低渗透油藏高效降阻剂降压增注技术

低渗透油田高效降阻驱油剂 降压增注技术及应用 交流提纲 研究背景 高效降阻剂降压增注研究 高效降阻剂降压增注现场试验 创新点 结论 54 特低渗透 1低渗透 透率 一般低渗透 10国目前发现的油田大部分是低渗透油田 低渗透储层中 特低渗透及超低渗透储量 占有较大的比例 研究背景 不同类型储层孔道大小分布相差不大，但喉道大小分布差异明显 0510152025300 100 200 300 400 500 600孔道半径（u m )分布频率0510152025300 2 4 6 8喉道半径（微米）喉道含量（）k=19.3 k=k=.5 k=k=低渗透油藏孔隙特征 渗透率越小，喉道越集中，随着渗透率增加，喉道分布范围增加，峰值的含量减小。 渗透率小于 1 平均喉道半径在 1 渗透率在 1 平均喉道半径在 1 渗透率在 1020 平均喉道半径超过了 3m. 研究背景 储层孔道大小分布相差不大，但喉道大小分布差异明显 05100 200 400 600孔道半径（微米）分布百分数（）长庆西峰低渗透 油藏孔隙结构特征 0510152025300 2 4 6喉道半径（微米）分布百分数k=布曲线不对称，右侧较大喉道分布较宽 研究背景 对比结果表明：低渗透油藏孔道接近，喉道差异较大，是控制低渗透油藏渗流难易程度的决定性因素 渗透率是微观孔隙结构的宏观表现渗透率相近，微观孔隙结构差异较大 喉道半径对比曲线 024680 2 4 6 8 10喉道半径（微米）喉道分布百分数（）长庆1 . 7 2 m 5 m 低渗透储层介质物理特征 裂缝低渗 储层敏感性强 裂缝发育 介质的属性具有典型的双重介质特点 关键是水相的波及与原油的置换 基质低渗 储层敏感性强、注入压力高 问题的落脚点降低注入压力 研究背景 泄压能力低 压力传导慢 物性差 直接 间接 压力上升因素 油藏 水质 外来流体 渗透率低 连通性差 配伍性差 结垢严重 粘土膨胀 研究背景 1、低渗孔隙性油藏注水开发的主要矛盾就是注水压力上升快、生产井压力和产量下降快，最后注水、采油的效率非常低，也就是人们形象所讲的“注不进，采不出” 。 2、由于气温影响，北方油田注水井注入量小于 15方 /天 冬季“扫线”停注关井，每年约 1/5 1/4的时间处于停注状态，影响注水量及油井产量，加剧注采不平衡。 研究背景 地层造缝，效果好 效果好，成本低 效果较好，成本低 效果较好，成本低 处理半径小，只能处理近井地带 不仅处理近井地带堵塞 还能预防地层堵塞并提高驱油效率 压 裂 酸化 化学解堵 降阻剂增注 增注措施 研究背景 2、降低油水界面张力 减少贾敏效应，增加油流动能力。 1、改变岩石表面润湿性 岩石亲水性更强，发挥毛管力作用。 3、增加水相渗透率 降低注入压力。 4、抑制细菌生长 减少对井底及地层堵塞 5、抑制粘土膨胀 减少对地层伤害 6、防止垢生成 减少垢沉淀对地层伤害 降 压 增 注 原 理 高效降阻剂降压增注机理 研究背景 打破了只处理井底周围的局限性，处理范围深入到地层深处。 1 增注的同时，提高了驱油效率。 2 3 工艺简单，注入方便。 4 处理范围增加 降低注入压力，减少注水井套损发生几率。 5 高效降阻剂增注特点 具有防膨、防垢、抑制微生物的作用。 研究背景 交流提纲 研究背景 高效降阻剂降压增注研究 高效降阻剂降压增注现场试验 创新点 结论 高效降阻剂组成 1、高效降阻剂是一个由多种材料合成的有机体系，主要原料是由美国进口的新型材料。 2、主要成分是由主链和侧链组成的具有表面活性的小分子聚合物。主链的碳原子数为 15 20个，侧链上带有羟基、羧基、季铵基（孪联、四季铵基）等多个活性基团。 3、季铵基依靠静电作用在岩石表面吸附，形成纳米级单层膜，降低了吸附量。羧基和羟基靠近孔道内侧，孔道的润湿性得到改善，提高水相的渗透率。 4、季铵盐基团具有很好的杀菌和防膨作用。 5、主剂上的基团能够将钙、镁离子络合，降低结垢。 6、具有表面活性，能够提高残余油的启动能力，提高采收率。 0 2 4 6 8 10 12 14 0 20 40 60 80 100 120 时间 t(界面张力（102 效降阻剂与大庆原油的界面张力在 1010m。 配方体系油水界面张力 将残余油启动后 ,有利于高效降阻剂的吸附 后续驱替过来的残余油不易再次滞留 9区原油界面张力 25 45 65 85 105 125 145 时间， FT,mN/浓度 浓度 浓度 配方体系油水界面张力 高效降阻剂与长庆原油的界面张力在 1010m。 1、过低的界面张力与原油的乳化严重，导致注入压力升高，不适合低渗透油藏增注。 2、界面张力过高会造成残余油不能启动运移，也不适合增注。 3、开始与原油接触具有较低的界面张力，可以将“死油”启动运移，随后界面张力升高，与原油的乳化得到抑制，配方适合进行降阻剂降压增注。 未洗油油砂样品水蒸汽凝结 120秒时的环境电镜图像(300倍 ) 洗油油砂样品水蒸汽凝结 20秒时的环境电镜图像 (300倍 ) 降阻剂吸附后的未洗油油砂样品水蒸汽凝结 90秒时的环境电镜图像 (300倍 ) 亲油变弱亲油 亲油变强亲水 表面 更加亲水 高效降阻剂对岩石表面润湿性影响 油砂在两种不同溶液中浸泡 12小时后的分布形态比较 (地层水溶液 ) (高效降阻剂 ) 亲 水 亲 油 高效降阻剂对岩石表面润湿性影响 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 %） 吸附量（mg/效降阻剂在油砂表面的吸附曲线 平衡点 高效降阻剂的吸附研究 动态吸附量的测定 10 15 20 25注入孔隙体积倍数（P V ）吸附量（mg/然岩心的动态吸附量随浓度的变化 当注入溶液的孔隙体积达到 20附达到平衡， 高效降阻剂的吸附研究 锤形，宽度 78度 形，直径 200400度 3附后不形成一层致密均匀的薄膜，而是纳米级的小颗粒有规律的聚集而成的 高效降阻剂的吸附形态研究 亲油表面） 直径 900高度 125亲油表面） 直径 1000 高度 180效降阻剂与油相和亲油岩石表面有很强的亲和力，这就是亲油表面的吸附量高于亲水表面吸附量的原因之一。 高效降阻剂的吸附形态研究 （ 1）动态接触角法 高效降阻剂对润湿性的控制 降阻剂 、 活性水体系 不同浓度的溶液与载波片的接触角（前进角， ） 831 中注入水浸泡 : 降阻剂 、 活性水体系 不同浓度的溶液与载波片的接触角（后退角， ） 831 中注入水浸泡 ,。 新型降阻剂与原活性水相比具有更加明显的改变润湿性的作用 1020304050607080901000 ）接触角（。）mg/g)接触角 静态吸附量01020304050607080901000 吸 附 量 （ m g / g )接触角（。）高效降阻剂在少量吸附的情况下，接触角就发生了很大的变化 润湿性变化与吸附量的关系 高效降阻剂对润湿性的控制 润湿反转过程 亲油 变 亲水 高效降阻剂微观驱油机理 降阻剂沿壁面流动，将油膜缓 慢剥离，油膜渐渐变薄 油膜脱离岩粒表面后，在孔道轴 心处形成油丝或油带向前运移 残余的油呈珠状或柱状 高效降阻剂占据了孔道表面， 润湿性逐渐转变 由于油水界面张力很低，原油乳化 高效降阻剂微观驱油机理 驱油结果 残余油量大大减少，残余的油呈珠状或柱状，接触角小于或等于 90 ，呈现出弱亲水或亲水的特性 高效降阻剂微观驱油机理 0 2 4 6 8 10 12 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 渗吸时间（ h） 采出程度（%）地层水 高效降阻剂 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 渗吸时间（ h） 采出程度（%）地层水 高效降阻剂 亲水岩心 亲油岩心 采出程度的差异主要发生在渗吸过程的中后期即渗吸发生 4小时以后。高效降阻剂 能够较大程度地提高自发渗吸采出程度，高效降阻剂体系加入后过一段时间，作用效果较为明显。 高效降阻剂的驱油机理研究 亲水岩心 亲油岩心 高效降阻剂杀菌作用 高效降阻剂杀菌作用 硫酸盐还原菌 空白水样 加入高效降阻剂 100000007 01 0 0 水样 注入水 831 蒙脱土 平衡时间（ h） 48 48 48 48 相对膨胀率（ %） 138 102 105 103 五厂岩样 平衡时间（ h） 36 36 36 36 相对膨胀率（ %） 108 99 100 102 高效降阻剂对粘土膨胀具有较好的抑制作用 。 主要由于高效降阻剂体系在粘土或者岩样表面吸附后 ， 阻止了水中阳离子与粘土中阳离子的交换 ， 使水不易进入粘土的晶格中 。 高效降阻剂防膨作用 高效降阻剂阻垢作用 加入浓度 （ ） 实验前总硬度 （ ） 实验后总硬度 （ ） 阻垢率 （ %） 未加 0 264 105 00 264 203 00 264 215 00 264 234 止垢生成 0 0 20 40 60 80 100 可动油饱和度 ) 、水等渗点发生右移，说明高效降阻剂驱后，油层岩石表面物理化学性质发生了变化，岩石表面亲水性进一步增强 可动油饱和度明显增加 ,残余油饱和度降低。 高效降阻剂相对渗透率影响 残余油饱和度下，水相相对渗透率有了一定程度的提高，水相相对渗透率的提高，说明高效降阻剂的注入，部分改善了岩石表面的润湿性，使得岩石润湿性向亲水方向转变，提高了水相渗透率，改善了油层吸水能力。 岩心号 驱替体系 末端水相相对渗透率 相渗透率提高 (%) 12效降阻剂 2 驱 1效降阻剂 +湿性驱油剂 1 驱 效降阻剂 + 驱 831+湿性驱油剂 驱 效降阻剂相对渗透率影响 10 15 20 25 30 35pa/m)开始高效降阻剂驱 连续高效降阻剂驱 高效降阻剂对注入压力的影响 在注水前注入 高效降阻剂 降压增注效果更加明显（也可以在超前注水中应用），新型高效降阻剂的降压效果更明显。 4 6 8 10 12注入体积 ( 压力(增注剂 新型高效降阻剂，具有更明显的效果 压力下降 明显 高效降阻剂对注入压力的影响 岩心号 降阻剂 、活性水溶液 水驱 水驱 +降阻剂驱 降阻剂连续驱 结束压力梯度(m) 结束压力梯度(m) 压力梯度降低百分数 (%) 结束压力梯度(m) 压力梯度降低百分数(%) 1 831 ）压力梯度降低百分数（%）高效降阻剂浓度对注入能力的影响 低渗天然岩心的驱油效率 0204060801000 5 10 15 20 25 30 35)开始高效降阻剂驱 连续高效降阻剂驱 开始就连续 注高效降阻剂， 效果更好 高效降阻剂对驱油效率的影响 提高驱油效率的幅 度在 16% 18%之间 高效降阻剂体系 水驱采收率（ %） 高效降阻剂驱采收率（ %） 采收率 提高值（ %） 效降阻剂对驱油效率的影响 交流提纲 研究背景 高效降阻剂降压增注研究 高效降阻剂降压增注现场试验 创新点 结论 2003年大庆油田采油五厂 2口井 2004年大庆油田采油五厂 7口井 2004年大庆油田采油十一厂 7口井 2005年大庆油田采油五厂 15口井 2006年大庆油田采油五厂 10口井 2006年大庆油田采油八厂 4口井 高效降阻剂注入井 总计： 45口 现场注入设备 1、 现场注入流程 注液罐 上水管线 搅拌器 过滤器 增压泵 注入管线 注水管线 撬装设备， 注入方便 现场注入设备 序号 井号 配注量 (m3/d) 注入体积（ 高效降阻剂（ t） 1 4 4883 2 5 1630 3 0 2136 4 0 4171 5 9 2600 6 9 3000 7 0 2400 8 0 2790 9 5 2722 10 5 3240 11 0 2430 合 计 417 32002 效降阻剂注入井配注量 类型 井 号 破裂压力 (措施前 措施后 差值 压力 (水量 (m3/d) 压力 (水量 (m3/d) 压力 (水量 (m3/d) 高效降阻剂 8 9 1 4 9 0 15 3 3 5 8 8 12 19 小计 6 5 注水井降压增注效果 措施后初期与措施前相比平均降压 增注 9m3/d， 10个月后，截止到 2005年 9月，与措施前对比，平均注水压力低 增注水量 d，仍然有降压增注效果，平均单井累计增注 2438 时间 井数 (口 ) 日产液 (t) 日产油 (t) 含水 (%) 注入前一年 18 434 50 00410 (注入前 ) 18 404 43 00411 18 411 37 00412 18 429 37 00501 18 448 36 00503 18 434 33 00505 18 448 36 00507 18 452 34 00509 18 421 32 水井周围的油井受效较好，产油递减和含水上升速度减缓 注入前一年，年产油自然递减 年均含水上升 注入高效降阻剂后年自然递减 减缓了 年均含水上升 减缓了 注入 高效降阻剂 见到了较好效果 。 注水井降压增注效果 交流提纲 研究背景 高效降阻剂体系降压增注研究 高效降阻剂体系降压增注现场试验 创新点 结论 创新点 一种新的降低低渗透油田注入压力的 新方法 为加快低渗透油田的开发提供了一种新的方法，与其它方法的主要区别是改善岩石 的表面性质。 将低渗透油田降压增注、改变润湿性、防膨、杀菌等有机的统一在一个体系中 ，简化了注入程序。 注入 方式灵活 （可在井口和计量间点滴注入） ,开发出适合高效降阻剂体系的 注入设备 。 高效降阻剂 优点 名称 成份 吸附 降压增 注原理 杀菌 防膨 阻垢 用量 单一组分，含多种活性基团 单层 改善润湿性 具有杀菌作用 具有防膨作用 具有阻垢作用 小 其它降压增注产品