地层中残留聚合物的存在形式和分布状态探讨

运用物质平衡方法,通过大量的实验研究和统计计算,讨论分析了河南油田双河北断块Ⅱ4-5区块聚合物驱后不同时期地层残留聚合物的残留量、残留率及其主要存在形式,并对溶解状态的聚合物在地层的分布、运移情况进行了定量描述,对聚合物驱后进一步利用地层残留聚合物进行深部调驱具有重要意义。

海上油田聚合物驱后残留聚合物性质对再利用效果的影响

针对渤海绥中36-1油田地层残留疏水缔合聚合物具有高水解度、低特性粘数的特点,开展了残留聚合物再利用室内实验研究。应用原子力显微镜探究了地层残留聚合物再利用剂提高采收率机理,并通过物理模拟实验测定了残余阻力系数和采收率增值,研究了残留聚合物水解度和特性粘数的变化对地层封堵性能和采收率增值的影响。结果表明,低特性粘数和高水解度的残留聚合物与再利用剂作用可使其对地层的封堵作用显著提高,残余阻力系数可达20以上,其中特性粘数越低,水解度越高,残余阻力系数越大,封堵作用越强。提高采收率增值实验结果表明,残留聚合物与再利用剂作用后比单纯聚合物驱的采收率提高了8.9%,可视化模拟结果也证实了此观点。

聚驱后残留聚合物分布及对二元驱的增效作用

针对如何将聚驱后残留在油藏中的有限聚合物发挥出最大限度效益的问题,开展了聚驱后残留聚合物分布及对二元复合驱增效作用的研究。研究中调研并系统总结了目前国内外聚合物驱后的提高采收率方法,进行了符合海上油田A区块油藏地质特征的大型三维平面物理模型实验研究,通过对水驱、聚驱、聚驱+表面活性剂的二元复合驱及后续水驱等不同阶段的聚合物溶液的黏度场、浓度场和压力场等值线图的取样监测,认识了残留聚合物的分布规律及对聚驱后二元复合驱的影响。结果表明:注聚结束时,主流线浓度最高,两翼部分最小;后续水驱结束,主流线浓度最小,聚合物大部分被驱出。岩芯中残留的聚合物越多,对二元复合驱的辅助作用越强,注聚结束后越早实施接替技术越好。研究成果对聚驱后如何利用接替技术继续提高产量具有重要的指导意义。

残留聚合物再利用数值模拟研究

为了描述残留聚合物再利用过程中絮凝剂和絮凝体在地下的运移规律和渗流特征,在化学驱模型的基础上,考虑了固体组分的滞留以及对孔隙度和渗透率的影响,建立了残留聚合物再利用调剖的三维两相五组分数学模型。分别对模型各组分方程进行了差分离散,最后转化成线性方程组进行求解,其中在对絮凝剂和絮凝体质量守恒方程求解时,利用算子分离技术将方程转化为抛物线方程和双曲线方程进行求解,提高了计算的精度和速度。建立了概念模型,对影响残留聚合物再利用调剖效果的地层参数和注入参数进行了敏感性分析。结果表明,随着渗透率级差的增大,残留聚合物再利用提高采收率的幅度先增加后减小;注絮凝剂越早、注入量及注入浓度越大,残留聚合物再利用提高采收率效果越好。

聚合物驱后地层残留聚合物相对分子质量和水解度变化对其再利用效果的影响

聚合物在地层渗流过程中相对分子质量和水解度发生变化,地层残留聚合物以低相对分子质量和较高水解度的形态存在。通过再利用剂与地层残留聚合物作用,以残余阻力系数作为指标来评价地层残留聚合物相对分子质量和水解度变化对其再利用效果的影响。研究结果表明,即使聚合物相对分子质量降低,水解度升高或者两者同时变化,残余阻力系数均减小,但减小幅度不大,且仍比单纯聚合物溶液存在时的残余阻力系数大。这说明了相对分子质量降低和水解度的地层残留聚合物仍可以再利用,与再利用剂形成不同强度冻胶,封堵高渗透层,达到深部调剖作用。可视化试验结果也证明了此观点。

渤海油田残留聚合物再利用新型调驱剂

针对渤海油田聚合物驱后油井含水率上升快,地层残留大量聚合物随采出液无效采出的问题,通过实验,研制一种适合渤海油田的残留聚合物再利用新型调驱剂,利用地层残留的聚合物形成絮凝体封堵高渗透层,控制含水上升速度和扩大流体波及体积.结果表明:再利用调驱剂淀粉改性型阳离子聚合物ZRS与低质量浓度、低相对分子质量的残留聚合物,通过"静电缔合"和"吸附架桥"作用形成空间网络结构,封堵优势通道,提高流动阻力;ZRS具有较好的注入性,剪切后黏度保留率可达90%以上,60d后对岩心的封堵率保持为94%,实验采收率较聚合物驱后续水驱增加10.6%.

聚驱后残留聚合物对提高采收率的影响

聚驱后残留的聚合物对进一步提高采收率存在着影响.通过工业化注聚区块和取心井岩样资料,分析了油层中残留聚合物的分布特征,在此基础上利用物理模拟实验研究了残留聚合物在平面上的分布特征及聚合物残留量对进一步提高采收率方法的影响.结果表明：聚驱后仍有60％的聚合物残留在地下,强水洗段残留聚合物较少,中弱水洗段较多;后续水驱段塞越小,岩心中残留的聚合物越多,对聚驱后二元复合驱进一步提高采收率的辅助作用越强,聚合物协同二元体系更好地封堵了高渗层,由此扩大了波及体积,进一步提高了聚驱后采收率.

聚驱后地层残留聚合物再利用剂YG340-1的选择应用

根据河南油田聚合物驱后区块的生产特点,对YG340-1残留聚合物再利用剂的悬浮性、与HPAM的絮凝效果、对地层的封堵能力进行了实验研究。用双河油田污水配制的3%YG340-1悬浮液,静置60min悬浮体积保留率在90%以上;与300mg/L的HPAM絮凝120min,絮凝体的平均粒径由20μm增加到500μm以上,测得填砂管的残余阻力系数在22.22～30.25之间,并在双北Ⅱ4、5区块进行了S215、4072、S206三个井组的现场试验,取得了明显的效果。

聚合物驱后储层内残留聚合物分布特征

聚合物驱油层岩石中残留聚合物分布特征是聚合物驱精细调整、提高驱油效果的基础。在大庆萨尔图油田聚合物驱不同注采位置检查井采集油砂样品,利用高温氧化还原—热导—元素法测定聚合物驱岩石中聚合物残留量,对不同注采位置岩石残留聚合物分布特征和影响因素进行研究。结果表明:聚合物驱油层岩石中聚合物残留量在纵向上非均质性分布明显,残留量最大相差近80倍,随聚合物驱时间的增长残留量趋于增大、非均质性趋于减小;在横向及平面上聚合物残留量由大到小的顺序为主流线注入井位置、主流线中间位置、主流线采油井位置、分流线中间位置;聚合物驱主流线从注入井到采油井方向,聚合物残留量与渗透率从高度负相关变化为显著负相关,相关程度呈减小趋势,与孔隙度从微弱正相关变化为显著负相关,相关程度呈增大趋势;聚合物驱分流线中间位置聚合物残留量与渗透率显著负相关、与孔隙度高度正相关;残留聚合物分布受油层岩性及粒度、注采位置、聚合物驱时间、油层物性等影响。

海上油田残留聚合物再利用剂研究

海上油田聚驱后大量残留在地层中的聚合物随采出液大量产出,对环境造成了严重的污染。筛选出适用于海上油田残留聚合物的再利用剂驱替体系,再利用剂通过与地层聚合物发生交联反应,封堵高渗透层,控制含水。实验结果表明:驱替液中加入交联剂后,体系的粘度均能保持在5000mPa·s以上,当聚合物浓度大于800mg·L^-1时,交联剂对地层和聚合物的固定效果显著,在聚合物水驱的基础上加入0.2PV的交联剂后采收率提高了12.46个百分点。

残留聚合物再利用技术参数分析研究

海上注聚油田已临近注聚末期,注聚阶段引起的非均质性增强、剖面吸液不均匀及含水回升较快等问题亟待解决。在CMG软件基础上运用絮凝剂滞留的运动方程,模型模拟结果与岩心驱油实验数据拟合率达到96.3%,实现了残留聚合物的数值模拟;对絮凝剂注入因素进行数值模拟研究,结果表明:聚驱结束后直接注入絮凝剂,段塞体积0.0081 PV,注入絮凝剂浓度0.5%时,对残留聚合物固定效率高,抑制含水效果明显,能够实现聚驱后进一步提高采收率的目的。

用于清除刻蚀后残留聚合物的干-湿法联合工艺:在意法半导体(STMICROELECTRONICS)的经验

对于微电子工业来说在干法等离子体刻蚀步骤完成之后同样使用干法工艺清除残留聚合物是一个新兴的又倍具挑战性的应用。有几个原因促使工业上对这个应用的需求,这包括降低制造成本、湿法工艺与新材料的不兼容性及其对环境的影响。而将干法和湿法处理组合起来使用往往可以提高器件的成品率和对残留聚合物清除工艺的有效性。本文举例说明了干-湿法联合工艺与意法半导体(STMicroelectronics)R8厂(法国)和 L1厂(意大利)的全湿法工艺相比在金属刻蚀后清除残留聚合物时所带来的好处。一个独特的适用于150mm 和200mm 硅片的应用O_2/CHF_3高产能工艺被用来做干法残留聚合物清除处理。干法处理后通过用量已显著减少的湿法化学处理(与全湿法工艺相比可以减少使用>75%的羟胺)来加强清除效果。作为干-湿法联合工艺处理的结果,成品率的提高和稳定性、后腐蚀风险和成本的减少在本文中将加以讨论。同样本文也突出了与 CF_4相比使用CHF_3(用于清除残留聚合物)对环境影响所带来的好处。

海上油田聚合物驱后提高采收率技术

中国海上油田中有3个油田实施了聚合物驱开采技术,且取得了较好的增油控水效果,但聚合物驱后进一步提高采收率技术将成为一个亟待解决的问题。为了研究海上油田聚合物驱后提高采收率的合理接替技术,在调研总结中外聚合物驱后提高采收率技术的基础上,从工业化应用规模、矿场试验效果和驱油机理等方面进行分析,针对海上油田的特点和条件,筛选出适合海上油田聚合物驱后提高采收率的接替技术。结合室内物理模拟实验,对残留聚合物的分布特点和聚合物驱后接替技术进行了分析,对比了聚合物驱后二元复合驱与絮凝剂驱提高采收率的效果。研究结果表明,海上油田聚合物驱后可采用二元复合驱和聚合物再利用等提高采收率技术进一步开发;聚合物驱结束时,残留聚合物主要分布在主流线上;聚合物驱结束后进一步提高采收率的时机越早越好;二元复合驱油体系增油降水效果及注入性均优于絮凝剂驱。

聚驱后利用地层聚合物絮凝调驱研究与应用

针对大庆喇嘛甸聚合物驱油藏,研究了注入絮凝剂利用地层残留聚合物的方法,实验温度45℃,用大庆油田采油污水配液。根据絮凝沉降量选择稳定化钠土YG866为絮凝剂,根据流变参数n,K和黏度,确定水分散体中YG866质量分数为3%～5%。通过混合沉降实验确定,浓度50～1000mg/L的聚合物HPAM水溶液均可被YG866絮凝,浓度200～600mg/L时絮凝效果较好。在填砂管中注入5%YG866水分散体,残余阻力系数为2.05,当填砂管中存有400mg/L的聚合物溶液时增至10.41。原子力显微镜观测表明,一个黏土片可与4～7个聚合物分子结合。2007年8月在喇嘛甸油田有6口注入井的4-P1920井区进行现场试验,平均单井注入5%YG866水分散体5160m3,折合YG866产品140t,对应13口油井均见效,单井日产液量增加8.7t,日产油量增加3.6t,含水由93.3%降至90.8%,产聚量由459mg/L降至370mg/L,至2008年3月仍处于有效期。

聚合物再利用技术的研究与应用

注入聚合物再利用剂将主要滞留于高渗透层的残留聚合物充分利用,产生具有封堵能力的絮凝体或交联体,可达到深部调剖的目的。通过残余阻力系数法对2种再利用剂进行优选与评价,对其封堵性能、水驱采收率值、注入时机进行了室内试验,实验表明:聚合物絮凝剂在较低的残留聚合物浓度下,即可形成较强封堵,聚合物固定剂可有效固定高渗透层中的高浓度聚合物溶液,具有封堵选择性;注入再利用剂可有效提高聚合物驱后水驱采收率,注入时机越早越好。河南双河油田和胜利孤岛油田的现场试验表明,聚合物驱后实施聚合物再利用技术,水井注水启动压力上升,吸水剖面得到改善,对应油井出现增油降水的良好开发效果。聚合物再利用技术是油田聚合物驱后可接替的提高采收率技术,具有广泛的应用前景。

聚合物驱后进一步提高采收率技术综述

在调研油田应用的聚合物驱后提高采收率技术基础上,从作用机理及研究现状等方面介绍了聚合物驱后进一步提高油田采收率技术——聚合物驱后残留聚合物再利用技术、聚合物驱后深部调剖技术、聚合物驱后高效洗油技术、聚合物驱后泡沫复合驱技术和聚合物驱后微生物提高采收率技术。现场应用实例及试验证明,应用聚合物驱后提高采收率技术可以改善地层渗流状况及进一步提高油田采收率。

聚合物对石油磺酸盐体系驱油效率的影响

以部分水解聚丙烯酰胺为例,考察聚合物对石油磺酸盐油/水体系的动态及平衡界面张力的影响,验证了在该体系中加入一定浓度范围内的聚合物只改变该体系界面张力达到平衡所需要的时间和变化过程,不影响该体系的洗油能力。改变聚合物和石油磺酸盐驱油体系注入顺序和方式的室内模拟驱油和驱替吸附实验表明,聚合物驱后再进行石油磺酸盐驱油体系可获得更高的驱油效率。通过动态吸附实验分析其原因在于滞留的聚合物通过氢键作用在岩石表面的吸附减少了岩石表面可吸附石油磺酸盐的吸附位,石油磺酸盐在地层表面的吸附损失减少;比较聚合物及石油磺酸盐的混溶体系,残留聚合物与石油磺酸盐通过疏水缔合作用所形成的缔合体数量较少,均相对增加了石油磺酸盐可吸附于油水界面上的分子数量,从而获得较高的驱油效率。

聚合物滞留特性对化学驱提高采收率的影响

聚驱后残留的聚合物影响着采收率。通过对工业化注聚区块以及去取心井岩样资料,对油层中残留聚合物的分布特征进行了全面的分析,并且在这个基础上又进行了物理模拟试验,充分的研究了聚驱后残留物对于采收效率的影响。通过试验结果可以之多,在进行聚驱工作后仍然会有大量的聚合残留物在地下,并且在强水洗段的残留聚合物较少,中弱水洗段较多。同时如果后续得到水驱段塞越大,在岩心中残留的聚合物越少,同时对后续的工作的辅助作用越差。

砾岩油藏聚驱后提高采收率技术研究

在分析聚驱后剩余油的分布特点的基础上,从室内研究和现场应用等方面评价了聚合物驱后进一步提高油田采收率技术———聚合物驱后残留聚合物再利用技术、聚合物驱后深部调剖技术、聚合物驱后高效洗油技术,并结合砾岩油藏的储层物性和已有的砾岩油藏二次开发经验,提出了适合砾岩油藏聚驱后进一步提高采收率技术的方案。

聚驱后油藏提高采收率技术研究进展及发展趋势

聚合物驱是我国东部油田提高原油采收率的主要方法之一,聚合物驱后储层非均质进一步加剧,迫切需要研究和试验聚合物驱后进一步提高采收率的技术和方法。文章系统调研了聚合物驱后提高采收率的技术方法,从作用机理、研究现状及实施效果等方面总结出聚合物驱后调剖、调驱、残留聚合物再利用、高效洗油、复合驱、微生物驱等6项提高采收率技术,并对各项技术存在的问题和发展方向进行了深入分析和探讨。