相对渗透率调节剂提高采收率优化控制条件研究

相对渗透率调节剂(relative permeability modifier,RPM)可以选择性降低油水相渗透率以提高注入水的波及系数;并改变岩石表面的润湿性,提高采收率。研究了一种阳离子聚合物型的相对渗透率调节剂,测定了RPM对表面润湿性以及油水相渗透率的影响。通过岩心驱油试验考察了不同油藏渗透率、地层润湿性、原油黏度、RPM注入时机、注入水注入速度等条件下RPM驱的驱油效果。实验结果表明,RPM可以将油湿的石英表面润湿性改变为弱水湿,且对水相渗透率降低程度更大;RPM驱适合渗透率大于50×10-3μm2地层;RPM在油湿岩心中具有更高的采收率增值;原油黏度在20 mPa·s时,采收率增值幅度最大;在相似的渗透率条件下,注入速度增大时,水驱采收率与最终采收率均增大;较早注入RPM有更好的最终采收率效果。     

低频脉冲波对储层岩心渗流特性影响规律研究

低频脉冲波增产技术是一种新的提高采收率的方法.采用自行设计的振动采油装置,通过室内试验,研究了不同频率的低频脉冲波对多孔介质中单相、两相液体流动的影响.研究表明,适当的低频脉冲波动可以改善水驱油效果,提高水驱采收率,并降低含水率,而且振动增产效果与振动参数有关.低频脉冲波频率在岩心固有频率附近时岩心渗透率提高最多;振动增产效果还与岩心的渗透率有关,对低渗透率岩心的增产效果要好于中、高渗岩心.对于低渗透率岩心,残余油饱和度降幅可达10%,采收率提高幅度可达15%.     

聚驱后蒸汽驱注入速度与渗透率对采收率的影响

为了探索稀油油藏聚合物驱油后蒸汽驱注汽速度和岩心渗透率对原油采收率的影响,用大庆萨尔图油田天然圆柱状岩心和模拟地层油,经过45℃环境下的水驱和聚驱后,在双温度场条件下进行了3组渗透率、4个注汽速度共24块岩心的蒸汽驱实验研究.结果表明:在同一注汽温度下,注汽速度较低时,蒸汽驱采收率随着注汽速度的提高而不断增大;注汽速度较高时,蒸汽的指进现象加剧,致使蒸汽驱采收率趋于平缓;因此过高的注汽速度将无实际意义.在本实验中以0.2 mL/min为宜.渗透率的提高有助于提高聚驱后蒸汽驱的采收率,但渗透率超过1 μm2时容易加剧蒸汽的突进,不利于提高采收率;对中等渗透率岩心,提高注汽温度可以显著提高蒸汽驱采收率,而对高渗透率岩心,提高注汽温度的作用不大.     

聚驱后蒸汽驱注汽速度与渗透率对采收率的影响

为了探索稀油油藏聚合物驱油后蒸汽驱注汽速度和岩心渗透率对原油采收率的影响,用大庆萨尔图油田天然圆柱状岩心和模拟地层油,经过45℃环境下的水驱和聚驱后,在双温度场条件下进行了3组渗透率、4个注汽速度共24块岩心的蒸汽驱实验研究。结果表明:在同一注汽温度下,注汽速度较低时,蒸汽驱采收率随着注汽速度的提高而不断增大;注汽速度较高时,蒸汽的指进现象加剧,致使蒸汽驱采收率趋于平缓;因此过高的注汽速度将无实际意义。在本实验中以0.2mL/min为宜。渗透率的提高有助于提高聚驱后蒸汽驱的采收率,但渗透率超过1μm2时容易加剧蒸汽的突进,不利于提高采收率;对中等渗透率岩心,提高注汽温度可以显著提高蒸汽驱采收率,而对高渗透率岩心,提高注汽温度的作用不大。     

中东碳酸盐岩油藏孔隙结构对驱油效果的影响

中东地区碳酸盐岩油藏与国内碳酸盐岩油藏的孔隙结构差别明显,其储层多以孔隙型结构为主。中东H油田M层碳酸盐岩油藏储层可划分成四种孔隙结构:基质型、基质孔隙型、溶孔孔隙型及孔洞孔隙型,针对四类孔隙结构岩心开展2种水样条件下水驱油模拟实验,研究孔隙结构类型和注入水样对水驱效果的影响。结果表明:储层孔隙结构类型影响岩心水驱油效果,相同条件下,基质型及基质孔隙型岩心水驱含水率上升平缓,孔洞孔隙型岩心含水率上升较快;基质孔隙型岩心相对渗透率曲线的共渗区间最大,水驱采收率最高。改变注入水样,矿化度较低注入水样的驱采收率较高,即注入水的矿化度和离子浓度也会对水驱油效果产生影响。研究结果为碳酸盐岩油藏开发和现场水源选择提供参考。     

鄂尔多斯盆地特低渗油藏CO_2非混相驱实验研究

针对鄂尔多斯盆地低渗低压裂缝性油藏水驱采收率低、CO_2驱难以混相及气驱易窜流等问题,利用CO_2-原油相态实验和岩心驱替实验,研究了CO_2非混相驱提高采收率机理与方法。相态实验表明,地层条件下CO_2与目标油藏原油难以混相,但在原油中溶解的摩尔分数可达60.20%,使原油体积膨胀30.16%,黏度降低64.29%。均质岩心驱替实验表明,CO_2非混相驱在水驱基础上提高驱油效率23.25%。非均质岩心驱替实验表明,CO_2非混相连续气驱效果随渗透率极差的增大而变差,在渗透率级差小于10的岩心驱替效果较好;水气交替在渗透率级差小于100的岩心取得一定的驱替效果,特别是渗透率级差10~30驱替效果最好。     

中低渗透油层层间非均质性对提高采收率的影响

用三支不同渗透率人造岩心并联的方法模拟非均质地层,根据经典非活塞驱替理论(Buckley-Leverett方程)对其水驱采收率进行了理论预测并在室内进行了驱油实验研究.预测结果表明:水驱采收率随层间非均质性的增强,其总体呈下降趋势,但在不同的非均质性范围内水驱采收率的变化规律不同,单独用渗透率变异系数或级差来表征层间非均质性对水驱采收率的影响有其局限性.实验结果表明:水驱采收率随着层间非均质性的增强而不断降低,与理论预测结果一致;当二元复合驱油体系对非均质中低渗透油层具有较好的适应性时,其采收率可达8%～10%,非均质性对其影响不大;低渗透率层二元复合驱采收率随层间非均质性的增强而增加,当渗透率变异系数达到0.75以上时,提高低渗透率层的采收率对于提高总体采收率具有重要的作用.     

海相稠油油藏高倍数水驱岩心润湿性实验及微观机理

中国南海珠江口盆地海相砂岩强边底水稠油油藏,采用水平井、大液量和天然能量开发。由于水驱倍数高,储层经过强烈冲刷,储层润湿性发生改变,从而影响水驱渗流特征。目前关于高倍数水驱储层润湿性变化的研究集中于陆上稀油油藏,对于海相沉积的稠油油藏研究偏少,且微观机理解释不多。本文改进了常规润湿角实验规范和流程,首先利用不同黏度油样和地下岩样进行高倍数水驱实验,然后测定高倍数水驱后岩心润湿性,研究原油黏度和驱替速度对岩心润湿性变化影响。结合X-衍射定量分析、扫描电镜、稠油四组分含量测定实验结果和分子动力学模拟方法,从矿物成分变化和极性物质含量方面,分析了润湿性变化的微观机理。结果表明:原油黏度越大,高倍数水驱前油湿性越强,高倍数水驱后接触角变化的绝对值越大;当原油黏度为150 mPa·s时润湿性改变的潜力最大;水驱过程岩心黏土矿物含量的变化和岩心表面油膜的破坏是润湿性转变的重要因素。该成果对海相稠油油藏提高采收率具有指导意义。     

M驱油剂提高原油采收率的实验研究

针对普通稠油油藏注水开发效果差的问题,以煤为原料制备表面活性剂体系作为驱油剂,吐玉克油田天然岩心、原油和地层水为实验材料,采用不稳定试验法,建立了实验流程,制定了实验方案,研究了M驱油剂的注入时机、质量分数以及注入体积倍数等对水驱原油采收率的影响.实验结果表明,M驱油剂可大幅度提高水驱原油采收率.随着化学剂质量分数和注入体积倍数的增加,采收率提高值增加,且M驱油剂段塞的注入时间越早,驱油效果越好.     

冷/热水交替驱稠油提高采收率实验研究与机理分析

针对水驱稠油开发效果差、采收率较低的问题,在稠油热水驱室内实验研究的基础上发现,冷/热水交替驱稠油的开发效果更好,与同温度的热水驱相比能提高采收率4.5%。进一步深入研究冷/热水交替驱稠油的注入参数,优化注入参数结果为:注入热水段塞温度为80℃,冷水和热水段塞比为1∶1,注入速度为0.5 m L/min,采出程度可达到65.1%。分析表明,冷/热水交替驱稠油与热水驱稠油相比,能够提高水的波及体积,并对油藏能够产生一定的震动作用,因此驱替效果更好。     

非均质油层粘弹性凝胶颗粒提高采收率机理研究

通过非均质双填砂管调驱实验、平板夹砂模型驱油实验和微观驱油实验对黏弹性凝胶颗粒(PPG)提高非均质油层采收率机理进行了研究。非均质平行管岩心调驱实验表明:PPG可在孔隙介质中不断重复封堵与运移,具有良好的调驱性能;PPG优先进入并封堵高渗透层,调整非均质地层吸水剖面,将高渗和低渗岩心的分液量比由原来的高于90∶10调整至30∶70,具备显著的液流转向及油层分流能力;同时,PPG可将低渗透油层的采收率在水驱基础上再提高32.1%;而高渗透油层及整体采收率则分别提高13%和22.9%。微观驱油实验结果表明,PPG能够对不同孔径的孔道进行动态交替封堵,具有显著的封堵高渗孔道、调整非均质、增大波及系数的能力。非均质平板夹砂模型驱油实验中,PPG对不同渗透率条带中的原油都有驱动作用,最终采收率达89%。微观驱油实验结果表明,PPG在非均质油层中实现动态液流转向、扩大波及系数是其提高采收率的主要机理。     

平面非均质性对渤海B油田注聚效果的影响实验研究

根据渤海典型稠油注聚油藏的非均质特征,建立内置微电极平面非均质物理模型,开展了中高含水期注聚物理模拟实验,对比研究了不同非均质条件下水驱、聚合物驱对开采效果和剩余油分布的影响。研究结果表明,在平均渗透率相同的条件下,相对于均质模型,非均质模型水驱和聚驱含水率曲线均左移,含水率上升速度变快,含水率回升期提前,达到极限含水率时注入体积分别减少了0.18 PV和0.31 PV,最终采收率分别降低了5.89%和4.93%。对于平面非均质性严重的稠油油藏,由于聚合物吸附滞留作用,在高渗条带形成了一定渗流阻力,迫使驱替液转向相对渗流阻力较小的中、低渗透条带,从而扩大了平面波及面积;但高渗条带无效、低效循环依然严重,剩余油主要富集在中、低渗透条带。对于非均质性严重的稠油油藏,采用优化井网和化学调堵相结合,是大幅度提高稠油油藏注聚效果的重要途径。     

鄂尔多斯盆地长7致密油储层二氧化碳驱油实验

鄂尔多斯盆地长7致密油储层具有致密和低压的特征,采用常规注水开发存在采收率低的问题,从而制约了致密油的开发效果。针对鄂尔多斯盆地长7致密油储层注水开发采收率低的问题,基于CO_2驱油细管实验、原油流变性测试实验、CO_2浸泡岩心实验以及岩心驱替实验,并结合润湿接触角测试方法和核磁共振成像技术,研究了长7致密油储层CO_2驱油的增产机理。研究结果表明:长7致密油最小混相压力为23.9 MPa,在长7致密油储层CO_2驱过程中,注采井间CO_2非混相驱占主导,在注入井附近局部区域可能出现混相驱;在地层温度压力(75℃,18 MPa)条件下,未溶解CO_2原油的黏度为8.87 mPa·s,溶解CO_2的原油黏度为7.99 mPa·s,其黏度降低幅度为9.9%;CO_2水溶液浸泡24 h后,长7致密砂岩的润湿接触角从66.1°降低到54.0°,亲水性增强;水驱致密砂岩岩心的驱油效率为47.2%,CO_2的驱油效率为71.5%,较水驱提高驱油效率24.3%,且致密砂岩渗透率越高CO_2驱油效果越好。实验证明CO_2驱可以显著提高长7致密油储层的驱油效率,是长7致密油高效开发的重要技术。     

温度对不同黏度稠油油水相渗的影响规律

为了研究油层温度和原油黏度对稠油油水相渗的促进机制,基于NB35-2稠油油藏一维岩心流动模拟系统,模拟了不同黏度原油在不同环境温度下的水驱渗流特征.结果表明,稠油油水相渗曲线表现出水相渗透率非常低的特点;当含水饱和度大于50%后,油层中形成联通的水流通道,导致水加剧突进;温度升高,油水两相共流区范围增大,残余油饱和度降低,但高于油藏温度时,随着温度继续升高,油水相渗曲线变化较小;原油黏度增大削弱了油水的流动性,降低了采收率.对比温度和黏度对油水相渗的影响规律,认为温度主要是通过改变油水黏度比而影响油水相渗曲线.     

油藏条件下泡沫油的油气相渗规律研究

委内瑞拉Orinoco地层油除了具有常规稠油的基本特性外,随开采压力的变化还呈现出极为复杂的“泡沫流体”流动特征,是典型的非牛顿流体,在油藏中的渗流过程属于非达西渗流,其在油藏条件下的油气相对渗透率关系还不清楚.长岩心衰竭实验显示了泡沫油的开发特征,缓慢的采油速度可使油气两相保持稳定.对常规油气相渗非稳态方法进行改进,利用气体驱替的慢速开发实验,结合衰竭实验和PVT实验的数据,计算出高温高压状态下泡沫油的油气相对渗透率关系.该方法对油气体积进行了准确的校正,计算的油气相渗关系显示出泡沫油的独特性:含气饱和度很低;气相相对渗透率值很低;油气两相曲线没有交点,在测试结束点时,气相相对渗透率值会迅速增长.     

稠油油藏注聚主要影响因素实验研究

针对渤海典型稠油油藏的非均质特征,建立内置微电极二维纵向非均质物理模型。通过含油饱和度测量技术进行了稠油油藏注聚主要影响因素实验研究,考察了油藏纵向非均质性、注入速度、注入黏度对聚驱剩余油分布规律及开采效果的影响。实验结果表明:对于纵向非均质稠油油藏,随着渗透率级差增加,注聚效果变差,剩余油主要富集在中、低渗透层。提高注入速度等同提高了注采压差。当压力梯度大于中、低渗透层启动压力梯度以后,才能动用中、低渗透层油。为了增加中、低渗透油层的动用程度,可以考虑适当缩小井距或者通过封堵高渗层,提高中、低渗层注采压差。对于非均质严重的稠油油藏,考虑到油层的实际条件,单纯靠增加体系黏度不能满足流度控制需要,必须通过调、堵等措施才能达到流度控制的目的。     

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。     

江苏油田三元复合驱研究

针对江苏普通稠油油藏水驱采收率低的问题,通过配方优化和岩心物模驱替实验,构建了适合区块原油的三元复合驱配方。首先通过动态界面张力评价,筛选出了具有较高界面活性的表面活性剂/碱体系;同时采用不同HLB值的表面活性剂复配,优化体系的亲水亲油平衡,获得了具有超低界面张力的二元体系。最后通过岩心驱替物理模拟实验,评价了碱/表二元复合驱、聚合物驱、三元复合驱的驱油能力。结果表明,对于普通稠油油藏,单纯碱/表二元体系由于无法提高波及系数导致其提高采收率能力较差,而三元驱体系可以兼顾波及系数与洗油效率,所以获得了较高的采收率,因此对于水驱稠油提高采收率的首要指标是提高驱油剂的波及效率。     

升平油田葡萄花油层最佳提液速度室内实验研究

为了进一步探索升平油田葡萄花油层提液对驱油效率的影响及作用,确定最佳提液速度,选取不同渗透率级别、变异系数的人造岩心进行室内物理模拟实验,研究不同注入速度、不同注入PV数、不同渗透率级别、不同注入时机及非均质性对驱油效率的影响,为确定升平油田葡萄花油层最佳提液速度提供理论依据。实验结果表明:对于不同渗透率级别的人造均质岩心,驱替速度均为25mL/h时采收率最高;在不同驱替速度,同一渗透率的条件下,最佳注入PV数界限为0.4。对于渗透率变异系数在0.5~0.85之间的非均质人造岩心驱替速度为20mL/h时,采收率最高;在渗透率为300md变异系数为0.5和渗透率为200md变异系数为0.65的非均质岩心中,当驱替速度为20mL/h时,最佳注入PV数界限为0.3,其他的驱替速度情况下,最佳注入PV数的界限为0.2。而在渗透率为200 md变异系数为0.85的非均质岩心中,最佳注入PV数界限为0.3。     

无碱二元复合体系驱油机理研究

依据毛管数理论,传统观点认为界面张力越低,采收率越高,因此超低界面张力一直是评价表面活性剂界面活性的重要指标。基于并联岩心物理模拟试验研究了界面张力与提高采收率的关系,发现非均质油藏条件下低界面张力体系采收率高于超低界面张力体系。通过室内试验研究驱油体系形成乳液状态及粒径分布规律,揭示采收率与乳液粒径之间的关系。研究认为,低界面张力体系形成的乳液液滴粒径与高渗透层喉道尺寸匹配,能够有效封堵高渗透层,迫使更多注入液转向进入低渗透层,在扩大波及体积的基础上提高洗油效率,因此低界面张力体系比超低界面张力体系具有更好驱油效果。