二元复合驱增油效果及采出液性质实验研究
别梦君,卢祥国,于 涛,肖传明
(1·提高油气采收率教育部重点实验室 东北石油大学,黑龙江 大庆 163318;
2·中油辽河油田公司,辽宁 盘锦 124010)
摘要:经过30多年的注水开发,辽河油田锦16块油藏层间和层内非均质性进一步加剧,分注和堵水效果逐年变差,开发效率降低,需转换油田开发方式。在现有研究工作基础上,通过理论分析和物理模拟实验,开展无碱二元复合驱全过程五点法仿真物理模拟实验研究。实验结果表明,在岩心平均渗透率相近的情况下,层内纵向非均质模型的水驱采收率较高,而平面非均质模型的化学驱采收率增幅较高。在化学药剂费用和段塞尺寸相同条件下,“调剖剂+二元复合体系”段塞组合的增油效果要好于单独二元复合驱。其中,“体膨聚合物颗粒+二元复合体系”增油效果最好。调剖可以减少化学药剂采出量,进而减小采出液化学药剂浓度和黏度,增大界面张力。
关键词:二元复合驱;增油效果;采出液性质;物理模拟
中图分类号:TE357·46 文献标识码:A 文章编号:1006-6535(2010)06-0097-03
引 言
自1998年12月以来,锦16块进入特高含水开发期。目前,关于锦16块化学驱研究已有大量文献报道,但涉及化学驱后剩余油分布及其影响因素方面的研究报道鲜见。根据现有资料,剩余油饱和度确定方法有11种,按专业划分主要有地质、地震方法;油藏工程、试井及数值模拟方法;室内实验技术和工艺技术方法。针对油田生产实际需要,根据锦16块油藏地质特征和流体性质,在五点法仿真物理模型上,研究了无碱二元复合驱增油效果及其影响因素、二元复合驱剩余油饱和度分布及其影响因素以及二元复合驱过程中采出液黏度、聚合物浓度和界面张力变化规律,研究成果对于二元复合驱矿场试验和方案调整具有重要指导作用。
1 实验条件
1·1 化学试剂
依据锦16块前期驱油剂筛选结果,实验选择代号为“P5”的聚合物,理化性能见表1。选择1号非离子型表面活性剂,有效含量为50%。实验用水采用锦16块模拟注入污水。实验用油为模拟油,由锦16块脱气原油与煤油混合而成, 55℃条件下黏度为15·0 mPa·s。
1·2 物理模型
依据油藏地质特征,设计五点法井网物理模型。模型几何尺寸为60 cm×60 cm×4·5 cm,根据五点法井网的对称性,实际模拟取整个五点法井网模型的1/4进行,几何尺寸为30 cm×30 cm×4·5cm。层内纵向非均质模型各小层厚度均为1·5cm,由上至下中、低、高渗透层渗透率分别为2 500×10-3、1 000×10-3、4 000×10-3μm2。平面非均质模型见图1。
1·3 二元复合驱体系配方组成及仪器设备
实验所用二元复合驱体系配方组成:聚合物为辽河“P5”,采用模拟注入污水配制聚合物溶液,溶液浓度为1 600 mg/L;表面活性剂质量分数为0·20%,二元复合体系预剪切,黏度保留率为60%,工作黏度为98 mPa·s。
驱油实验装置主要包括平流泵、压力传感器、岩心夹持器、手摇泵和中间容器等。除平流泵和手摇泵外,其他部分置于55℃恒温箱内。采用上海722型光栅分光光度计测量采出液浓度,美国LVDV-Ⅱ+PRO布氏黏度计测量黏度,旋滴界面张力仪检测驱油剂与原油间界面张力。
1·4 实验步骤
(1) 在室温下,模型抽真空,饱和地层水,获取模型孔隙体积。
(2) 在55℃条件下,模型饱和模拟油,计算含油饱和度。
(3) 在55℃条件下,水驱到指定含水率,获得水驱采收率。
(4) 在55℃条件下,注驱油剂,后续水驱到含水率98%,计算采收率。
1·5 实验方案
1·5·1 油藏非均质性对驱油效果及采出液性质影响
方案1~3的实验模型依次为层内纵向非均质模型、平面非均质模型a、平面非均质模型b。实验方法为先进行水驱至含水94%,然后注入0·57PV二元复合驱,最后进行水驱。
1·5·2 调剖及调剖剂类型对驱油效果及采出液性质影响
以下方案中实验所用模型均为层内纵向非均质岩心。
方案4:水驱至含水94%,然后注入0·05 PV“聚合物凝胶”段塞(聚合物浓度为0·16%,聚合物含量∶铬含量=180∶1,对聚合物溶液进行预剪切,黏度保留率为60%,加入交联剂),再注入0·5PV二元主段塞,最后进行水驱。
方案5:水驱至含水94%,然后注入0·05 PV“高浓聚合物溶液”段塞(聚合物浓度为0·30%,对聚合物溶液进行预剪切,黏度保留率为60% ),再注入0·5 PV二元主段塞,最后进行水驱。
方案6:水驱至含水94%,然后注入0·05 PV“预交联体膨聚合物颗粒”段塞(0·5% ~1·0%大庆炼化产品,配制成聚合物质量浓度为1 600mg/L聚合物溶液),再注入0·5 PV二元复合体系,最后进行水驱。
2 实验结果分析
2·1 油藏非均质性对采收率影响
方案1~3驱油实验采收率见表2。
从表2可知,油藏非均质类型对二元复合驱油效果存在影响。方案1水驱采收率最高。二元复合驱后,方案2采收率增幅最大,方案3次之。尽管方案1二元复合驱采收率增幅最小,但水驱采收率较高,最终采收率较高,仅次于方案2。
2·2 油藏非均质性对采出液黏度、浓度和界面张力的影响
通过分析可知,油藏非均质性对模型采出液浓度、黏度和界面张力存在影响。各方案采出液浓度、黏度和界面张力随注入PV数变化规律相似即在二元复合驱阶段,随着注入PV数增加,采出液浓度逐渐增大,黏度逐渐增大,界面张力逐渐降低。在后续水驱阶段,采出液浓度则呈现先增大后减小的变化趋势,黏度也有相同的变化规律,界面张力呈现先减小后增大的变化趋势。进一步分析发现,方案2中二元复合体系沿高渗透条带突进比较严重,相应采出液浓度较高,黏度较大,界面张力较低。
2·3 调剖及调剖剂类型对采收率影响
方案1、方案4、方案5、方案6采收率实验结果见表3。
从表3可知,调剖以及调剖剂类型对化学剂驱油效果存在影响。在物理模型和药剂总费用相近条件下,实验结束时“调剖+二元复合驱”比单纯的二元复合驱效果好,其中方案6效果最好。与二元复合体系相比较,调剖剂对高渗透层的封堵或液流转向效果较好,可以有效抑制后续二元复合体系突进,扩大中低渗透层的波及体积,提高采收率。
2·4 调剖及调剖剂类型对采出液黏度、浓度和界面张力的影响
进一步分析发现,与方案1相比较,方案4、方案5、方案6采出液浓度和黏度较低,这表明调剖作用有效地抑制了二元复合体系沿高渗透层的突进,促使更多的驱油剂进入中低渗透层。此外,与方案1相比较,其他方案采出液浓度和黏度最大值出现时间较晚,其中方案6最晚,进一步显示调剖对抑制二元复合体系突进具有重要作用。另外,调剖及调剖剂类型对采出液界面张力存在影响。与方案1相似,在二元复合驱过程中,其他方案采出液界面张力随PV数增加而降低。进一步分析发现,在注入PV数相同条件下,二元复合体系注入过程中,方案4、方案5、方案6采出液界面张力值要低于方案1,而且最低值出现的时间也较早,这与前置调剖剂段塞预吸附引起后续二元复合体系吸附量减小有关。
3 结 论
(1) 油藏非均质类型和调剖剂类型对二元复合驱油效果存在影响。水驱结束时,层内纵向非均质模型的采收率最高。二元复合驱结束时,平面非均质模型1的采收率增幅最大。在化学药剂和段塞尺寸相同(近)条件下,“调剖剂+二元复合体系”段塞组合的增油效果要好于二元复合驱,其中“体膨聚合物颗粒+二元体系”增油效果最好。
(2) 在化学驱过程中,采出液浓度和黏度随注入PV数增加而增大,界面张力随注入PV数增加而降低。调剖可以减少化学药剂采出量,进而减小采出液浓度和黏度,增大界面张力。
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来源：中国化学试剂网
