聚合物驱油机理及影响因素研究

聚合物驱油在我国已形成大规模的推广和应用。本文针对二类油层聚驱进行优化,以提高原油采收率和经济效益。本文介绍了聚驱的发展状况,叙述了聚合物的性质及聚合物驱油机理,揭示了聚合物浓度与采收率的关系。     

交联聚合物溶液驱油效果的实验研究

采用岩心驱替实验方法研究了部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成的交联聚合物溶液在均质岩心和非均质岩心中的驱油效果。在气测渗透率为1．5μm2的均质岩心中，利用交联聚合物溶液驱油，可以在水驱的基础上提高采收率15．5％，在聚合物驱的基础上提高采收率4．4个百分点；在渗透率变异系数为0．72的非均质岩心中，交联聚合物溶液驱油可以在水驱的基础上提高采收率12．7％，在聚合物驱后再利用交联聚合物驱油，还能提高采收率3．7个百分点。在非均质岩心中，交联聚合物溶液的驱油机理是：该溶液先在大孔道中吸附和滞留，以提高流动阻力，然后逐步发生液流改向，使后续注入流体转向低渗透层，从而提高采收率。     

等粘度聚合物溶液对驱油效果影响研究

通过室内物理模拟实验,设计等黏度驱替实验中两种不同相对分子质量(1.9×107和2.5×107)聚合物溶液的黏度为78.9mPa·s(45℃下),对比了两者的黏弹性及其在等速注入和恒压注入下的驱油效果。实验结果表明,在等速注入和恒压注入,通过降低聚合物相对分子质量提高聚合物溶液浓度保持聚合物溶液黏度不变,低分子量高浓度方案化学驱采收率比高分子量低浓度方案提高近一个百分点;以等速方案最高压力恒定注入方案的化学驱采收率最高;在注入PV数相等时,相同黏度的两种不同聚合物交替注入驱方案驱油效果要优于这两种聚合物整体段塞驱方案。     

超低界面张力体系驱油方式与微观驱油效果

为了探索超低界面张力体系的驱油方式及其微观驱油效果,利用玻璃刻蚀的透明微观仿真孔隙模型,进行了2种模型、4种驱油方式共6个方案的BS13甜菜碱型表面活性剂及其与聚合物复配二元体系的微观驱油室内实验,并采用图像分析技术研究了不同驱油方式及其微观驱油效果.结果表明:在均质和非均质模型中,BS13甜菜碱型超低界面张力活性水都易于在水驱已形成的渗流通道中突进,使驱替效果变差,单纯用超低界面张力活性水段塞进行驱替,不能有效地提高采收率;超低界面张力二元复合体系能够有效地防止其沿水驱形成的渗流通道向前突进,具有较好的驱替效果;欲获得较高的采收率,不仅要尽量降低驱油体系与原油间的界面张力,而且要适当增加驱油体系的黏度.     

超声乳状液的配制及其段塞驱油试验研究

针对我国部分油田高含水期开发的实际情况，采用超声技术成功地配制了原油超声乳状液，并进行了乳状液塞驱油试验，试验表明，超声乳状液能够在水驱油的基础上进一步提高原油的采收率，降低产出液的含水率。超声乳状液具有不加化学药剂，配制简单，稳定性好等优点，适用于高含水期油田的进一步开发。     

聚合物驱油合理溶液粘度预测

以聚合物驱油机理为基础,分析了聚合物驱油过程中影响聚合物驱油效果的主要因素,确定了水驱及聚合物驱油过程中流度的变化,利用油藏介质基本特性的分布规律研究聚合物驱油改善油藏垂向驱替效果及程度,对驱替效果进行必要的评价和分析,为聚合物驱油合理粘度的选择和效果评价提供了理论基础和实际分析方法.     

聚合物溶液注入附加阻力对驱油效果的影响

利用试验方法对HPAM溶液在不同渗透率岩心上的注入能力进行研究,基于试验结果建立聚合物驱附加阻力与岩心渗透率的相关关系,并在此基础上建立考虑聚合物注入附加阻力效应的油藏数值模拟模型.模拟结果表明:低渗岩心中注入聚合物时稳定注入压力增大,即确实存在附加阻力效应;聚合物注入附加阻力对聚合物驱效果预测有较大影响,考虑聚合物注入附加阻力,聚合物起效时间早、含水率下降幅度减小、聚合物有效期变长.     

聚合物驱后二次聚驱可行性及质量浓度优化研究

以河南下二门油田为例,采用不同级差的纵向非均质物理模型,进行室内二次聚驱的宏观模拟试验,通过考察剖面改善效果和驱油效果,研究聚合物驱后进行二次聚驱进一步提高采收率的可行性,并对二次聚驱的聚合物质量浓度进行优化.试验结果表明:二次聚驱可进一步提高采收率5%～8%,能够在一定程度上改善油藏的非均质性;在给定试验条件下,二次聚驱聚合物质量浓度应不低于2.2 g/L.研究结果为下二门油田提高采收率方案的制定和实施提供了重要的基础参数和理论依据,并为聚驱后进一步提高采收率技术的发展应用提供了新的思路.     

段塞驱技术的探索与研究

针对单家寺油田单六块井组蒸汽驱后期暴露出的一系列问题，通过对该区块油藏地质特点和开采现状特征分析，对段塞驱技术进行了研究，从数值模拟研究、蒸汽吞吐阶段历史拟合和注汽参数三方面探索研究。在此基础上，优化了段塞驱相关参数，利用“经济产油量”作为评价指标，确定了段塞驱最优方案。并结合相应的配套工艺技术进行了现场试验，收到了明显的汽驱效果，油汽比由汽驱前平均油汽比0．38上升到0．80，上升了0．42，阶段采注比达到2．08。段塞驱技术能有效改善特超稠油油藏多轮次吞吐后期的开发效果，是治理蒸汽汽窜，增大蒸汽波及面积，提高稠油油藏采收率的有效手段，是单家寺油田今后的主导开发工艺之一。     

黑液体系驱油产出液的研究

对黑液体系驱油过程中产出液的性质进行了分析，研究了黑液体系的驱油机理。利用滴质量法、落球法分别测定了黑液体系驱油产出液的表面张力、粘度，同时测定了ｐＨ值，由此得到相应的产出液分析曲线。分析结果表明，注黑液体系后，原油的采收率和含水率立即有所响应，产出液的表面张力、粘度和ｐＨ值有明显的变化，说明黑液体系驱油中存在低界面张力以及与此有关的乳化－携带和乳化－捕集作用。通过增加粘度，从而提高波及系数，也可     

不同矿化度水质稀释聚合物溶液驱油效果研究

目前大庆油田聚合物驱试验区主要采用清水配制污水稀释聚合物的注入方式,不同水质矿化度能够大幅度影响聚合物溶液的黏度,对于是否可以通过降低污水矿化度提高驱油效果尚未得到统一的认识。通过人造长方岩心恒压驱油实验考察了四种不同矿化度水质稀释聚合物溶液等黏条件下的驱油效果。研究表明,在渗透率为900 m D岩心(岩心规格4.5 cm×4.5 cm×30 cm)中,剪前等黏70 m Pa·s等段塞大小四种不同矿化度水质稀释聚合物体系,高矿化度体系比低矿化度体系提高采收率值增加3.3%;等聚合物用量条件下,高矿化度体系比低矿化度体系提高采收率值降低2.9%;驱油段塞受地层水稀释对驱油效果的影响达1.8%。通过对比分析,明确了不同矿化度水质稀释聚合物溶液对驱油效果影响,可以为现场进一步开展聚合物驱提供参考。     

交联聚合物溶液驱油效果的实验研究

采用岩心驱替实验方法研究了部分水解聚丙烯酰胺与柠檬酸铝形成的交联聚合物溶液在均质岩心和非均质岩心中的驱油效果。在气测渗透率为 1.5 μm2 的均质岩心中 ,利用交联聚合物溶液驱油 ,可以在水驱的基础上提高采收率 15 .5 % ,在聚合物驱的基础上提高采收率 4 .4个百分点 ;在渗透率变异系数为 0 .72的非均质岩心中 ,交联聚合物溶液驱油可以在水驱的基础上提高采收率 12 .7% ,在聚合物驱后再利用交联聚合物驱油 ,还能提高采收率 3.7个百分点。在非均质岩心中 ,交联聚合物溶液的驱油机理是 :该溶液先在大孔道中吸附和滞留 ,以提高流动阻力 ,然后逐步发生液流改向 ,使后续注入流体转向低渗透层 ,从而提高采收率。     

粘弹性聚合物溶液提高驱油效率机理研究

为了了解聚合物溶液的粘弹性在多孔介质中对残余油的作用机理，描述油藏条件下以第一法向应力差为主要特征的聚合物溶液的流变性，采用上随体Maxwell本构方程，对粘弹性聚合物溶液在油藏孔隙模型——波纹管模型中的流动及其驱替残余油膜的机理进行了油藏工程方法分析，在理论上从力学的角度提出了聚合物驱提高驱油效率的机理。研究结果表明，粘弹性聚合物溶液产生的第一法向应力和剪切应力对油膜的携带作用大于相同粘度的牛顿流体，从而可携带部分残余油膜流动；聚合物溶液的粘弹性越强，作用于残余油膜的第一法向应力越大，对残余油膜的携带力越强，驱油效率越高；多孔介质越不规则，产生的第一法向应力越大，越有利于聚合物发挥粘弹性效应。     

聚合物驱后应用活性聚合物提高采收率技术研究

测量了一种新型活性聚合物的黏弹性和与原油间的界面张力,测量结果显示该活性聚合物的黏弹性高于大庆聚合物驱油用1900万分子量聚丙烯酰胺,相对于1900万分子量聚丙烯酰胺具有一定的降低油水界面张力的能力。又在二维纵向均质大岩心(4.5cm×4.5cm×30cm)上以三管并联(渗透率分别为0.5μm2、1μm2、2μm2)的方式进行了普通聚驱后活性聚合物驱油效果研究。结果表明:活性聚合物在普通聚驱后能够大幅度提高驱油效率和扩大波及体积,使原油采收率在聚驱后可以提高10%以上。     

聚合物驱后提高采收率技术研究

根据聚合物驱和聚合物驱后存在的问题，提出了聚合物驱后地层残留聚合物的再利用、深部调剖、高效洗油3项提高采收率技术。地层残留聚合物的再利用技术由絮凝技术和固定技术组成，利用地层残留聚合物封堵高渗透层，提高水驱的波及系数；深部调剖技术对残留聚合物再利用后的地层进行补充调剖，进一步提高水驱的波及系数；高效洗油技术既弥补了聚合物驱机理的不足，也弥补了聚合物不可人孔隙体积所损失的那部分波及系数。地层残留聚合物再利用的矿场试验效果证实了该技术对注聚油田的适应性和可行性。     

聚合物溶液的弹性对驱油效率贡献的定量描述

通过可视化微观驱油实验研究不同质量浓度聚合物溶液和不同黏度甘油溶液驱替水驱后各类残余油的驱油效率,对比分析聚合物溶液的弹性对驱油效率的贡献。结果表明:在相同的黏度条件下,聚合物驱对盲端类、膜状类、斑状类和簇类残余油的驱油效率高于甘油驱的驱油效率,其驱油效率的差值是聚合物溶液弹性的贡献;对盲端类、膜状类、斑状类和簇类残余油,随聚合物溶液质量浓度的增加,驱油效率增加,弹性对驱油效率的贡献约为40%。     

增效微生物驱物模实验研究

为改善和提高微生物驱的矿藏应用效果和应用规模,将化学驱与微生物驱方法相结合,开展了增效微生物驱的物模实验研究。模拟大庆采油四厂油水条件,挑选2组室内乳化等指标评价效果较好的复合体系进行物模实验,结果表明:聚合物和微生物可产生协同驱油作用,500 mg/L的聚丙烯酰胺-10%A菌液的复配体系驱油效果较好,复配体系可比同条件微生物驱提高采收率15.89%;表面活性剂与微生物也可产生协同驱油作用,0.04%的表活剂1SY—10%B菌液的复配体系驱油效果较好,复配体系可比同条件微生物驱提高采收率4.47%。室内实验显示,微生物菌液与聚合物、表面活性剂等物质共同作用联合驱油是一种增效的微生物采油新方法。     

聚合物反相乳液调驱剂对孤岛油田的适应性

针对孤岛油田注聚区油藏物性特点，对聚丙烯酰胺反相乳液调驱剂的适应性进行了研究。结果表明：反相乳液调驱剂转相交联条件为pH值8．0～9．0，温度65℃，地层矿化度条件下转相交联时间大于2d，交联后粘度大于5．0Pa·s，调驱剂适应性较强。物模试验残余阻力系数达到10．4，三管模拟调驱试验在注聚后注入调驱剂1％×0．3VP，可提高采收率13％以上，表明该调驱剂能够实现深部调驱，提高采收率。     

高浓度聚合物驱所用聚合物性能研究

针对喇嘛甸油田高浓度聚合物驱所用聚合物,利用PHYSICA MCR300型流变仪研究了其浓度、分子量及矿化度对溶液流变性和黏弹性的影响。结果表明:在一定范围内,聚合物溶液的表观黏度随着剪切速率的增加而降低,表现出假塑性流体的特性。聚合物浓度、分子量增大时,溶液的表观黏度、储存模量和损耗模量均增大;相应的储存模量和损耗模量曲线都有一个交点。所对应的角频率随聚合物浓度、分子量增大而减小。水质对聚合物溶液性能有较大影响。随着矿化度的增大,溶液的表观黏度、储存模量和损耗模量均减小,储存模量和损耗模量曲线的交点所对应的角频率增大。