用荧光分析方法研究聚合物驱后微观剩余油变化-石油学报

摘要 : 聚合物驱后微观剩余油分布由驱油的动力和阻 力两大因素 决定 , 在这 些力的共 同作用 下 , 水 驱后不 同类型 的微观 剩余油 在 聚合物驱后的微观分布不同 。 研究了聚合物驱提高驱油效率的机理 , 利用荧 光分析方 法 , 对比了天 然岩心 水驱和 聚合物 驱后的 荧 光分析图片 , 统计出了聚合物驱后不同类型微 观剩余油的比例 , 给出了高 、 中、 低不同强度水淹部位的微观剩 余油分布规律 。 关键词 : 聚合物驱 ; 微观剩余油分布 ; 驱油机理 ; 荧光分析 ; 物理 模拟 中图分类号 : T E357 431 文献标识码 : A
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聚合物驱提高驱油效率的机理
不同条件下聚合物驱的驱油效率 在极端理想条件下 , 水驱和聚合物驱驱油效率相
1 1 1 理想条件下聚合物驱油效率 同, 均可达到同一个上限。油田水驱采收率一般是指
基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( N o. 10172028) 油层多孔介质内纳米渗流动力学模型 部分成果。 作者简介 : 宋考平 , 男 , 1962 年 11 月生 , 1998 年获大庆石油学院工学博士学位 , 现任大庆石油学院石油与天然气研究中心主任 , 石油工程学院副 院长, 博士生导师 , 主要从事油气藏工程方面的研究。 E -m ail: s kp2001@ sina. com
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( 1. Oil -Gas Resear ch Center , D aqing P etr oleum I nstitute, D aqing 163318, China; 2. Petr oleum E x p lor ation and D ev elop ment Res ear ch I nstitute of D aq ing O ilf ield Comp any , L imited , D aq ing 163712, China) Abstract: T he ma in facto rs for determining the distributio n o f m icroscopic remaining oil after polymer flooding include dy namic fo rce and resistance fo r o il displacement. U nder the co actions of these forces, the distributio n of different kinds o f micro sco pic remaining oil exist ing after water flo oding stag e is different f rom that after polymer flooding . In or der to study the change and distr ibut ion r ules of micr oscopic remaining oil, the mechanism of polymer flo oding to enhance displacement efficient w as studied. T he r esult show s that po lymer flo oding can enhance displacement efficient and swept v olume. T he fluo rescence analy sis method was used to contr ast the fluo rescence analysis pictur es of nat ur al cores after wat er dr ive and po ly mer floo ding . T he stat istical r emaining ratio o f the differ ent kinds of micro sco pic r emaining o il after polymer flooding w ere o bta ined, and the micro sco pic r emaining o il distr ibution patterns o f floo ded - out parts in hig h, medium and low intensity w ere presented. Key words: polymer flooding; microscopic remaining o il distribution; displacement mechanism; fluorescence analysis; physical simulation
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荧光分析实验
荧光是物质受激光辐射产生的一种发光现象。当
物质分子受到特殊光源幅照吸收光量子时 , 基态电子 受激跃迁 , 如果通过发射相应的光量子释放能量返回 基态 , 就发出荧光。 利用荧光技术判别油水层时, 关键是在荧光图像 中识别出孔隙中的水。通过大量的观察对比发现, 尽 管在岩心样品的采集以及荧光薄片制作过程中 , 原先 储存于岩石孔隙中的水可能蒸发逸失, 但是微溶于水 的芳烃类组分仍然驻留在孔隙中。水在这里作为 分 散 载体, 能够把芳烃类组分展布在孔隙中 , 在荧光图 像上多呈现出蓝绿 绿色荧光。利用这个特性, 可以发 现与油共 存的 水 在岩 石 孔隙 中 存在 的 形式 和分 布 状态。 实验用的第一组岩心为喇 6 检 3555 井 1011 86m 油层段的天然岩心, 编号分别为 14 1 号岩心和 14 2 号岩心。实验用第二组岩心为萨中油田葡 I 组油层的 天然 岩心, 编号分 别为 AA 26 号岩心 和 AA 14 号 岩心。 首先对两组岩心进行水驱油实验。水驱油实验完 成后 , 对第一组 岩心 14 - 2 号岩心进 一步进行 聚合物 驱, 所用聚合物溶 液粘度为 34 5mP s, 浓 度为 1200 mg/ L。注入聚合物形成 0 57PV 段塞, 之后进行后续
与文献[ 6 ] 相同的结论
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。关于聚合物驱是否提高驱
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油效率 , 国内外没有统一的认识。前人
通过密闭取
心井的对比分析认为聚合物驱不能提高驱油效率, 这 种观点虽然是基于实际资料 , 但只是对个别数据点进 行了分析, 没有进行统计研究。笔者在研究聚合物驱 油机理的基础上 , 利用荧光分析方法, 研究了聚合物驱 后不同类型微观剩余油的变化 , 给出了高、 中、 低不同 强度水淹部位的微观剩余油的比例和分布规律。
聚合物驱后微观剩余油分布由驱油的动力和阻力 两大因素决定。驱油的动力是聚合物分子的摩擦力和 推力 , 由于推力作用的机理与水驱时相同, 所以水驱到 含水率 100% 后进行聚合物驱时, 驱油的主要动力是 聚合物的摩擦力 ; 驱油的阻力是不连通孔隙的遮挡、 原 油对孔壁的粘滞力和毛细管力
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Fluorescence analysis on changeable rules of microscopic remaining oil after polymer flooding
SONG Kao - ping
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L I Shi jun
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F ANG Wei
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WU Jia - w en
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MU Wen - zhi
第2期
宋考平等 : 用荧光分析方法研究聚合物驱后微 观剩余油变化
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综合含水率达到 98% 时的采出程度。但为了严格界 定聚合物驱 提高采收 率的幅度 , 可把 水驱到含 水率 100% 时的采出程度定义为绝对采收率。按照这一定 义, 聚合物驱提高采收率的绝对幅度, 应该是在水驱含 水率达到 100% 时 , 再进行聚合物驱 后续水驱所提 高的采出程度。 如果把采 收率 理解为 含水率 100% 时的采 出程 度, 则在理想条件下 , 无论是水驱还是聚合物驱 , 驱油 效率都可以达到同一个上限值。例如, 驱替过程所用 的时间不加以限制, 压力梯度可以很高 , 可随意改变驱 替方向等。则可以想象 , 经过极长时间的高速水驱或 聚合物驱 , 都可以把波及体积内的所有原油驱替出来。 在此情况下, 聚合物驱就不会提高驱油效率。 1 1 2 室内实验条件下聚合物驱油效率 在室内实验条件下 , 为了研究不同驱油方式的微 观机理, 可以模拟实际油藏的温度、 压力、 井网以及岩 石、 流体的物理、 化学性质等条件, 在短时间内使出口 端含水率达到 100% 。该值有一定的 计量误差, 是某 一时刻的近似值, 实际上很难达到绝对的 100% 。但 从指导实际油田开发的角度考虑, 达到这一值已经足 够了。由于含水率达不到绝对的 100% , 所以室内实 验所得到的聚合物驱采收率高于水驱采收率。 1 1 3 油藏条件下聚合物驱油效率 在同等条件下, 实际油藏达到经济极限含水率时, 聚合物驱油效率高于水驱油效率; 条件不同时 , 油层局 部水驱效率也能高于聚驱效率。 而在实际油田开发中 , 油田采收率应该是油田废 弃时累积产油量与地质储 量的比值。考 虑到经济因 素, 油田废弃时不可能是在含水率达到 100% 。所以, 油田实际采收率是含水率小于 100% 的某一值时 ( 可 称之为经济极限含水率, 如 98% ) 的采出程度。这样, 所得到的油田采收率的高低是有条件的 , 经济极限含 水率也是随着不断的调整措施、 原油价格等因素而变 化的。水驱条件下, 层系细分、 井网加密、 完善注采系 统、 分层改造措施均起到了控制含水上升速度及在经 济极限含水率以下提高累积产油量的作用 , 即提高了 水驱采收率。也可以说 , 采取措施的水驱提高了采收 率。另外 , 由于是在经济极限含水率以下对比不同措 施下的采收率, 经开发调整后 , 注水波及 体积更加均 匀, 所以也使得驱油效率提高。 聚合物驱与水驱在提高采收率、 波及体积系数和 驱油效率方面进行比较时 , 应该在同等的实际能够达 到的条件下才有意义。在一定的调整措施下 , 水驱采 收率和驱油效率也有可能高于未采取调整措施的聚合 物驱采收率和驱油效率。而在同样的调整措施和油层
。在这些力的共同
作用下, 水驱后不同类型的微观剩余油 , 在聚合物驱后 的微观分布不同。国内外许多学者都对聚合物驱后剩 余油的分布规律进行了研究[ 4, 5] 。邬侠等用物理模拟 方法研究了聚合物驱后剩余油的变化规律 , 他们认为 油藏非均质性对剩余油分布具有影响作用 , 聚驱后剩 余油主要分布在中、 低渗透层 。孙尚如等设计了二 维纵向层内非均质和五点法井网仿真模型 , 通过核磁 共振实验研究了聚合物驱后剩余油分布规律 , 得出了石油 Nhomakorabea学
报
A CT A PET ROLEI SINICA
V ol. 26 M ar .
N o. 2 2005
用荧光分析方法研究聚合物驱后微观剩余油变化
宋考平1
( 1. 大庆石油学院石油与天然气研究中心
李世军1
黑龙江大庆
方
伟2
吴家文1
穆文志1
黑龙江大庆 163712)
163318; 2. 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院
条件下, 达到经济极限含水率时, 聚合物驱采收率和驱 油效率必然高于水驱。 1 2 聚合物驱提高波及体积 1 2 1 聚合物驱调剖及扩大波及系数的作用 大量的研究证明 , 聚合物驱使驱替相的粘度增加, 使水油流度比降低, 从而扩大了注入水在油层中的波 及体积。 已有的研究成果均表明 , 聚合物驱所具有的调剖 和扩大波及系数的作用 , 使得同采的不同渗透率油层 的驱油效果趋向一致。高渗透层聚合物驱提高采收率 的幅度较低 , 低渗 透层聚合 物驱提高 采收率的 幅度 较高。 1 2 2 不可及孔隙体积对聚合物驱油效果的影响 聚合物分子是具有一定水力直径的柔性分子团, 当 油层渗透率较低时, 在孔道狭窄处就容易造成聚合物分 子的聚集和滞留, 有些孔道聚合物则无法进入 , 形成不 可及孔隙体积[ 8] 。不可及孔隙体积是聚合物驱提高波 及体积的反面因素, 在预测聚合物驱剩余油分布时必须 加以考虑。聚合物分子的聚集和滞留主要有表面吸附、 机械捕集、 流体动力学捕集和聚合物分子间的相互作 用, 不可及孔隙体积可以用室内实验的方法测定。
由此可见聚合物驱后中等水淹部位虽然可通过增加注入速度以提高摩擦力和推力以及降低膜状簇状和盲状剩余油饱和度但这种作用对占比例大于60的角隅剩余油作用不大所以靠聚合物驱进一步降低中等水淹部位微观剩余油饱和度的余地较小
第 26 卷 第 2 期 2005 年 3 月 文章编号 : 0253 2697 ( 2005) 02 0092 04