双河油田聚合物驱后微观剩余油分布特征

为进一步认识聚合物驱后油藏微观剩余油分布特征,以河南双河油田天然岩心铸体薄片真实孔喉为基础制作微观仿真模型,采用微观模型驱油实验以及图片分析方法研究了不同渗透率模型水驱后、聚合物驱后微观剩余油分布特征。结果表明,水驱后剩余油以簇状、柱状分布为主,少部分以膜状、孤岛状和盲端/角隅状分布;聚合物驱对各个形态剩余油均有不同程度的驱替效果,对簇状、盲端/角隅状剩余油驱替效果尤为明显;聚合物驱后微观剩余油形态仍以簇状、柱状剩余油为主,膜状、孤岛状剩余油比例上升明显。     

化学驱微观机理及体系优选实验研究*

通过微观仿真刻蚀模型,结合河南油田某区块的孔隙结构,在水驱基础上进行表活剂驱、聚合物驱、聚合物/表活剂二元驱。分析研究了每种驱替体系对水驱产生的盲端、膜状、吸附、簇(柱)状、孤岛状的启动机理,同时量化三种化学体系对各类剩余油在模型中的驱替效率。实验结果表明,盲端剩余油适合高黏聚合物体系,针对不同形状盲端不同界面张力的体系作用效果不同;孤岛状剩余油适合高黏体系,界面张力对其影响不大;吸附状剩余油适合聚合物体系的黏度为(10~20)m Pa·s,且降低体系界面张力有利于启动此类型残余油,但在模型中多会形成此类残余油;膜状剩余油在低黏度聚合物体系下即可以很好启动,适宜体系界面张力数量级在10-1~10-2之间;化学驱启动剩余油,后续油启动运移过程中易形成小径簇状油,其含量在剩余油中占的饱和度较大。     

基于数字化孔隙模型的聚驱后微观剩余油定量表征

利用岩心压汞试验数据和CT扫描数据,构建波纹管状数字化孔隙模型,考虑聚合物溶液的黏弹性、不可及孔隙体积及吸附滞留特性,模拟不同驱油体系在该孔隙模型中的驱油过程,定量表征不同驱油体系的驱油效果及对不同类型剩余油的作用。结果表明：构建的数字化孔隙模型可以较好地模拟岩心孔隙度和渗透率,其相对偏差均小于5.0%;基于数字化孔隙模型计算的水驱及聚驱后采收率与岩心驱油试验结果的相对偏差分别为1.32%和0.97%;计算的聚驱后各类剩余油饱和度与岩石薄片荧光分析方法得到的结果接近,水驱后及聚驱后剩余油含量较高的为膜状剩余油和簇状剩余油,占剩余油比例超过85%。     

低界面张力黏弹流体驱油效果评价及微观驱油机理

特低渗油藏储层物性差、层间非均质性强,注水开发过程中普遍存在含水率上升快,产量递减严重等问题,为进一步改善特低渗透油藏水驱开发效果,开展了低界面张力黏弹流体驱油研究。采用岩心驱油实验评价低界面张力黏弹流体驱油效果,并利用微观可视模拟技术研究低界面张力黏弹流体微观驱油机理。结果表明,岩心单管和双管驱油实验水驱结束,转注低界面张力黏弹流体后,采收率分别提高了7.47%、23.14%;低界面张力黏弹流体的注入可对驱油剖面进行有效调整,增加原油动用程度;水驱后剩余油主要以簇状、孤岛状、膜状、盲端状以及柱状5种形式存在,簇状剩余油所在比例最大;低界面张力黏弹流体可通过增黏、屏蔽暂堵、乳化以及岩石表面润湿性改变等多种作用机制协同,将水驱后剩余油以“塞流式”或乳化分散形成小油滴被夹带渗流运移产出,具有较好的流度控制和洗油能力,在特低渗油藏开发中具有优异的潜在应用前景。     

特高含水油藏CO_2微观驱油机制

根据常见的水驱剩余油类型,提出盲端、孤岛、簇状3种理想剩余油微观模型,应用自主研发的高温高压微观可视化实验装置研究特高含水对CO_2与剩余油的微观作用过程影响,建立CO_2与油水接触的微观数学模型。结果表明:水的屏蔽作用明显延缓了CO_2与原油的微观接触过程,使得混相过程更加复杂化,无论水膜厚度多大,CO_2都能穿透水膜溶解于剩余油中;注入压力越高,CO_2在的扩散速度越快,达到混相的时间越短;CO_2混相驱能够在水驱的基础上进一步提高原油采收率;高含水油藏在实施CO_2驱过程中应采用高压低速的注气方式。     

聚合物/表面活性剂二元驱扩大波及体积性能

利用微观刻蚀、层间非均质平板、层内非均质平板模型驱油实验研究聚合物/表面活性剂二元驱扩大波及体积性能。结果表明,残余油多以膜状、岛状、喉道、盲端、柱状、簇状等6种形式存在。微观上,二元驱转向水驱无法波及的含油孔隙区域内驱替残余油;宏观上,其对高渗透区域产生封堵,迫使其进入渗流阻力较小的低渗透区域内驱替残余油,扩大波及体积效果显著,提高采收率13.4%~14.3%。二元驱通过聚合物增加驱替液黏度,使其吸附及滞留在孔隙中,降低驱替相渗透率,驱替相流度减小;二元驱对油黏度影响很小,油聚集在驱替液前缘,增加油相渗透率,油相流度变大。由此,两相流度比减小,克服注水指进,增加吸水厚度,提高波及系数,进而提高采收率。     

次生底水油藏的三元复合驱替特征及影响因素

原生整装油藏经过长期注水开发后,逐渐演化为次生底水油藏。次生底水油藏的剩余油类型包括中上部的弱动用可动剩余油、中下部水驱绕流式可动剩余油和高水淹区的水驱后残余油。对该类型油藏开展三元复合驱以进行挖潜。利用油井生产数据,将三元复合驱替历史分为驱油剂的受效前期、持续受效期和受效后期3个阶段,确定驱油剂持续受效期时间跨度。利用驱替特征曲线定量化确定各井在驱油剂持续受效期的驱替能力,同时分析了影响驱替效果的工程和地质及化学因素。结果表明,次生底水油藏的三元复合驱开发特征与常规底水油藏开发明显不同,而工程和地质因素对该两种油藏类型生产特征的影响作用是相似的。驱油剂中的聚合物组分对整个开发历史的油水渗流具有重要的影响。     

高渗条带控制下剩余油微观赋存特征

特高含水期砂岩油藏中普遍出现高渗条带,为研究其控制下剩余油分布特征,在储层高渗条带条带动静态特征分析的基础上,建立二维刻蚀模型,通过微观驱替试验研究不同级别高渗条带控制下注入水波及及微观剩余油赋存特征。研究结果表明,对于存在高渗条带的模型,增大驱替流速仅对绕流式剩余油的挖潜有效,而对包围式簇状、并联式喉道状、死角式点状剩余油影响不大,说明单纯提高驱替流速已不能作为动用高渗条带下剩余油的有效方式,研究结果为特高含水期油藏提高剩余油采收率提供了理论基础。     

基于刻蚀模型的高渗条带控制下剩余油微观赋存特征

特高含水期砂岩油藏中普遍出现高渗条带,为研究高渗条带控制下剩余油分布特征,在储层高渗条带动静态特征分析的基础上,建立二维刻蚀模型,通过微观驱替试验研究不同级别高渗条带控制下注入水波及及微观剩余油赋存特征。研究结果表明,对于存在高渗条带的模型,增大驱替速度仅对绕流式剩余油的挖潜有效,而对包围式簇状、并联式喉道状、死角式点状剩余油影响不大,说明单纯提高驱替速度已不能作为动用高渗条带下剩余油的有效方式,研究结果为特高含水期油藏提高剩余油采收率提供了理论基础。     

微观剩余油分布模式及提高水驱效率实验研究

以大港油田孔南地区7种不同类型储层为基础,设计了恒压和变压条件下注水驱替微观实验,研究了水驱油的微观驱替特征、剩余油分布模式和影响水驱效率的因素。通过实验观察,将储层孔喉划分为大孔粗喉、中孔中喉和小孔细喉3种类型,相应的剩余油也划分为3种分布模式,不同模式又可进一步分为几种类型。恒压注水时,影响水驱效率的主要因素是储层的孔喉结构,变压注水受孔喉结构影响较小,不同储层都可以通过变压注水来提高水驱效率,从而提高最终采收率。     

用于注聚驱后的含有中强缓冲碱三元复合体系研究

针对胜利油田孤岛河滩油区注聚驱后,开展改性天然羧酸盐/缓冲碱/聚合物三元复合驱研究。先对改性天然羧酸盐SDCM-2的界面活性及其影响因素进行了系统的研究,然后通过室内物理模型实验,研究了水驱、聚驱、缓冲碱ASP复合驱的驱油效果,当复碱质量分数为1.5%（碳酸钠与碳酸氢钠质量比为1：1）,SDCM-2质量分数仅为0.1％时油水界面张力就能达到超低; 在注聚驱后, 缓冲碱ASP复合驱室内驱油效率为18％OOIP;最后开展可视化微观模型驱油实验,直接观察了流体在孔隙介质内的流动形态。实验结果为：ASP体系进入模型中,能够使注聚后束缚残余油重新启动,使油块变形、拉细,通过毛细管喉道,渐渐形成油墙向出口处运移。表明缓冲碱ASP复合驱能够有效扩大波及体积、提高洗油效率,从而使驱油效率得到有效提高,该方法是注聚后提高采收率的有效方法之一。     

聚驱后不同化学驱提高采收率对比评价

应用物理模拟方法,研究了聚驱后不同化学驱提高采收率效果的差异及其驱油机理.实验过程中,利用饱和度监测技术测量物理模型剩余油饱和度的变化规律.实验结果表明,聚驱后通过井网加密和化学驱结合可进一步提高采收率,在实验设计的几种驱油方法中,三元复合体系驱油效果最好,聚驱后采收率提高值达到了17.2%.饱和度场分析表明,低渗透层主要是通过扩大波及体积,高渗透层主要是通过提高驱油效率的机理来进一步提高聚驱后采收率,所以在选择聚驱后驱油方法时应综合考虑扩大波及体积和提高驱油效率的双重驱油机理.     

二元复合驱体系优化及转注时机实验研究

聚合物驱加剧了油藏的非均质性以及剩余油的启动难度，利用复合驱降低界面张力和流度控制协同作用能够进一步提高原油采收率。通过复配不同性能的复合体系进行室内驱油实验和转注时机研究。结果表明，复合体系中的流度控制能力和降低界面张力对驱油效果的贡献比为1.2：1.0，利用水驱特征和不同节点后续水驱特征公式的差异，建立了快速判断聚合物驱后复合体系的最佳转注时机，即后续水驱阶段即将失效阶段转注复合体系时效果最佳；实验研究的条件下优化出的复合体系是以流度控制能力为主、降低界面张力范围是10^-1~10^-2 mN/m；聚合物驱结束后开始后续水驱0.14 PV是复合驱的最佳转注时机，适宜挖掘聚合物驱后的剩余油。     

石油磺酸盐驱油体系微乳液的形成及增溶特性研究

大庆油田北二西区块进行的三元复合驱矿场试验是我国首个使用石油磺酸盐弱碱体系为主段塞提高石油采收率的工业化大规模矿场注采试验,对该采出液进行了系统研究,发现油水分离后的所谓透明游离水具有溶油活性,进一步的实验表明是一种以低浓度石油磺酸盐表面活性剂为乳化剂的微乳液。实验揭示了这种O/W型乳状液的基本组成和微观结构,分析了微乳液的形成和稳定机理,为严重乳化的三元复合驱采出液的油水分离提出了新思路。     

超临界CO2/水交替微观驱油特征研究

针对水气交替驱过程中CO_2与水能否接触、对剩余油动用能力等热点问题,利用高温高压微观可视模型,研究了不同密度CO_2驱后剩余油分布类型及挖潜对策,描述了水气交替微观封堵特征及对剩余油动用能力。实验结果表明,超临界CO_2的高密度特性,可扩大CO_2向油藏中下部的扩散运移;CO_2驱后剩余油以油膜类、盲端类、等势点类、未波及区域为主,其中等势点及未波及区域是下步挖潜主要对象;水气交替的注水阶段与注气阶段呈现出不同的贾敏效应,其中注气阶段贾敏效应明显;水气交替可显著改善等势点类剩余油,但未波及区域动用程度不高。     

强碱三元复合驱储层物性变化特征研究

三元复合驱技术是油田高含水后期进一步提高采收率的重要手段,但是强碱三元复合驱后对于的储层的伤害是不容忽视的,为了更好的研究微观孔隙变化情况我们通过微观孔隙实验利用原子力显微镜和OCA接触角测定仪对于空隙结构变化以及接触角进行了检测和详细分析。结果表明：三元复合驱后,储层岩石向中性润湿变化,Ca2+与阴离子活性剂间的结合作用有可能使硅石表面从水湿向油湿转化,表面活性剂对油藏岩石的润湿作用受地层水中无机离子协同作用的影响。     

强碱生物复合体系提高采收率技术室内评价

通过脂肽类生物表活剂与烷基苯三元体系复配技术研究,优选了生物复合体系配方,确定了复合体系驱油效果。研究结果表明,烷基苯三元体系中加入4%～10%的生物表活剂,在降低主化学剂用量30%～50%基础上,可进一步拓宽界面活性范围,增强界面张力稳定性和抗吸附能力,水驱后提高原油采收率22个百分点以上。     

钢在弱碱三元复合驱采出液中的腐蚀行为研究

弱碱三元复合驱(ASP)技术在提高原油采收率的同时由于诸多优点,已逐渐取代以往强碱三元复合驱技术在大庆油田应用.但目前国内外对ASP的研究还仅限于驱油效果,而对其溶液的腐蚀行为的研究甚少.ASP采出液中弱碱三元成分的存在,会提高钢的腐蚀性且腐蚀情况复杂.本文采用腐蚀挂片试验法、电化学测试等测试技术系统研究油田管道用钢(10钢、20钢、45钢、1Cr18Ni9Ti、X70钢)和储罐用钢(Q235钢)在不同浓度、不同温度三元复合驱溶液中的腐蚀行为,测试钢在不同pH值的ASP溶液中的交流阻抗图(EIS),获得腐蚀动力学相关参数,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等技术分析腐蚀产物形貌并确定腐蚀产物成份,为钢在弱碱三元复合驱采出液中的腐蚀机理进一步研究提供依据.