胜利油田化学驱提高采收率技术研究进展_赵方剑

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2012年11月,在胜坨油田二区Ed34单元开展 了梳形抗盐聚合物驱先导试验,已取得了初步成 效。试验区含油面积3.2平方千米,地质储量421 万吨,地下原油黏度70 mPa·s,油藏温度70 ℃, 矿化度18 035 mg/L,钙镁离子含量678 mg/L,属 于典型的高盐高钙镁型油藏。在试验区设计注入 井14口,采出井32口。目前矿场已取得初步成 效,含水由96.5%降为88.5%,下降8.0个百分点。 日产油量由86吨上升为268吨,增加了182吨。见 效井26口,见效率74%,累积增油10.8万吨,提高 采收率2.5个百分点,预测提高采收率6.1个百分 点。此项试验的见效,突破了高矿化度、高钙镁 油藏提高采收率技术瓶颈,预计可覆盖地质储量 2 721万吨,可增加可采储量166万吨。测算项目 经济效益,油价按照$50/bbl计算,项目的税前内 部财务收益率为48.6%,税前投资回收期3.9年, 吨聚合物增油26.6 t/t,远高于该油价条件下聚合 物驱技术吨聚增油最低政策界限。
收稿日期:2016–05–31。 作者简介:赵方剑,2007年毕业于中国石油大学 (北京)石油工程专业,2010年获中国石油大学 (华东)油气田开发工程专业硕士学位,工程师, 主要从事三次采油油藏工程综合研究工作。
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石油·天然气 Oil & Gas
时二者的配比浓度相同,但是复合驱的驱油效果 要远大于相同浓度下单一聚合物的驱油效果。
2 胜利油田化学驱开发技术发展方向 胜利油田适合于化学驱的Ⅰ类、Ⅱ类油藏已
基本动用完毕,“十三五”期间面临动用的油藏
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2016 年第 10 期
赵方剑.胜利油田化学驱提高采收率技术研究进展
石油·天然气
类型主要是Ⅲ类高温高盐油藏、聚合物驱后油 藏、二元驱后油藏,现有成熟技术难以满足发展 要求,有必要开展新的化学驱油攻关技术研究。
2016 年 第 24 卷 第 10 期
PETROLEUM & PETROCHEMICAL TODAY
石油·天然气
胜利油田化学驱提高采收率技术研究进展
赵方剑
(中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营 257015)
摘 要:针对胜利油田苛刻的油藏条件及开发难点,介绍了聚合物驱后油藏非均相复合驱、 高盐高黏油藏二元复合驱、高盐高钙镁油藏聚合物驱等化学驱新技术,重点介绍 了各项技术的驱油机理、技术关键、矿场应用效果及技术经济性。根据目前的研 究进展,阐述了高温高盐低渗透油藏、高温高盐高钙镁型油藏所适用化学驱技术 的发展方向。
参考文献
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胜利油田高盐高黏油藏地质资源丰富,地质 储量2.7亿吨,但常规水驱采收率低,需要探索能 够大幅度提高高盐高黏油藏采收率的新型驱油方 法。由于高盐高黏水油流度比高,必须提高聚合 物增黏性,才能满足流度控制需求。通过选择大 分子模板合成聚合物,形成嵌段式结构,使链段 不能缠绕,保持水动力学体积增大,设计了高 黏、抗钙镁功能性聚合物[9]。通过阴离子表面活 性剂、非离子表面活性剂复配,将非离子表面活 性剂分子簇“楔入”到阴离子表面活性剂的界面 层空腔中,增加石油磺酸盐相对分子质量,设计 了高黏介质中向界面快速扩散且具有高效界面活 性的活性剂体系,将以上两种体系进行复配得到 了适合高盐高黏型油藏二元复合驱体系[10, 11]。
2010年10月,该技术在孤岛油田中一区Ng3 单元东南部开展了先导试验[8]。试验区含油面积 0.275平方千米,原始地质储量123万吨,地层温 度70 ℃,地层原油黏度46.3 mPa·s,地层水矿化 度7 373 mg/L,试验区油层物性好,胶结疏松, 非均质性较为严重,渗透率变异系数0.538,采出 程度52.3%。在试验区现井网基础上设计并确定了 135 m×150 m的变流线强波及加密井网,设计注 入井15口,油井10口。先导试验于2010年10月开 始实施注入聚合物和PPG的前置调剖段塞,注入 0.08 PV,聚合物、B-PPG的平均注入浓度为1 660 mg/L,井口黏度60 mPa·s左右,2011年11月注入 非均相主体段塞。实施后取得显著降水增油效 果。截至2015年底,综合含水由98.2%降至81.3%, 最大下降16.9个百分点,已累计增油8.2万吨,提 高采收率6.6个百分点,预计最终可提高采收率 8.5个百百度文库点。测算项目经济效益,油价按照$50/bbl 计算,折算吨聚增油为16.5 t/t。 1.2 高盐高黏油藏二元复合驱油技术
中国石油大学,2012. [ 4 ] 张爱美,曹绪龙,李秀兰,等. 胜利油区二元复合驱
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2011年5月,该技术在孤岛东区南Ng3-4单元 开展了矿场试验[12, 13],试验区面积3.3平方千米, 地质储量1 092万吨。油层温度71 ℃,地下原油黏 度130 mPa·s,地层水矿化度7 156 mg/L,钙镁离 子含量230 mg/L,采出程度27.1%,属于典型的普
通稠油Ⅱ类油藏。在试验区设计注入井45口,采 出井83口。2012年10月,开始注入二元主体段塞, 实施后综合含水由94.7%降至80.9%,下降了 13.8个百分点,日产油量由279吨升至790吨,增 加了511吨,累积增油59万吨,提高采收率5.4个 百分点。测算项目经济效益,达到税后内部收益 率12%时的基准平衡油价为$53/bbl,基准平衡吨 聚增油为16.7 t/t。 1.3 高盐高钙镁油藏聚合物驱油技术
1 胜利油田化学驱开发技术研究进展 1.1 聚合物驱后油藏非均相复合驱油技术
聚合物驱油作为化学驱三次采油技术中最为
成熟的技术被广泛推广应用。截至目前,胜利油 田聚合物驱单元共计28个,动用地质储量2.13亿 吨,占化学驱动用地质储量的45.5%;统计已结束 注聚项目,油藏最终采收率一般为40%~50%, 仍有一半左右的剩余油滞留地下,物质基础丰 富,需要进一步提高采收率。但聚合物驱后油藏 非均质性加剧、剩余油高度分散,单一井网调整 和单一二元复合驱提高采收率潜力有限。
针对上述问题,胜利油田以驱油剂加合增效 理论为指导,针对聚驱后油藏首次提出了“井网 调整+非均相复合驱”提高采收率方法[6]。该技 术首次引入支化半交联的黏弹性颗粒驱油剂B-PPG, 利用其突出的剖面调整能力和溶胀变形深部运移 能力,协同二元驱的超强洗油能力,结合井网调 整改变流线,可大幅度提高聚合物驱后油藏原油 采收率[7]。每吨黏弹性颗粒驱油剂B-PPG的价格与 每吨聚合物价格相当,非均相复合驱油体系设计
关键词:非均相复合驱 高盐高黏油藏 高盐高钙镁油藏 化学驱
胜利油田化学驱原始地质储量16.05亿吨,但 地层温度高、地层水矿化度高、原油黏度高、大 孔道发育,诸项指标都十分苛刻[1]。在一系列室 内研究的基础上,1992年开展了胜利油田第一个 聚合物驱先导试验,并获得成功,通过进一步的 扩大试验,形成了成熟配套的聚合物驱技术,并 进行了大规模工业化推广应用[2]。2003年以来, 攻关研究并形成了二元复合驱技术,并在Ⅰ、 Ⅱ类油藏大规模应用[3, 4]。至此,化学驱油技术在 胜利油田成功实现大规模工业化应用,覆盖地质 储量4.9亿吨,年增油量连续12年保持在150万吨 以上,已累计增油2 750万吨,化学驱年产油占胜 利油田产量比例11%左右[5],有力地支撑了胜利油 田的稳定发展。“十一五”以来,为了确保三次 采油增油稳定,开展了聚合物驱后油藏、高盐高 黏油藏、高盐高钙镁油藏技术攻关研究,进一步 拓宽了化学驱的应用领域。本文主要阐述“十一 五”以来胜利油田在化学驱领域的新技术,重点 介绍驱油机理、技术关键、矿场应用效果及技术 经济性,为今后化学驱技术发展方向提供参考。
针对高温高盐高钙镁型油藏,通过引入耐温 抗盐单体,研发新型耐温抗盐“超高分缔合”聚 合物[17],将其与B-PPG黏弹性颗粒驱油剂复配, 改善体系耐温抗盐性能,增强调整非均质能力, 形成强化聚合物驱技术。
3 结语 “十一五”以来,胜利油田在化学驱领域开发
了一系列新技术,主要包括聚合物驱后油藏非均 相复合驱油技术、高盐高黏油藏二元复合驱油技 术、高盐高钙镁油藏聚合物驱油技术等。随着适 合于化学驱的Ⅰ类、Ⅱ类油藏基本动用完毕,产 量接替资源类型日趋复杂,国际油价持续在低位 运行,胜利油田化学驱开发技术将不断发展,应 用范围也逐渐扩大,突破苛刻油藏[18],研发经济 高效驱油剂和体系,寻找耐温抗盐聚合物体系、 适合强非均质油藏的高效智能堵剂、耐温抗盐乳 液表面活性剂将是今后的重要发展方向[19, 20]。
针对高温高盐低渗透油藏,设计具有调驱与 洗油双重功效的乳液—表面活性剂驱油体系,利 用增黏型乳液表面活性剂形成油包水乳状液实现 流度控制,提高驱替相波及面积,配合普通表面 活性剂洗油和降低油水界面张力的作用,形成低 渗透油藏乳液表面活性剂驱油技术。
针对高盐高黏型油藏,重点研发乳化降黏剂[16], 实现降黏剂在地层运移过程中动态降黏,同时利 用聚合物增加驱替相黏度,从而实现复合驱油体 系改善流度比、扩大波及的目的,最终形成高效 乳化降黏复合驱技术。
针对高盐高钙镁油藏特点,通过对常规聚合 物的侧链上同时引入一定量的亲油和亲水基团, 由于亲油基团和亲水基团的相互排斥,高分子链 在水溶液中排列成梳型结构(对分子链起支撑作 用),使得分子内和分子间的卷曲、缠结减少, 盐含量对聚合物分子形态影响减少,克服了普通 聚丙烯酰胺抗盐性能差的缺陷。这种结构也使梳 形聚合物的分子链水力学半径增大,增黏性能也 获得提高[14, 15]。
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