中低渗油藏化学驱方案优化与矿场对比评述

以某中低渗砂岩油藏P 区块为例,为提高其高采出程度、特高含水阶段油藏采收率,在油藏工程、油藏精细描述及物理模拟研究的基础上,运用三次采油数值模拟技术开展化学驱方案优化设计研究,设计了24 个聚合物驱方案、30 个聚合物/表面活性剂驱方案和33 个三元复合驱方案,用全因素优化方法对注采参数和注入方式进行优化。研究结果表明,主段塞保持相对较高的化学剂浓度和PV 数有利于提高采收率,适量增加高浓度聚合物前置段塞和低浓度聚合物后置段塞有利于保证化学驱的增油效果,优化方案为采用“阶梯四段式”注入方式的聚合物/表面活性剂驱方案,试验区提高采收率11.62%。与已实施的主要化学驱试验相比,油藏条件、聚合物黏度、井网井距及注入量等的差异是产生化学驱开发效果差异的关键因素。     

中高渗油藏空气泡沫封堵与流度控制实验研究

注空气是提高采收率的有效技术;但对于中高渗、非均质油藏,单纯注空气容易引发气窜,加剧老井腐蚀,带来安全隐患。因此,针对此类油藏进行空气驱,需要加入泡沫进行封堵和流度控制。通过室内实验,进行了空气泡沫封堵能力影响因素的敏感性分析,研究了空气泡沫段塞在不同驱替方式和不同驱替速率下的流度控制作用。研究结果表明,温度对空气泡沫稳定性有不利影响;在实验压力范围内,高压可以提高空气泡沫的稳定性;当气液比在1∶1~2∶1之间时,空气泡沫的封堵能力达到最大值;泡沫段塞后气驱,体系阻力因子先增大后减小;泡沫段塞后水驱,在一段时间内体系的阻力因子持续增大;无论是泡沫段塞后气驱还是泡沫段塞后水驱,较高的注入速率会带来较强的封堵能力。     

强碱三元复合驱后多种调驱剂的驱油效果对比

为了优选出强碱三元复合驱后增油效果最好的调驱剂体系,以大庆杏树岗油田储层为研究对象,通过物理模拟驱油实验研究了恒速和恒压条件下的多种调驱剂在强碱三元复合驱后的驱油效果。结果表明,强碱三元复合驱后注入高浓度聚合物溶液、无碱二元复合体系、弱碱三元复合体系、"聚合物凝胶+无碱二元复合体系"组合以及"聚合物凝胶+弱碱三元复合体系"组合都可以进一步提高采收率,其中"聚合物凝胶+弱碱三元复合体系"组合液流转向效果较好,含水率下降幅度较大,采收率增幅也较大。     

高温油藏深部复合调剖技术研究

针对高温油藏层间层内矛盾、水驱开发效果差的问题,进行了深部复合调剖技术研究。通过物理模拟实验研究了复合调剖剂不同粒径、不同注入次序和注入强度下的调剖效果。结果表明:预交联水膨体颗粒+微球组合体系可使非均质地层采收率提高20%以上;高温可动凝胶+微球组合体系能启动低渗透层的原油,实现调剖和驱油的双重效果;高温可动凝胶按先弱后强的强度注入顺序可获得较高的波及体积和采收率。研究结果可为高温油藏控水增油提供一定的参考依据。     

特低渗非均质油藏水窜后提高波及效率研究

针对特低渗油藏水驱开发易窜流、调剖治理效果差等问题,开展了特低渗非均质油藏治理窜流、提高波及效 率的室内模拟实验。层内非均质储层模型调剖驱油实验表明,特低渗非均质油藏调剖后水驱与中高渗油藏相比后续 注入压力高,难以提高波及效率;水驱后直接转注天然气,气体继续沿水窜通道流动;但采用调剖后天然气驱,不仅后 续注入压力低,且能够提高采收率约7.8%,气驱后还可间歇注气进一步提高采收率约9.6%。因此,特低渗油藏水窜后 应采用调剖后气驱的调剖驱油方式,可有效扩大驱油剂的波及体积,提高采收率。     

不同浓度聚合物段塞交替注入提高采收率技术

针对单一聚合物段塞驱存在低渗储层动用程度低、部分注入井注入困难以及油井受效比例低等问题,开展了高、低浓度聚合物段塞交替注入提高采收率技术研究。采用物理模拟的实验方法,评价了不同交替注入方案下低渗层的吸液比例、分流率以及聚合物驱的采收率。结果表明:与单独注入高、低浓度聚合物驱相比,不同浓度聚合物段塞交替注入能使低渗储层的吸液比例明显提高,并能有效改善低渗层的分流率,起到改善吸水剖面、延长低渗层聚合物驱受效时间的效果。渗透率级差越大,聚合物驱采收率达到最大所需的交替注入周期数越多,当渗透率级差分别为2和4时,最佳交替注入周期数分别为2次和4次,此时聚合物驱的采收率分别为24.9%和23.4%,比单独注入高浓度聚合物驱时采收率分别提升了3.3%和5.2%。矿场试验结果表明,P油田M区块采用高、低浓度聚合物交替注入开发的方式后,注入井的吸水厚度明显增大,生产井的日产油量明显提高,聚合物驱油效果得到了一定的改善。     

延长油田凝胶-空气泡沫综合调驱技术实验研究及应用

针对延长油田低渗透裂缝性油藏含水上升快、采出程度低等问题,提出了凝胶-空气泡沫综合调驱的方案。利用方形裂缝性岩心和填砂管岩心模拟油藏条件,对凝胶和空气泡沫的注入方式、段塞大小等一系列重要参数进行了优化。凝胶注入量为0.3 PV时可有效封堵裂缝性岩心的高渗条带;气液体积为3∶1、气液小段塞多周期交替注入时生成的泡沫质量最佳;非均质油藏综合调驱最佳注入方案为0.3 PV凝胶+0.6 PV空气泡沫,可将综合采收率提高40%以上。矿场试验结果表明,凝胶-空气泡沫综合调驱技术能够大幅提高油藏原油采收率,具有在同类油藏进一步推广应用的价值。     

大庆油田三元复合驱注入程序及段塞优化设计

在大庆油田室内配方和先导性矿场试验研究基础上,利用软件(GCOMP)三元复合驱(ASP)油藏数值模拟软件,优化设计了北一区断西矿场试验的最佳注入程序及段塞大小。结果表明:提高ASP体系粘度、增注低浓度表面活性剂ASP副段塞、采用聚合物前置段塞和聚合物梯度式后续段塞的优化,采收率(OOIP)比未优化时的20%OOIP提高到30%OOIP。说明,大庆油田应高度重视ASP驱的注入方式和段塞优化设计,进一步提高ASP的技术经济效果。     

准噶尔盆地一中区克拉玛依组油藏调剖驱油配方研究

针对准噶尔盆地一中区克拉玛依组油藏储层物性及流体性质特点,探讨深部调驱和驱油技术结合提高油藏采收率的充要性,开展了深部调驱和驱油体系配方的研究,确定了有机铬凝胶体系配方、复合驱油体系配方和聚合物驱油体系配方。配方研究表明用于深部调驱的有机铬凝胶体系,具有成胶浓度范围宽、抗剪切和长期稳定性好等特点,与区块注入水有较好的适应性;复合驱油体系配方与一中区克拉玛依组原油界面张力可以达到10-3mN/m的超低水平。聚合物驱油体系中聚合物的长期稳定性很好,有氧条件下老化150天其粘度保留率接近100%,岩芯驱油试验可提高采收率10%以上。     

气水交替复合驱在高含水油田应用——以QK17-2油田为例

针对油田开发面临高含水、高采出程度及动用程度差问题,为进一步提高类似油藏的采收率,验证气水交替复合驱技术的适用性,在岐口17-2油田开展气水交替复合驱先导试验。根据油藏情况开展气水交替复合驱室内实验研究,室内实验结果表明通过注入聚合物段塞,可以防止气窜,能更好地起到封堵和调驱的作用。实践证实,现场试验井组增油7 000 m3。在非均质油藏油田开发中后期,气水交替复合驱不仅封堵优势渗流通道,而且可以优化注水、恢复地层能量,从而提高油田采收率,为今后海上油田提高采收率事业提供新的技术和发展方向。     

海上稠油油藏强化N2泡沫调驱实验研究

采用新型PENF(polymer enhanced nitrogen foam)调驱技术,可有效提高非均质严重的海上稠油油藏采收率。实验采用三管并联模型,模拟非均质储集层,进行FAW(foam alternating water)调驱实验,分析非均质稠油油藏水驱低效原因,揭示PENF的EOR机理,并优化注入参数。结果表明,与常规泡沫相比,新型复配PENF体系极大增强了泡沫稳定性和调驱能力,更适用于非均质严重的海上稠油油藏;调驱过程体现"逐级堵调、依次动用",采用优化参数:多段塞、气液比1∶1及FAW注入方式,提高水驱驱油效率40%,达73.52%,有效提高采收率。     

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。     

深部调驱技术在洲城复杂断块油藏研究中的应用

开展适合极复杂断块中高渗透油藏特性的调驱体系研究和应用,以提高水驱波及体积.通过对油藏注水动态特征和有机冻胶类深部调驱体系的评价研究与调驱现场应用,研究形成了适合于苏北盆地洲城油田的深部调剖工艺技术,所研制的聚合物冻胶深部调驱体系交联时间、交联强度可控,具有较强的选择性注入和封堵能力,同时与地层配伍性和稳定性较好.现场应用后,见到了注水压力升高、油井含水下降、产油量增加的理想效果.说明深部调驱能够解决极复杂断块油藏注入水沿冲刷孔道无效循环、水驱波及效果差、采收率低的问题.     

弱凝胶深部调驱可视化驱油实验研究

针对人造岩心驱替过程不能直观展示以及大尺度三维模型工艺复杂和适应性差的问题,研制出一套能够在高温高压下进行不同渗透率岩心组合、模拟正反韵律储层,以及不同驱替方式的小尺度可视化装置。在注入0.3 PV弱凝胶型调驱体系,候凝24 h的条件下,研究不同时刻各相流体在多孔介质中的运移过程以及与人造岩心驱油实验结果对比分析。结果表明:在弱凝胶阶段,弱凝胶优先进入中高渗透层,减小层间非均质性,同时能够改变高渗层内部残余油的分布;在后续水驱阶段,低渗透层逐渐起主导作用,而且存在于大孔道的弱凝胶由于黏弹性,在驱替压力达到某一临界值时,弱凝胶能够在新的孔道内聚集,有利于弱凝胶在油藏深部进行深部调驱。与人造岩心驱油实验对比,可视化装置在含水率和采收率曲线的拟合度较高,说明可视化实验装置对进一步理解弱凝胶调驱机理具有指导意义。     

岔39断块深部调驱体系评价

针对岔河集油田岔39断块的弱凝胶深部调驱体系进行了评价。开展了聚合物剪切前后弱凝胶体系成胶情况及老化脱水现象的对比研究。实验结果表明:弱凝胶体系经过高速剪切后,其初成胶时间由18 h上升到22 h;初成胶强度相差不大;稳定成胶时间都为72 h,稳定成胶强度由12 797 mPa.s下降到12 096 mPa.s,下降率为5.5%。开始脱水时间由100 d下降到90 d;完全脱水时间由392 d下降到140 d。室内优化后的弱凝胶体系成胶效果更好。驱油实验结果表明:弱凝胶段塞在0PV～0.08 PV的范围内,随着段塞的增大,采收率逐渐增高,但幅度不大。在0.08 PV～0.12 PV的范围内,随着段塞的增大,采收率急剧增高。但注入量大于0.12 PV时,随着注入量的增大,采收率基本不再上升。弱凝胶注入0.12 PV时,弱凝胶深部调驱比水驱提高采收率4.25%。先导性矿产试验结果表明:弱凝胶深部调驱在岔39断块有一定地驱油效果,17口油井中,见效增油7口(区域外见效1口),平均提高采收率1.4%。     

海上油田在线组合调驱提高采收率技术——以渤海C油田E井组为例

针对渤海C油田E井组层间非均质性严重、层内非均质性强的问题,结合海上油田空间有限、快速开发等特点,提出以在线交联体系作为调剖段塞、在线非均相体系作为调驱段塞的在线组合调驱思路。利用不同渗透率双管填砂模型,考察了乳液聚合物与交联剂浓度分别为1 500 mg/L、1 650 mg/L和3 000 mg/L、3 300 mg/L的两种交联体系的调剖能力,结果表明,注入0.5 PV的交联体系并侯凝5 d后,低浓度对应的双管模型上,低渗砂管的分流量由0%变为40%;高浓度对应的双管模型上,高、低渗砂管的分流量相对于前期水驱阶段发生逆转,低渗砂管的分流量由0%变为84%,有效抑制了水驱"优势通道",调整了层间吸水矛盾。利用均质岩心物理模型,在乳液聚合物、微球聚合物和预交联凝胶颗粒总浓度保持4 000 mg/L的条件下,考察了水驱后不同非均相体系驱油效果;并与乳液聚合物单独使用时的实验结果进行了对比。结果表明,不同配方的非均相调驱体系均大幅提高了采收率,提高采收率幅度随着预交联颗粒在体系中所占浓度的提高而增大。2016年3月5日,在线组合调驱体系在C油田E23井开始注入。先后注入3 440.8 m~3的交联体系和10 997 m~3的非均相体系。根据生产情况分析,调驱开始后E24、E27、E36、E28H1、E18、E22取得显著降水增油效果,截至2016年8月初,通过净增油法计算,已经实现累积增油5 937.1 m~3。     

低渗透油藏多段塞微生物驱开发指标预测

油藏条件不同,微生物驱油体系的提高采收率能力和油藏适应性也有所差别,需要合理的注入参数对开发指标进行预测。通过模拟不同注入方式微生物驱油实验优化注入参数,在实验基础上综合运用前缘推进理论和经验回归方法,考虑微生物降低原油黏度以及影响油水相对渗透率等客观因素,建立一种将油井产能和含水变化规律结合的预测模型来预测微生物驱开发指标。微生物驱油实验表明,多段塞微生物驱较单一段塞微生物驱采收率可提高9.24%,见水时间能延长40.10%~40.14%,无水采收率提高18.44%;用该模型能较准确地预测微生物吞吐开井后的产油量、增油量、产液量和含水率,单井预测误差小于10%,区块总体产液量和产油量预测误差均小于3%,含水率仅为0.25%。矿场试验采用五级段塞交替注入调剖用微生物与驱油用微生物,试验区含水上升率由8.1%下降至-4.3%,综合递减率由13.3%下降到4.4%,控水稳油效果明显。     

海上油田二元复合驱后弱凝胶调驱可行性分析

为解决海上油田二元复合驱后,部分油组层间矛盾加剧,注入流体多沿高渗条带及大孔道突进的问题,通过对渤海JZ油田储层非均质性、温压系统、边水能量、地层水矿化度等因素的分析以及三管并联模型开展系列物理模拟实验,研究了海上油田二元复合驱后弱凝胶调驱可行性。结果表明,弱凝胶体系先进入渗流阻力较小的高渗层,增加其渗流阻力,使得注入压力增加,中、低渗层吸液压差随之增加,吸液量增加,且注入水转向进入中、低渗透层,使其剩余油饱和度降低,动用程度增加,弱凝胶调驱阶段采出程度为17.81%,最终采收率值为71.62%。可见,弱凝胶调驱可作为海上油田二元复合驱后提高采收率的方法。     

高18块可动凝胶深部调驱数值模拟研究

为改善辽河油田高18块调驱效果,开展了弱凝胶调驱提高采收率数值模拟研究.根据该区块的地质油藏条件,建立三维地质模型.在历史拟合的基础上,对弱凝胶调驱注入参数进行了优化设计,并进行指标预测.研究结果表明,弱凝胶最佳注入量为0.2 PV左右,合理注液速度为50 m~3/d左右,最佳调驱时机为综合含水率68.5%时,调驱效果最优,最终采收率为28.7%,含水率最低值为59.4%,含水率下降了9.1%.该设计方案能有效地达到降水增油和提高原油采收率的目的.     

高含水油田调驱体系不同阻力特性见效特征研究

长期注水开发导致国内多数油田已进入高含水期,调驱技术是现阶段改善和提高水驱开发油田采收率的重要技术之一。因此认识调驱技术的见效特征是进一步优化调驱方案以及调驱开发效果评价的基础工作。深入调研了凝胶调驱机理及其应用现状,分析影响不同油藏调驱效果的主控因素。应用核磁共振测量技术和微观可视化技术对调驱体系(包括聚合物凝胶、毫米级微球凝胶和微米级微球凝胶)在不同阻力特性见效特征进行实验研究。研究得出聚合物凝胶堵剂调驱效果优于其他两种微球堵剂,而且合理组合段塞可以有效提高调驱效果,为油田进一步优化调驱方案提供了依据。