聚合物驱后油藏提高采收率技术研究

聚合物驱后油藏提高采收率技术研究3

张　莉1,2　崔晓红2　任韶然1

(1.中国石油大学石油工程学院　2.胜利油田地质科学研究院)

摘　要　根据室内实验和现场试验效果分析了聚合物驱后油藏进一步提高原油采收率的技术潜力。室内驱油实验表明,聚合物+表面活性剂二元复合驱提高采收率为17.6%～20.1%,提高采收率幅度高于单一表面活性剂驱(3%左右)和单一聚合物驱(11%～15%),高于表面活性剂驱和聚合物驱二者之和,优于同等经济条件下聚合物驱的效果。孤岛中一区Ng3-6和孤东六区聚合物注入完成后接着实施二元复合驱,综合含水进一步下降,日产油量明显增加。聚合物溶液中加入粘弹性颗粒PP G(Preformed Particle Gel)后,体系从偏粘性转变为偏弹性,具有较强的剖面调整能力。2009年2月在聚合物驱转后续水驱多年的孤岛中一区Ng3单元实施聚合物+PP G驱,注入压力上升了1.4M Pa,油层纵向非均质性明显改善,纵向各层吸水趋于均匀。

关键词　聚合物驱后　二元复合驱　PP G驱　采收率　现场试验

DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2010.02.015

聚合物驱由于既可以大幅度提高原油采收率,又有较好的经济效益,在胜利油田得到了工业化推广应用。现场试验表明,胜利油田聚合物驱项目集中的孤岛、孤东、胜坨三大主力油田的平均水驱采收率为33.5%,聚合物驱提高采收率幅度约为6%～10%,聚合物驱后仍有50%左右的原油滞留地下,有进一步挖潜的物质基础。胜利油田已实施聚合物驱的26个单元中,已有17个单元转入后续水驱开发阶段,10个单元综合含水已回升到聚合物驱前的水平,有必要研究聚合物驱后进一步大幅度提高原油采收率的技术。

1聚合物+表面活性剂驱潜力分析

从驱油机理看,聚合物驱主要是扩大波及体积,从而达到提高采收率的目的[1-3]。聚合物中加入表面活性剂的S+P二元复合驱,既可发挥表面活性剂降低界面张力、提高驱油效率的作用,又可发挥聚合物在流度控制、防止或减少化学剂段塞窜流、扩大波及体积的作用,协同效果显著[4-6]。

1.1室内驱油试验研究

实验用油:用煤油和孤岛中一区Ng3-6/孤东六区脱水原油配制模拟油,粘度分别为40mPa・s 和60mPa・s。

实验用水:蒸馏水配制成孤岛中一区Ng3-6/孤东六区地层水和注入水,地层水矿化度分别为7262mg/L和7709mg/L,注入水矿化度分别为8618mg/L和10428mg/L。

岩心模型:石英砂充填管模型,渗透率1500×10-3μm2。

驱油步骤:岩心抽空—饱和水—饱和油—水驱至含水94%～95%—注入表活剂或聚合物或二元复合体系,水驱至含水98%以上。

孤岛中一区Ng3-6和孤东六区室内驱油试验对比见表1及表2。从表1和表2可知,二元复合驱提高采收率17.6%～20.1%,单一表活剂驱提高采收率仅3%左右,单一聚合物驱提高采收率11%～15%,二元复合驱效果好于单一表活剂驱和单一聚合物驱,并且其提高采收率幅度高于表活剂驱和聚合物驱二者之和,起到了1+1>2的效果。

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石油与天然气化工

CHE MICA L E NGI NEERI NG OF OI L&G AS 2010　3基金项目:国家重大专项高温高盐油藏提高采收率技术(2008ZX05011)的部分研究成果。

表1　孤岛中一区Ng3-6室内驱油试验对比

编号注入体系注入段塞

PV

提高采收率(OOIP)

%

孤岛1#0.4%表活剂0.3 3.6孤岛2#0.18%聚合物0.314.7

孤岛3#0.4%表活剂+

0.18%聚合物

0.320.1

孤岛4#0.18%聚合物

0.58

(与3#同等经济条件)

18.6

表2　孤东六区室内驱油试验对比

编号注入体系注入段塞

PV

提高采收率(OOIP)

%

孤东1#0.4%表活剂0.3 3.2孤东2#0.15%聚合物0.311.6

孤东3#0.4%表活剂+

0.15%聚合物

0.317.6

孤东4#0.15%聚合物

0.64

(与3#同等经济条件)

16.4

若将活性剂用量经济等价折合为聚合物用量,即将表1、表2中的3#驱油体系的活性剂按价格折算成聚合物,比较3#、4#驱油体系的提高采收率值,可以看出二元复合驱(3#)提高采收率值高于同等经济条件下聚合物驱(4#)提高采收率值。

分析认为,现场应用的聚合物多为相对分子质量高、强水解性的聚丙烯酰胺(HPAM),而表活剂多为阴离子表面活性剂。H PAM与表活剂之间的静电力和氢键作用以及表活剂的极性头与聚合物极性部分的离子-偶极作用使两者对增油起到很好的协同效应。聚合物改善了表活剂溶液对原油的流度比;稠化驱油介质、减小表活剂的扩散速度,从而减小了表活剂的损耗;与钙镁离子反应,保护表活剂,使之不易形成低表面活性的钙、镁盐;增强表活剂所形成的水包油乳状液的稳定性,提高了波及系数和洗油能力。表活剂可以乳化原油,提高驱油介质的粘度,可以降低聚合物溶液和原油的界面张力,提高洗油能力。S+P二元复合驱既发挥了表活剂降低界面张力、提高洗油效率的作用,又发挥了聚合物深度调剖、扩大波及体积及控制后续化学剂流速的作用,更重要的是发挥了二者的协同效应。

1.2现场试验效果

从胜利油田聚合物驱单元现场实施效果看[7-9],大部分单元注完聚合物转后续水驱后,综合含水进一步下降的幅度有限,且回返较快,若注完聚合物段塞后接着注入二元复合段塞,可在保持聚合物驱效果的同时,增加洗油效率,进一步提高原油采收率。

以孤岛中一区Ng3-6单元为例(图1),0.3 PV聚合物段塞注入完成后,综合含水开始回返,数模预测聚合物驱提高采收率7.19%,若接着注入二元复合段塞0.2PV,综合含水继续下降,数模预测提高采收率9.86%,提高采收率值又增加了2.67%,折合每吨聚合物增油45t,而注入等价聚合物段塞,提高采收率值仅增加1.19%,

每吨聚合物增油38t,聚合物驱后二元复合驱能进一步提高原油采收率,其驱油效果优于二次聚合物驱效果。

该单元于2004年1月实施聚合物驱,年注入聚合物溶液0.07PV,2008年4月完成聚合物段塞0.3PV注入后转入二元复合驱,目前综合含水仍呈波动下降趋势,到2009年8月底,已提高采收率5.4%。

孤东六区也于2004年1月实施聚合物驱,年注入聚合物溶液0.12PV,2006年8月完成聚合物段塞注入0.275PV后,综合含水开始回返,接着注入

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　第39卷　第2期 聚合物驱后油藏提高采收率技术研究