提高油气采收率中央与地方共建实验室建设的几点体会

通过提高油气采收率中央与地方共建高校特色优势学科实验室项目的建设,提升了实验室三次采油领域的设备水平,优化了实验教学内容,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新能力,为学生就业后从事专业工作奠定坚实的基础。

浅薄层普通稠油油藏聚合物驱提高采收率研究与应用

J-XC区块属于高孔高渗普通稠油油藏,油层埋藏浅、厚度薄,由于水驱过程黏滞阻力过大、水驱波及范围小、储层动用程度低、水驱采收率低,需转换开发方式,开展聚合物驱油方法提高采收率研究。在聚合物注入性评价的基础上,采用岩心流动实验和数值模拟方法开展聚合物驱注入参数和注采关系优化,对聚合物注入质量浓度、注入量、注入速度,以及井网井距、注采比等进行优化,从而获得最佳注入参数和注采关系。结果表明:聚合物相对分子质量为2100×10^(4)、注入质量浓度为1500 mg/L、注入量为0.400倍孔隙体积条件下,可保证聚合物的可注入性和高利用效率;油藏工程参数优化方案为采用五点法井网,合理注采井距为150 m,注入速度为每年注入0.070倍孔隙体积,不同厚度油层根据其最优单井日注入量配注,注采比为1.1~1.2。矿场先导试验表明,目标井组增油降水效果显著,截至2021年6月,累计注入聚合物0.228倍孔隙体积,累计增油量为5.06×10^(4)t,提高采收率6.75个百分点,含水率最高下降幅度达15.8个百分点。研究成果对于浅薄层普通稠油油藏聚合物驱参数优化和油藏工程设计具有借鉴意义。

低渗透油藏提高采收率技术现状及展望

低渗透油藏储量丰富,具有广阔的开发前景,但其具有孔渗条件差、储层非均质性强、吸水能力差等特点,开发过程中面临的技术难度较高。针对该问题,通过调研,对低渗透油藏提高采收率技术进行了论述。研究结果表明:低渗透储层(10.0~50.0 mD)主要通过聚合物驱、聚合物-表面活性剂二元驱、微生物驱及深部调驱的方式进行开发;特低渗透储层(1.0~10.0 mD)主要通过表面活性剂驱、泡沫驱和纳米材料驱等方式进行开发;超低渗透储层(0.1~1.0 mD)主要通过渗吸法、CO_(2)驱、N_(2)驱及空气驱等方式进行开发。逐步完善驱替介质的驱油机理,研发低成本、高效的环保型驱油体系并推进其在矿场实践中的应用,将一直是中国低渗透油藏开发的发展趋势。该研究可为低渗透油藏的高效开发提供技术支持。

聚合物驱后提高采收率方法室内实验研究

利用三维大型物理模型进行了聚合物驱油实验,研究了非均质砂岩油田聚合物驱油过程中波及系数变化情况和聚合物驱后剩余油分布特征。对4种不同方法的驱油实验对比研究结果表明,在聚合物驱后,高渗层位的波及系数较大,进一步扩大波及体积而降低剩余油饱和度的潜能较小,可通过二元或三元体系驱方式提高驱油效率来进一步挖潜剩余油;而中、低渗透层的波及系数低,含油饱和度高,可采用调剖或高黏度聚合物驱扩大波及体积与三元复合驱提高驱油效率相结合的方法进一步提高最终采收率。

稠油油藏蒸汽吞吐后蒸汽驱提高采收率实验

针对高轮次蒸汽吞吐后稠油油藏采出程度不高的实际情况,蒸汽吞吐后在室内进行了蒸汽驱实验,将耐高温的表面活性剂按一定比例随蒸汽注入,结果表明,表面活性剂与蒸汽的比例太大(3:1),蒸汽降粘效果不能达到最佳,较单纯蒸汽驱提高采收率0.55%;表面活性剂与蒸汽的比例太小(0.25:1),起不到降低界面张力和改变润湿性的作用,较单纯的蒸汽驱提高采收率5.43%;表面活性剂和蒸汽比例为0.5:1时,能达到最好的驱油效果,较单纯的蒸汽驱提高采收率9.61%。研究了一个长型油滴在毛细管中的运动,当有表面活性剂存在时,油滴的前后压差和毛细管准数的1/3次方成正比,油滴受到的驱动压力将提高2个数量级,能够很好地保证油滴的运移。

低渗透岩心聚合物驱提高采收率实验研究

考察了为大庆低渗油层筛选的大庆炼化普通聚合物(P1,M=4.96×106)和抗盐聚合物(P2,M=6.56×106)45℃时在φ2.5 cm×10 cm、Kw分别为0.02、0.05、0.1μm2的并联三岩心组上的驱油效果。用清水配制P1溶液,用矿化度3.7 g/L人工盐水配制P2溶液并驱替岩心,聚合物溶液浓度1.0和1.2 g/L。驱替方案分为3组共8个,每个方案均包括注入0.57 PV的P1、P2两个聚合物段塞。驱替实验结果如下:P2(盐水溶液)的驱油效果好于P1(清水溶液);并联岩心组中,高渗岩心采收率最高,中渗岩心次之,低渗岩心再次之;不论P1、P2段塞之间是否有水驱,先注P1再注P2方案的采收率普遍高于先注P2再注P1的方案;两聚合物段塞依次连续注入方案的采收率,高于两段塞间有水驱的方案的采收率;注入1.2 g/L聚合物段塞方案的采收率,高于注入1.0 g/L聚合物段塞方案的采收率;饱和油的岩心不经水驱而直接注聚合物段塞的方案,其采收率高于先水驱再聚合物驱方案的采收率。

低渗透油藏提高原油采收率的实验研究——以松辽盆地北部芳48断块为例

通过气驱细管实验,在地层条件下测定了大庆油田芳48断块在二氧化碳、氮和天然气驱下原油采收率与压力的关系,由此确定了原油与二氧化碳、氮和天然气的最小混相压力(MMP)。结果表明,芳48断块原油与二氧化碳的最小混相压力为29 MPa,与天然气的最小混相压力为40 MPa,在最高实验压力(44 MPa)下氮没有达到混相。芳48断块气驱开发,在低于地层破裂压力(31 MPa)下,二氧化碳驱可以达到混相驱替,天然气和氮只能是非混相驱。非混相驱时,同样条件下,二氧化碳驱采收率最高,其次为天然气驱,氮驱最低。

泡沫辅助蒸汽驱提高采收率实验

泡沫辅助蒸汽驱的关键在于寻找热稳定性和高温发泡性能良好的发泡剂，通过研究得到了适用于稠油蒸汽驱的耐高温发泡剂体系并考察了该体系的性能及其应用效果。常温下，加入稳泡剂的耐高温发泡剂的半衰期可达273min。阻力因子随温度的升高及岩心含油饱和度的增加而降低，含油饱和度超过15％时泡沫控制蒸汽流度的能力急剧降低，泡沫在高渗透层中控制蒸汽流度的能力良好，气液比为0．5～1．5时的阻力因子较高。用于蒸汽＋泡沫驱的三管模型实验表明，该体系可封堵汽窜通道，使蒸汽从高渗区转向低渗区而提高其采收率。

伴注非凝气体和化学剂提高汽驱采收率实验研究

针对锦45区块于Ⅰ组稠油油藏,对自制的DQS发泡剂体系进行稳定性评价及注入参数优选,并开展了蒸汽驱过程中伴注非凝气体和化学剂驱油物理模拟实验。发泡剂特性实验结果表明,DQS形成的泡沫在300℃时仍然保持了较高的稳定性;发泡剂的适宜发泡浓度是1.2%;在以N2为气源的条件下,气液比在2～3的范围内具有较高的阻力因子,可以满足封堵要求。选取N2和CO2分别进行蒸汽泡沫驱实验,结果表明,两者均能大幅度提高蒸汽驱驱油效率,伴注N2较单一蒸汽驱驱油效率提高16.7%,而伴注CO2则提高了18.1%。两者的经济评价结果表明,选取CO2作为非凝气体更为经济合理。

边底水油藏提高采收率方法实验

为了有效抑制红南油田边底水的锥进速度,进一步提高采收率,以油藏工程理论为指导,以物理模拟为技术手段,以红南典型物理模型为实验平台,开展了边底水油藏提高采收率方法实验研究。结果表明:边底水油藏采用注水开发方式时,通过适当增加注入压力可以提高采收率;与聚合物溶液相比较,水和表面活性剂提高注入压力后,采收率增幅较大;油井实施底水封堵后可以改善水驱开发效果。

高凝油热水驱提高采收率实验

为解决高凝油进一步提高采收率问题,用辽河油田高凝油及天然岩心,采用4种驱替方案,在室内进行不同温度热水驱提高高凝油采收率实验.实验结果表明:热水段塞温度应高于原油凝固点8℃以上,不应低于60℃,否则提高采收率的幅度有限;随着热水温度升高,热水驱采收率提高的幅度相应增大,但最终采收率是由最后热水段塞的温度决定的;在中高渗透油层中,在尽可能提高热水驱温度的情况下,应控制注入水的流度.

喇嘛甸油田二类油层高浓度聚合物驱提高采收率实验研究

本研究在模拟北北块一区萨Ⅲ4-10油层条件下进行。在尺寸4.5×4.5×30(cm)、纵向渗透率变异系数为0.72、平均渗透率0.482×10-3～586×10-3μm2的石英砂胶结岩心上,使用黏度为10 mPa.s的模拟油,在45℃下考察了水驱后注入不同高浓聚合物段塞对驱油效果的影响及常规聚合物驱不同阶段注高浓聚合物对驱油效果的影响,结果如下。高浓聚合物聚合物用量越大,提高采收率幅度越大,但增加幅度逐渐变缓,聚合物用量为1500、2000、2500、3000(PV.mg/L)时提高采收率分别为15.75%、17.91%、19.84%、21.46%;在聚合物用量相同的条件下(1500 PV.mg/L、2000 PV.mg/L),浓度为2500 mg/L和1000 mg/L聚合物段塞交替注入越频繁,提高采收率幅度越大。在聚合物用量相同的条件下(2000 PV.mg/L),常规聚合物驱不同阶段转注高浓度聚合物溶液,转注的时期越早,提高采收率幅度越大。

纳米驱油剂提高原油采收率效果及作用机理分析

为高效开发大港油田低渗致密储层,通过纳米驱油剂CN-1的粒径分布、界面张力、润湿性和乳化性测试研究了纳米驱油剂CN-1的物化性质,针对大港致密油田开展静态渗吸实验和常规驱替实验,并对CN-1的作用机理进行分析。结果表明,CN-1是一种非均相驱油剂,它由纳米颗粒与携带液组成,颗粒粒径分布10~100 nm。驱油剂CN-1和携带液与原油间界面张力均高于3.69 mN/m,它们浸泡岩心后致使油水接触角升高,岩石表面亲水性减弱。与注入水相比较,CN-1驱油剂渗吸采收率增幅较高,说明纳米驱油剂具有提高洗油效率的作用。与CN-1驱油剂相比较,尽管表面活性剂BHS溶液洗油效率较高,同时乳化作用引起“贾敏效应”也产生了扩大波及体积效果,但其注入压力明显低于CN-1驱油剂的水平,扩大波及体积效果较差,最终采收率增幅较低。纳米颗粒在岩石孔隙内滞留引起渗流阻力和注入压力升高,进而造成中低渗透部位(孔隙)吸液压差和吸液量增大,因而扩大波及体积是CN-1驱油剂提高采收率的主要机理。纳米驱油剂注入时机愈早,采收率增幅愈大。

低盐水驱对中低渗砂岩采收率及润湿性影响

低盐水驱是一项前沿的改善水驱技术,具有成本低、环境友好等优点。大庆油田中、低渗储层物性较差,化学驱效果不理想,而低盐水驱在中、低渗储层应用前景良好。分别选大庆油田中、低渗透率岩心各5块,采用矿化度为1 000~10 000 mg·L^(-1)盐水开展岩心驱替实验和接触角测试。结果表明:当注入水矿化度由10 000 mg·L^(-1)降为5 000 mg·L^(-1)时,采收率增加,等渗点右移,含油饱和度下降,储层变为水湿;当注入水矿化度从5 000 mg·L^(-1)降为1 000 mg·L^(-1)时,采收率下降,等渗点左移,驱替压力上升,引发黏土膨胀,含油饱和度上升,储层为中性润湿。因此,利用低盐水驱开发大庆油田中、低渗油藏可行,能够提高原油采收率,并改善注入能力,并且矿化度阈值为5 000 mg·L^(-1)。

稀油蒸汽驱提高采收率室内实验研究

利用人工岩芯开展稀油蒸汽驱的室内实验研究,结果表明:(1)蒸汽驱在水驱的基础上可提高稀油采收率12.07～39.59个百分点;(2)降粘不是提高稀油蒸汽驱效率的主要机理;(3)对于稀油蒸汽驱,影响采收率的主要因素是蒸汽温度,其次是注蒸汽速度及蒸汽干度。此外,实验证明原油粘度较大时,原油粘度对蒸汽驱采收率的影响也比较大。

提高石油采收率原理课程实验教学的认识

提高石油采收率原理课程是石油工程专业开设的专业课，针对本科教学实验的特点和存在的不足，以及油田采油过程中存在的问题和研究方向，通过改革实验教学内容和教学方式、方法等手段，对该课程的实验教学内容、教学形式等方面进行了改革，为培养石油工程专业复合型、实用型人才进行了有益的探索。

海上稠油油藏“调驱+热采”提高采收率实验研究

渤海稠油油藏具有原油黏度高、油层渗透率高和非均质性严重等特点,常规注水开采时油井产能低,开发效果差,亟待采取强化措施来改善水驱开发效果。以油藏工程、物理化学和热力学等理论为指导,以仪器分析、化学分析和物理模拟等为技术手段,以渤海NB35-2油藏储层地质和流体为实验平台,开展了调驱、热力采油和"调驱+热力"联合作业增油效果实验研究和机理分析。结果表明,与采用蒸汽发生器向岩心内注入高温高压蒸汽的实验方法相比,通过在岩心中不同区域饱和不同黏度原油来模拟热流体注入即热采过程,不仅能够更好地模拟热采过程中储层内原油黏度分布,而且技术简单。与单独热采或调驱措施相比较,"调驱+热采"联合作业增油效果较好,并且采收率增幅大于二者之和,产生了协同效应。"调驱+热采"联合作业优化工艺参数:Cr^(3+)聚合物凝胶段塞尺寸范围为0.025PV^0.075 PV,C_P为1 200~1 600 mg/L,m(聚):m(Cr^(3+))=(180:1)^(270:1)。热流体作用范围小于3/10注采井距,作用范围内原油黏度50~120mPa·s。

聚驱后提高采收率及注入参数优化实验研究

目前,渤海L油田已经进入Cr^3+聚合物凝胶调驱(聚驱)调整阶段,亟待寻求聚驱后进一步提高采收率方法。针对矿场实际需求,开展了聚驱后提高采收率方法及其注入参数优化物理模拟研究。结果表明,与“高分”高质量浓度聚合物溶液、抗盐聚合物溶液、“聚合物/表面活性剂”二元体系和“碱/表面活性剂/聚合物”三元体系相比较,聚驱后Cr^3+聚合物凝胶调驱采收率增幅有较大提高,技术经济效果较好。随调驱剂注入段塞尺寸增加,采收率增幅呈现“先增后降”变化趋势,注入段塞尺寸为0.2PV时,“产出/投入”比最大。在调驱剂段塞尺寸相同条件下,与整体段塞相比较,采用“Cr^3+聚合物凝胶+水+聚合物溶液+水”或“Cr^3+聚合物凝胶+水”交替注入方式采收率增幅较大,表明该注入方式可以减缓“吸液剖面反转”进程,进一步提高中低渗透层波及系数。

非均质油藏聚合物驱提高采收率机理再认识

以大庆、大港、长庆等油田的储集层岩石和流体为模拟对象,探讨了非均质油藏聚合物驱提高采收率的机理和技术途径,通过对比“等黏度”和“等浓度”条件下普通聚合物溶液、甘油、“片-网”结构聚合物溶液和非均相弱凝胶等的驱油效果,论证了聚合物类驱油剂黏度与驱油效果间的关系,提出了改善聚合物驱效果的方法。研究表明,聚合物在多孔介质内因滞留作用进而扩大注入水波及体积是聚合物驱提高采收率主要机理,而聚合物类驱油剂黏度与驱油效果不存在正相关性,具有“片-网”结构的聚合物虽然增黏能力较强,但与储集层岩石孔喉结构的配伍性较差,其可注入性和抗剪切性较差;非均相弱凝胶体系在多孔介质内具有较强的吸附、捕集作用,容易在储集层岩石孔隙内滞留,在高渗透层(区域)能够建立有效的渗流阻力,与具有“等黏度”或“等浓度”的聚合物溶液相比,扩大波及体积能力更强;长时间注入聚合物类驱油剂,势必会导致吸液剖面反转,大大降低聚合物驱开发效果,采用“高滞留”与“低滞留或不滞留”驱油剂交替注入,可进一步改善聚合物类驱油剂驱油效果。

聚合物/甜菜碱表面活性剂提高水驱后残余油采收率研究

利用不加碱可形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系,通过流变性实验,分析了甜菜碱表面活性剂对聚合物/表面活性剂二元复合体系流变性的影响;通过可视化的微观驱油实验和人造岩心驱油实验,分析了聚合物/表面活性剂二元体系的粘弹性和界面张力对采收率的影响,研究了该二元复合体系对水驱后残余油的作用机理。结果表明,实验用的两性表面活性剂体系与油可以达到超低界面张力,表面活性剂体系对无碱二元体系的粘弹性影响非常小。在驱替水驱残余油过程中,形成超低界面张力的甜菜碱表面活性剂/聚丙烯酰胺二元复合体系可以同时发挥活性剂的超低界面张力作用和聚合物溶液的粘弹性作用,使该二元体系的采收率高于单一的表面活性剂体系和聚合物驱油体系,并且该二元体系的粘弹性越大,采收率越高。界面张力由10-2mN/m降至10-3mN/m时的最终采收率均高于界面张力为10-2mN/m时增加聚合物溶液的质量浓度和相对分子质量两种情况下的最终采收率。