PV及注入浓度等决定了化学驱的经济有效性,二元复合驱效果要好于聚合物驱,且注入总量控制在1200 PV•mg/L以内,注入方式以小段塞高浓度高频为主,注入段塞PV数控制在0.5~0.6 PV为宜。

化学驱智能分层注聚及其配套工艺研究应用

随着老油田开发进入特高含水后期,剩余油分大多散在层间差异大的薄层和各井排之间,实施分层注聚,可以减小注聚单元井间、层间矛盾,释放层间潜力。孤岛油田是典型的的大型披覆背斜油气藏,地质储量4.11亿吨[1],累计注聚项目25个,是中石化最大的化学驱生产基地。随着注聚开发进入后期,分注需求增多,但分注难度大。本文提出的智能分层注聚技术,可有效解决分注难的问题,提高化学驱采收率。

微乳液化学驱油提高采收率微观可视化

化学驱技术在提高油田采收率方面起着重要作用,微乳液体系因其独特性能得到广泛的研究和应用。采用复配C5以下的醇作为助表面活性剂优选微乳液体系,通过微流控技术可视化分析微乳液驱油的动态驱替过程、剩余油形态和分布及驱油效果。首先优选助表面活性剂异丙醇和正丁醇的质量分数,再进一步优选NaCl的质量分数,最终结合微观可视化驱替实验选取最优配方。实验结果表明,固定油水两相比例1∶1、十二烷基硫酸钠(SDS)质量分数5%、8%正丁醇作为助剂、3%NaCl为最佳配方,最终采收率达98.8%;在高渗区剩余油饱和度为0.15%,低渗区剩余油饱和度为1.05%;NaCl可以通过改变水的极性降低界面张力;正丁醇作为助剂,因其独特性能,在微乳液驱油中与表面活性剂和NaCl协同可大幅度降低界面张力,改变芯片亲油性,促进油的剥离,大幅提高动用剩余油的能力。利用微流控技术研究微乳液原位乳化动态驱替过程为储层剩余油的高效开发提供了有效的理论指导和技术支撑。

断块油藏化学驱井网优化调整分析

相较于油井常规开采区域与普通整装油藏相比较,断块油藏的内部结构更复杂,同时还存在着油量分布不均匀的问题,导致断块油藏开发受到了不小的阻碍,加大了断块油藏的开采难度。基于此,文章先从W13断块油藏基本情况入手进行分析,简单介绍W13的近断层区和主体区的剩余油分布情况,再结合项目要求,针对W13断块油藏区域研讨与之相对应的断块油藏化学驱井网优化调整的基本思路,以供相关人员参考、借鉴,希望为尽快实现断块油藏化学驱高效开发提供帮助。

海上高含水油田非连续化学驱模式研究

海上疏松砂岩油田水驱开发进入高含水阶段非均质性加剧,已有化学驱驱替不均衡。为改善驱替效果,提出了多段塞、多方式组合的非连续化学驱模式。结合Poiseuille定律及驱油体系流变特征,将多孔介质等效为毛细管模型,以两层高低渗储层为例,建立了不等径毛管并联驱替模型,通过分流率曲线推导及特征分析,揭示了非连续化学驱主段塞扩大波及体积进而提高采收率的机理。基于物理模拟实验可测量参数提出了均衡驱替度的概念,通过3组对比实验,研究了非连续化学驱对储层均衡动用的作用规律。实验结果表明,非连续化学驱可以在不同渗透率小层中相对均衡驱替,均衡驱替度较连续化学驱可提高6%以上,减缓了含水上升速度,最终可以更大幅度提高采收率。矿场试验验证了非连续化学驱模式提高采收率的显著效果。本文新模式对海上油田高速、高效开发具有指导意义。

大庆油田萨中化学驱注入井附近地带油层堵塞机理及解堵剂配方优化

化学驱的规模应用,不断刷新着大庆油田采收率极限,成为油田持续有效开发的重要技术,但随着化学驱注剂量增加,地层近井地带堵塞严重,部分井欠注现象日益突出,影响区块开发效果。针对洗井吐液中大量的胶团导致近井地带堵塞的问题,利用仪器检测和物理化学分析等手段对化学驱返吐的堵塞物进行分析,明确堵塞物成分并揭示堵塞机理。结果表明:聚合物胶团主要成分是有机物,夹杂金属离子和垢质,呈高黏无弹性、胶联状排列的致密结构;Fe^(3+)和Al^(3+)是导致聚合物形成胶团的主要原因,污水中的细菌发生氧化还原反应腐蚀管线产生Fe^(3+),生成胶团临界质量浓度为1.5 mg/L;碱溶蚀地层产生Al^(3+),生成胶团临界质量浓度为1.375 mg/L;针对堵塞物成分开展解堵剂优化研究,形成了采油1-1型和采油1-2型2种解堵剂,现场实施10口井,平均单井注入压力下降了1.4 MPa,平均单井日增注量为23 m^(3),累计增注量为973 m^(3)。研究成果可有效指导化学驱欠注井治理,对化学驱提质增效具有重要意义。

高凝油油藏微生物+化学驱组合式提高采收率技术研究

高凝油具有高凝固点、高含蜡量、高析蜡温度等特点,易在近井地带形成冷伤害,降低油藏渗透率,影响化学驱油体系的驱油效果。而微生物在处理冷伤害、降凝降蜡等方面具有优势。针对两个体系优势,探讨了实施微生物+化学驱组合提高采收率的技术可行性。室内通过研究筛选出了高凝油化学驱配方体系及2种耐温微生物菌种组成的微生物体系,确定采用微生物+化学驱段塞组合式注入方式,该方式可在化学驱基础上提高驱油效率7.3%。