大庆油田聚驱后油层无碱中相自适应堵调驱实验

大庆油田聚驱后弱碱复合驱扩大现场试验取得了聚驱后进一步提高采收率13.5百分点的较好效果,但体系中碱的存在导致管线、泵产生腐蚀、结垢和采出液出现严重乳化破乳难等问题。同时,由于优势渗流通道的存在,流度控制难,致使体系中聚合物质量浓度高达2500 mg/L。为解决上述问题并实现更大幅度提高采收率,需研发出适用于大庆油田聚驱后油层的高效中相微乳液驱油体系。通过对表面活性剂溶液的界面张力进行测量,初步筛选出能够达到超低界面张力的表面活性剂产品,然后进行中相微乳液体系水溶性评价,并开展了较为完善的油水相态评价,进一步确定中相微乳液体系的最佳盐度(盐的质量分数)及其与油水比的关系,从而研发出无碱中相微乳液配方,并加入预交联颗粒凝胶(PPG)组成无碱中相自适应堵调驱体系。岩心驱替实验结果表明,该体系聚驱后可进一步提高采收率23.3百分点,比常规弱碱复合驱多提高采收率10.1百分点,降低聚合物用量28%。研究成果为大幅提高大庆油田聚驱后油层的采收率提供了理论及实验支撑。

聚合物驱后油藏提高采收率技术研究

根据室内实验和现场试验效果分析了聚合物驱后油藏进一步提高原油采收率的技术潜力。室内驱油实验表明,聚合物+表面活性剂二元复合驱提高采收率为17.6%～20.1%,提高采收率幅度高于单一表面活性剂驱(3%左右)和单一聚合物驱(11%～15%),高于表面活性剂驱和聚合物驱二者之和,优于同等经济条件下聚合物驱的效果。孤岛中一区Ng3-6和孤东六区聚合物注入完成后接着实施二元复合驱,综合含水进一步下降,日产油量明显增加。聚合物溶液中加入粘弹性颗粒PPG(Preformed Particle Gel)后,体系从偏粘性转变为偏弹性,具有较强的剖面调整能力。2009年2月在聚合物驱转后续水驱多年的孤岛中一区Ng3单元实施聚合物+PPG驱,注入压力上升了1.4MPa,油层纵向非均质性明显改善,纵向各层吸水趋于均匀。

三种低黏度交联聚合物调驱剂研究进展

详细综述了三种低黏度、高流动度交联聚合物驱油剂即胶态分散凝胶(CDG)、交联聚合物溶液(LPS)、(预)交联聚合物微球(PCPP)的研究进展,包括技术发展、调驱机理、制备方法、评价方法、形态和尺寸、流变性及在国内外油田的应用。

无机微粒交联聚合物凝胶深部封窜调剖剂ZDH的实验评价

为改善埕东油田因长期注水开采导致的水窜严重现象,研制了1种无机微粒交联聚合物凝胶深部封窜调剖剂ZDH。为确保ZDH在现场开采中的实际应用性,对其进行了地层适应性及封堵性能的实验室研究。室内评价结果表明,ZDH能够满足温度60～80℃、矿化度5 000～11000mg/L油藏条件的深部封窜的要求;可增加封窜体系强度和热稳定性;封堵强度≥5MPa/m,室内稳定时间大于180d;对渗透率差异较大的单管岩心均具有较强的封堵能力,对无隔层非均质并联岩心具有明显的调驱能力。现场试验结果表明,ZDH的注入可使注水井注水压力增加1.8 MPa,使对应油井增油475t,开发效果显著。

非均相驱油体系与低中渗油藏适应性评价研究

王集油田王17块是国内首个在低中渗油藏开展的多级非均相调驱段塞聚合物驱提高采收率试验,目的是形成小断块、低中渗油藏化学驱配套技术,引领示范动用河南油田剩余的3512×10^4 tⅠ类、Ⅱ类化学驱储量,油藏技术关键是驱剂与油藏的适应性、有效封堵极端耗水层、井网调整技术。从聚合物、黏弹颗粒驱油剂(PPG)与油藏相适应入手,重点研究了黏弹颗粒驱油剂的粒径分布,分析了影响黏弹颗粒吸水溶胀的因素,表征了抗盐性、抗剪切性、热稳定性,同时对形成的非均相体系颗粒数与浓度关系、注入性、驱油效率及分流率进行评价,优选的非均相驱油体系与低中渗油藏适应性较好,矿场应用取得了增油降水效果,为低中渗油藏提高采收率提供了技术支撑,具有借鉴意义。

新型非均相复合驱油方法

利用流变仪、界面张力仪、激光粒度仪、微观驱油和驱油物理模拟等装置,通过实验筛选出了驱油用黏弹性颗粒驱油剂(PPG)样品,评价了其应用性能;研究了PPG与聚合物及表面活性剂间的相互作用规律,设计了非均相复合驱油体系,评价了其在胜利油田高温高盐、聚合物驱后油藏条件下的提高采收率效果。结果表明,驱油用PPG能够在多孔介质中运移并通过在孔喉处的堆积—堵塞—压力升高—变形通过来改变已形成的优势通道,具有比聚合物更强的扩大波及能力。PPG与聚合物复配后能够增强体系的黏度与黏弹性能,因而PPG与表面活性剂和聚合物组成的非均相复合驱油体系具有比聚合物驱更强的扩大波及体积能力和与复合驱相似的洗油能力。在双管模型渗透率级差为(1 000∶5 000)×10-3μm2时,在胜利油田高温高盐油藏条件下可提高采收率22.5%,在胜利油田孤岛中一区Ng3聚合物驱后的油藏条件下,可进一步提高采收率19.1%。

非均相复合驱油体系设计与性能评价

为进一步提高聚驱后油藏采收率,针对聚驱后油藏非均质性强、剩余油普遍分布的特点,提出了非均相复合驱油体系。非均相复合驱油体系包括黏弹性颗粒驱油剂(PPG)、表面活性剂和聚合物。通过研究黏弹性颗粒驱油剂的溶胀能力、黏弹性、滤过能力和在岩心中运移性能,及其与表面活性剂、聚合物之间相互作用,得到了适合于胜利高温高盐油藏和聚合物驱后油藏的非均相复合驱油体系1000mg/L PPG+1000mg/L聚合物+0.3%胜利石油磺酸盐+0.1%非离子表面活性剂1709。结果表明,PPG可遇水溶胀,耐盐性能好,在油藏中具有封堵和运移性能,较单一聚合物能够更好地提高波及体积。在含水98%条件下注入0.3倍孔隙体积的非均相复合驱油体系,聚合物驱后提高采收率13.6%(OOIP)。该体系可应用于高温高盐油藏或聚合物驱后油藏大幅度提高采收率。

高温高盐油藏化学驱提高采收率技术发展与思考

我国东部大部分老油田已经进入特高含水开发阶段,进一步提高采收率面临着巨大挑战。国内外技术创新和应用实践证实,依靠化学驱技术能够大幅提高特高含水油田采收率。中国石化拥有的化学驱资源以河流相为主,储层非均质性强,属于高温高盐稠油油藏,开展化学驱难度大。以大幅度提高原油采收率为主线,论述了聚合物驱、无碱二元复合驱和非均相复合驱为主的化学驱油技术发展历程和应用效果。通过持续攻关研究,现已形成系列技术,整体处于世界领先水平。截至2020年底,动用地质储量17.6×10~8t,年产量达1400×10~4t,在老油田稳油降本中发挥了重要作用。今后一段时期,化学驱的应用领域将向更高温度、更高矿化度、更高原油黏度的油藏拓展,化学驱地面工程向标准化、模块化、信息化方向发展,降低成本和绿色发展是增强化学驱技术竞争力的必然趋势。

濮城油田沙二上2+3油藏条件下体膨剂与聚合物混合调驱实验研究

报道了4个平行双岩心组合的体膨剂与聚合物混合调驱结果。所用体膨剂为工业品,代号HLP-02,为一种预交联凝胶颗粒,平均粒度200目,在自来水中24小时膨胀倍数80-90,在矿化度120 g/L的模拟地层水中配成5g/L的悬浮液。1.8 g/L聚合物HPAM溶液,黏度25 mPa·s。实验用储层洗油岩心表面弱亲水至中性,直径2.5cm、长7-8 cm,驱替温度80℃,0.1 PV体膨剂悬浮液与0.2 PV聚合物溶液混合注入,候凝12小时。kg0.330/0.0627μm^2双岩心组合,水驱至含水100%时原油采收率为74.0%/37.9%,注入混合调驱剂后采收率增值0/2.7%;kg0.345/0.0783μm^2双岩心组合上,水驱采收率为62.0%/45.7%,调驱增值为1.0%/2.9%。kg为0.0953/0.0512和0.0903/0.0280μm^2两个双岩心组合,水驱至含水80%时的采收率分别为32.0%/27.0%和30.3%/25.8%,调驱增值分别为34.0%/33.6%和37.2%/19.4%。对于所研究的濮城油藏,在目前含水80%条件下实施体膨剂/聚合物混合调驱较好,在水驱至残余油状态时调驱效果很差,高渗油层基本不出油,低渗油层出油很少,达不到应有的采收率。讨论了油层产水率与含水率的关系。图4表1参4。

注聚过程中预交联部分水解聚丙烯酰胺凝胶颗粒的防窜性能

针对地层非均质性所造成的注聚过程中聚合物的窜流,研究了东营预交联凝胶颗粒(DY)和辽河预交联凝胶颗粒(LH)的膨胀性能和封窜性能.结果表明,与LH相比,膨胀倍数合适并具有一定强度和黏弹性的DY具有更好的防窜性能,其突破压力为0.18 MPa/0.09m;二者使得高渗透层和低渗透层的采收率分别提高至20.26%和53.75%.

聚驱后凝胶颗粒调剖数值模拟

以渗滤理论为基础,考虑凝胶颗粒调剖的膨胀特性、"变形虫"特性以及与残留聚合物的协同作用特性,建立了凝胶颗粒运移的数学模型;将渗流模型与凝胶颗粒运移模型、储层参数动态变化模型进行耦合,建立了聚驱后凝胶颗粒调剖的单井流固耦合数值模拟模型,采用迭代耦合方式对该模型进行了求解,并对所建模型进行了参数敏感性分析.

适用于双河油田聚驱后油藏的非均相复合驱油体系研究

聚合物驱后油藏储层非均质矛盾加剧,剩余油分布更加分散,常规化学驱进一步提高采收率难度大。针对双河油田北块Ⅱx层系聚驱后中高渗透率砂砾岩油藏特点,设计一种由聚合物、黏弹颗粒驱油剂PPG和高效表面活性剂组成的非均相复合体系,开展了驱剂优选、热稳定性评价及注入方式优化。实验结果表明,得到的P/PPG/S非均相复合体系具有高黏弹、超低界面张力的优异性能,热稳定性能良好,能够有效改善储层非均质性,扩大波及体积,同时提高驱油效率。岩心驱油实验表明,模拟油藏条件下,采用P/PPG与P/PPG/S非均相复合体系组合驱替的方式,聚驱后进一步提高采收率27.8%,从而为双河油田聚合物驱后油藏有效提高采收率提供了一种技术方法。

新型凝胶颗粒与聚驱后非均质油层的配伍性

针对传统凝胶颗粒调堵剂存在弹性弱、易破碎、长期稳定性差的问题,大庆油田研制出一种具有较好弹性、不易破碎的新型凝胶颗粒。为了提高新型凝胶颗粒对聚驱后非均质油层的深部调堵效果,通过物理模拟实验,测定不同粒径的凝胶颗粒在油层中的深部运移与封堵性能,优选出对聚驱后非均质油层具有最佳剖面改善性能的颗粒粒径,并研究凝胶颗粒与聚合物组成的复合体系在油层中的渗流规律及驱油效果。结果表明:粒径为[0.15,0.30] mm的凝胶颗粒与聚驱后油层具有更好的配伍性;颗粒膨胀后以“堆积封堵―压力升高―变形运移”的方式通过孔喉运移至油层深部,封堵高渗透层,使聚合物溶液流转于中、低渗透层,实现了交替堵驱、动态调驱,大幅度降低了中、低渗透层的平均含油饱和度,聚驱后可进一步提高采收率13.51%。研究成果为聚驱后新型调堵剂的应用提供了理论支撑。

黏弹性颗粒驱油剂的制备与性能

经过长期的注水开发,我国大部分油田已面临非均质性严重、剩余油分散等现状,依靠常规方法仍有近一半原油滞留地下无法采出。线型聚丙烯酰胺驱油剂在非均质油藏中沿高渗条带窜流,扩大波及体积能力差,无法起到大幅度提高采收率的作用。对此,创新设计了一种“交联-支化共存”新型分子结构,采用自由基聚合,建立了多官能引发体系,发明了动力学调控机制,研发了结构可控的黏弹性颗粒驱油剂(B-PPG)。B-PPG在性能上兼具部分水解聚丙烯酰胺和交联聚丙烯酰胺的双重优点:它既具有线型聚丙烯酰胺的增黏能力和在地层中的运移能力,同时又具有交联聚丙烯酰胺优异的耐温抗盐、耐老化能力和调节地层渗透率的能力。以B-PPG为主剂的非均相复合驱技术已应用于胜利油田聚驱后油藏,提高采收率8.5个百分点,最终采收率高达63.6%,实现聚驱后油藏高效开发。

大庆油田预交联凝胶颗粒/聚合物体系注入性能评价

预交联凝胶颗粒(preformed particle gel,简称PPG)作为一种新型深部液流转向剂,在室内实验中表现出了较好的调剖效果。本文利用1m长岩心物理模拟实验,评价了大庆油田自主研制的预交联凝胶颗粒/聚合物体系的注入性能。结果表明,粒径为0.15~0.3mm、膨胀倍数为3的预交联凝胶颗粒与聚合物组成的预交联凝胶颗粒/聚合物体系,在渗透率为500×10^(-3)μm^(2)、2000×10^(-3)μm^(2)、4000×10^(-3)μm^(2)的3种1m长人造岩心的阻力系数和残余阻力系数分别为63.7、50、41.9和27.9、21.4、11.6,能够顺利注入3种岩心,且能平稳注入其深部,在岩心中具有较好的渗流能力。预交联凝胶颗粒/聚合物体系注入油层后不仅能从宏观上有效调堵优势渗流通道,进一步扩大波及体积,而且微观上能够形成压力扰动,进行局部压力场动态调整,最大程度地实现均衡驱替,进一步提高聚驱后采收率,预交联凝胶颗粒/聚合物体系将成为大庆油田聚驱后提高采收率的新技术,具有较好的应用前景。