页岩油复杂裂缝形态段塞处理技术研究

松辽盆地古龙凹陷页岩油是大庆油田重要的接替领域。由于古龙页岩油储层地质条件独特,水平页理纹层发育,压裂时在近井端易形成复杂裂缝形态,裂缝转角大,易脱砂,导致主压裂施工中加砂困难,压力波动幅度大,无法有效连续加砂。为降低连续加砂施工难度,基于流体力学理论和颗粒冲蚀理论建立模型,利用有限元迭代法模拟低砂比段塞阶段支撑剂对裂缝转角的冲蚀效应。模拟结果表明,裂缝转角处的冲蚀效应与排量和砂比呈正相关,与压裂液黏度呈负相关。基于模拟结果建立排量、砂比及压裂液黏度与冲蚀效应的关系图版,并依据图版对试验井低砂比段塞阶段压裂液物性排量等施工参数进行优化,施工排量16m3/min,在砂比5%、压裂液黏度20mPa·s条件下缝内冲蚀效果最好。充分利用段塞加砂阶段,打磨裂缝转角,控制近井端裂缝形态,降低连续加砂施工难度。

三元复合驱注入段塞组合物理模拟实验研究

选取分子量为1200万、2000万的聚合物,通过室内物理模拟实验,研究三元复合驱注入段塞组合、浓度、大小对驱替效果的影响。实验结果表明:在化学剂用量相近时,高浓度小段塞的采收率比低浓度大段塞高,高分子量聚合物的驱油效果比低分子量聚合物更明显。不同前置和后续段塞优化驱油实验的结果表明,把聚合物、碱、表面活性剂拆分成双段塞(聚合物、碱+表面活性剂)分注比整个三元体系作主段塞单段塞合注采收率高;在碱、表面活性剂用量不变的情况下,注入的聚合物前置段塞(0.1～0.3 PV)增大对改善驱油效果有利,前置段塞聚合物浓度应不低于1.2g/L;后续段塞大小一般选择0.2PV,在聚合物浓度不变时,后续段塞大小变化在一定范围内对驱油效果影响不大。

三元复合体系黏度对各组分色谱分离的影响

碱、表面活性剂和聚合物三种物质化学吸附和机械捕集等性质的差异导致它们在多孔介质内运移过程中滞留量的不同，即发生色谱分离现象，这将对碱与表面活性剂间的协同效应产生不利影响。近年来，为了扩大三元复合驱的波及体积，大庆油田开展了高聚合物浓度三元复合驱矿场试验。针对理论研究和矿场应用实际需求，采用仪器分析和物理模拟方法，开展了三元复合体系黏度及段塞组合方式对色谱分离影响实验研究。结果表明，与“低聚合物浓度和整体段塞”三元复合驱相比较，“高聚合物浓度和多段塞组合”三元复合驱注入压力增幅较大，扩大波及体积效果较好，采收率增幅较大；另一方面，由于碱、表面活性剂和聚合物在多孔介质内滞留水平存在差异，注入压力愈高，波及体积愈大，碱和表面活性剂滞留量差异愈大，色谱分离现象愈严重。由此可见，尽管碱与表面活性剂间发生色谱分离会削弱复合驱的洗油效率，但这是否会影响采收率还取决于波及体积与洗油效率各自对采收率贡献的相对大小。

旅大10-1油田聚合物驱可行性研究

目前渤海油田已投产的部分油田存在含水率上升快、采出程度低的突出问题,而受平台的寿命限制,一个海上油田的开发只有20年左右的时间。如何在平台寿命的有效期内,尽快地采出更多的油,是渤海油田需解决的技术难题。通过对旅大10-1油田的地质油藏分析,建立合理的地质模型和油藏数值模型,从而进行驱油方案的优化设计研究,给出了推荐方案。研究结果表明,在旅大10-1油田进行早期注聚合物是可行的,但存在一定的困难,注入速度不能太高,段塞质量浓度也不能太高。

河南油田耐高温聚合物性能评价及筛选

本文针对双河Ⅶ下层系高温(96.5℃)、低渗(0.374μm2)的油藏特点,开展Ⅲ类及以上储量油藏用耐高温聚合物的筛选、评价研究。依据聚合物基本性能初选出5种耐温聚合物(100622、100621、SNF、2#、1#)进行耐温抗盐性、驱油能力评价,其中聚合物SNF(相对分子质量2.7×107,水解度26.03%)表现出很好的耐温抗盐性和驱油能力。浓度为1500 mg/L的聚合物SNF溶液,在96℃热老化90 d后的黏度保留率为110.8%(氧含量控制<1.0 mg/L)。岩心驱替实验表明,高浓度聚合物溶液因具有较高的黏弹性,其驱油效率明显高于低浓度聚合物溶液的,质量浓度合理范围为1500 2000 mg/L;随注入段塞尺寸增加,聚合物驱油效率增大,但超过0.5 PV时驱油效率提高缓慢,优化段塞尺寸为0.5 PV。

垂直同心环空管内上升弹状流向团状流的转换

对垂直同心环形管内上升气液弹状流向团状流的转换进行了一定的研究。根据弹状流及团状流的流动特性 ,并考虑同心环形管的结构特征 ,建立了垂直同心环形管上升气液团状流向环状流转换的新的理论模型。通过文中的实验数据及其他研究者的实验数据对该模型的预测性能进行了检验 ,并与其他研究者的模型进行了比较 ,最后还对环形管结构参数对转换的影响进行了一定的分析。

高温油藏条件下聚合物驱油效率实验——以泌阳凹陷双河油田为例

针对泌阳凹陷双河V下区块高温(84.3℃)低渗透的油藏条件,选取不同水解度的聚合物1630s和ZL-I进行驱油效率实验。通过不同浓度聚合物对驱油效率的影响实验发现,高浓度聚合物由于具有较高的粘弹性,驱油效率明显高于低浓度聚合物,但考虑到经济因素,建议注入浓度为1 600～2 000 mg/L。不同段塞尺寸驱替实验说明,注入大段塞聚合物比注入低段塞驱油效率更高,但超过0.5 PV时驱油效率提高缓慢,故段塞尺寸为0.4～0.5 PV。由聚合物老化前、后对比驱油实验得出,低水解度聚合物1630s更适合此高温油藏条件。

花管与潜水面相交下的冲击试验模型研究

针对潜水井中的冲击试验,在花管与潜水面相交的情况下,由于注入井中的水分潜水面上、下两个部分流入含水层中,造成模型由线性变成非线性的问题,建立新的潜水井中的冲击试验计算模型,给出模型的解析解,并运用溶质浓度示踪技术,算出从潜水面以下部分流走的的水量,最终得到含水层渗透系数。而这与传统研究中,仅通过对测井的有效半径进行修正,来解决这一问题的方法不同。以西藏江雄水库库区一潜水完整井为例,进行现场试验,运用建立的模型,计算出含水层的渗透系数,并将其与Bouwer-Rice潜水井冲击试验模型的计算结果、以及抽水试验的结果进行对比,试验结果表明,建立的模型能够真实地反映地层的渗透特性。对冲击试验标准水头恢复曲线特征进行分析得出:当曲线以较慢速率下降时,才真正反映含水层的渗透特性。

WQ100型聚合物微球理化性质及注入参数优化

为了考察WQ100型聚合物微球在低渗透油藏条件下的基本理化性能、粒径变化规律、微观结构、注入浓度和段塞大小与调驱效果的关系,采用表观性能检测、激光光散射粒径仪、透射电子显微镜、平面填砂可视化物模调驱实验等测试方法并结合油田现场实施情况对其性质特点和注入参数进行了系统的表征和优化。结果表明:WQ100型聚合物微球产品具有良好的稳定性和流动性,可在水中快速分散,可分离固形物质量分数为22%,初始粒径为纳米级,形貌为类球形,经水化后体积发生膨胀,非常适合在低渗透油藏应用;注入采用低浓度长段塞比高浓度短段塞注入可以获得更理想的注入水波及效果,油田现场应用采收率提高显著,投入产出比可以达到1∶3。

旅大10-1油田早期注聚可行性研究

目前渤海油田已投产的部分油田存在含水率上升快、采出程度低的突出问题,而受平台的寿命限制,一个海上油田的开发只有20年左右的时间。如何在平台寿命的有效期内,尽快地采出更多的油,是渤海油田需解决的技术难题。通过对旅大10-1油田的地质油藏分析,完成地质模型拟合,从而进行段塞浓度、注聚时间、注液速度和注聚时机的优化研究,给出了推荐方案。研究结果表明,在旅大10-1油田进行早期注聚是可行的,但要保证注入压力不要超过现场管线所能承受的压力极限。

单段塞法聚合物不可入孔隙体积影响因素

聚合物不可人孔隙体积直接决定聚合物驱的波及系数，影响聚合物在孔隙介质中的流动性。采用单段塞法评价了岩心渗透率、部分水解聚丙烯酰胺相对分子质量、质量浓度、注入速度、温度、矿化度等因素对不可人孔隙体积的影响规律。结果表明：渗透率越高，部分水解聚丙烯酰胺分子可进入的孔隙体积分数增加，不可入孔隙体积分数越小；部分水解聚丙烯酰胺相对分子质量越大，平均分子链尺寸越大，分子线团能进入的孔隙体积分数越小，不可入孔隙体积分数越大；部分水解聚丙烯酰胺质量浓度越高，分子线团互相缠绕、重叠，流动速度减缓，在大孔隙中的吸附滞留量增加，地层残留的部分水解聚丙烯酰胺通过调剖作用使后续更多分子流入微小孔隙，不可入孔隙体积分数越小；随注入速度增大，注采压差增加，分子线团越容易流人相对狭小的孔隙中，不可人孔隙体积分数减小；随温度升高，分子内能增加，分子链卷曲更加厉害，且溶剂化作用减弱，水膜厚度减小，分子线团的体积变小，不可入孔隙体积分数减小；随矿化度增加，部分水解聚丙烯酰胺分子链会更加卷曲，不可人孔隙体积分数减小。聚合物不可入孔隙体积不但存在，而且不容忽视。

弹状流长气泡区液膜流动的连续波特性

应用高速数字摄像与图形分析技术,在水平管中对弹状流长气泡区液膜流动的连续波特征进行了实验研究,理论分析表明弹状流长气泡区的液膜流是传播速度等于长气泡平移速度的连续波,提出了液膜厚度的控制方程,对液膜厚度的计算结果与测量结果相符合。得到弹状流中存在连续波的重要结论,揭示了稳定弹状流具有波动特性的物理本质。

高质量浓度聚合物驱油中段塞的优选

采用大庆油田助剂厂生产的相对分子质量为17×106 的聚丙烯酰胺,在质量浓度为 200 mg/L条件下,进行6个驱油实验,实验结果表明:随着聚合物段塞的增大,聚合物驱采收率增加,但段塞增大到一定值后,采收率增加的速率开始变缓;企业总利润开始随着聚合物段塞的增大而增加,但段塞增大到一定值后,企业总利润开始下降;企业最大总利润所对应的聚合物段塞随着油价的增加而增大;在总聚合物用量不变的条件下,阶梯段塞驱油效果略优于整体段塞.

高浓度试验区不同注入方式驱油效果实验研究

为提高原油采收率,寻找剩余油挖潜的方法,进一步完善聚合物驱油理论体系。通过室内物理模拟实验,研究不同注入方式对高浓度试验区适应性,优选出最佳段塞组合,为试验区注入方案设计提供参考依据。主要开展了(1)相同聚合物、不同浓度、单一段塞驱油效果研究:采用炼化超高分2 500万和再创700万抗盐聚合物,其中炼化超高分2 500万聚合物注入浓度为1 000 mg/L、1 500 mg/L、2 000 mg/L、2 500 mg/L、3 000 mg/L五个浓度点;再创700万抗盐聚合物注入浓度为800 mg/L、1 100 mg/L、1 400 mg/L、1 700 mg/L、2 000 mg/L五个浓度点,开展水驱后聚合物驱油实验研究,得出不同阶段采收率、含水率变化规律。确定注聚的调整时机,优选两种聚合物单独驱油最佳注入浓度、聚合物用量以及最终提高采收率效果;(2)相同聚合物、不同浓度、多段塞组合驱油效果研究:采用超高分2 500万聚合物,注入浓度分别为2 500 mg/L、2 000 mg/L、1 200mg/L,聚合物总用量2 000 mg/L.PV,通过各段塞大小变化,组合成4套方案,最终后续水驱到含水98%,得出不同流度控制方案对驱油效果的影响,评价确定2 500万聚合物不同浓度梯次段塞组合方式及提高采收率效果;(3)不同聚合物、不同浓度、多段塞组合驱油效果研究:根据第一个实验的结果确定炼化超高分2 500万和再创700万抗盐聚合物合适浓度,总聚合物用量2 000 mg/L.PV,测定3套方案注入压力、综合含水率、吸液指数及采收率等的变化,评价不同聚合物、不同浓度、多段塞组合驱油效果,评价确定两种聚合物不同浓度多段塞组合驱油效果。最后,综合对比三种方案的采出程度、压力和聚合物用量,确定高浓度试验区的最佳注入方案。

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.

文25东块微球乳液调驱室内模拟研究

针对中原油田文25东块含水率高及采收率低的问题,进行了微球乳液调驱的室内模拟研究。考察了段塞注入量、段塞组合方式、注入速率及注入浓度对采收率提高值的影响。最终确定了最佳注入方案,浓度为0.3%表面活性剂与0.5%聚合物微球乳液以1:1交替注入,段塞注入量为0.5 PV,注入速率为0.5 mL/min。

聚合物不可及／排斥体积测定方法的研究

在同一实验条件下采用多段塞驱替的方式对比了多种聚合物不可及／排斥体积的测定方法。通过分析各种方法之间产生差异的原因，找出了一种较为合理的聚合物不可及／排斥体积测定方法。此外，就如何缩短驱替时间，更好地建立岩心中聚合物的饱和吸附问题也进行了讨论。

聚驱后剩余油潜力影响因素研究

油田经过聚驱开发,地层中仍存在大量剩余油。研究地质与开发因素对剩余油潜力和分布的影响,对于开展进一步提高采收率技术有重要意义。通过开展室内物理模型实验,研究了渗透率变异系数、聚合物溶液注入孔隙体积倍数、聚合物分子量和聚合物溶液浓度对聚合物驱后剩余油潜力及分布的影响。实验结果表明,随着岩心渗透率变异系数增大,方案总采收率变小,但相差不多;随着聚合物分子量、溶液浓度、注入聚合物溶液段塞尺寸的增大,聚合物驱效果变好,聚合物驱阶段采收率和方案总采收率均增大。阐述的技术与方法对矿场开展聚合物驱具有指导意义。

不同类型前置段塞聚合物浓度对驱油效果影响研究

针对大庆油田喇嘛甸区块的三元复合驱多段塞注入开发现状,进行了室内物理模拟实验。通过改变一元(聚合物)、二元(聚合物+表面活性剂)两种不同类型前置段塞中聚合物浓度,研究了不同前置段塞对多段塞注入三元复合驱整体驱油效果的影响。结果表明,随着前置段塞中聚合物浓度增加,化学驱提高采收率幅度越大,出口端最低含水率逐渐降低;聚表二元前置段塞对采收率的提高程度优于单一聚合物前置段塞。

Efficiency of Ionic Liquid 1-Ethyl-3-Methyl-Imidazolium Acetate ([EMIM][Ac]) in Enhanced Medium Oil Recovery

Chemical flooding is one of the most efficient methods for Enhanced Oil Recovery (EOR). This study demonstrates the efficiency of mixing different concentrations of Ionic Liquid (IL), 1-Ethyl-3-Methyl-Imidazolium Acetate ([EMIM][Ac]), with Weyburn brine to improve a medium oil recovery, Weyburn oil, from an unconsolidated sand pack sample at room conditions. Effects of Slug Size (SS), IL + brine slug initiation time, and combining IL with alkali on the Recovery Factor (RF) were investigated. This study showed that the optimum concentration of ([EMIM][AC]) was 1000 ppm and the most efficient injection time of the chemical slug was at the beginning of the flooding procedure (as secondary flooding mode). In addition, it was proved that the potential of injecting a slug of IL + brine is much better than that of introducing a slug of alkali + brine. Besides, the combination of IL and alkali (AIL) resulted in better RF than injecting either of them alone. Finally, the Surface Tension (SFT), pH, wettability alteration, and viscosity of the displacing phases were measured.