体膨聚合物调驱机理与效果研究

体膨聚合物调驱机理与效果研究

大庆已经投入使用40多年，已经进入高含水开发的后期阶段。自2003年底以来，大庆长垣地区的总含水量为89.45%，长垣北部的总含水量为93.1%。“控水稳定油”的任务非常艰巨。长期以来，尽管油田在开发、开发和应用方面做了大量工作，但能够适应油藏地质特征的高效、经济的调整结构技术很少。近年来，预交复合（“体育集团”）结构剂的独特密封原理引起了矿场的注意，并对现有注入井进行了调整和施工。然而，与油田应用现状相比，对体育集团三维挤出机械效率的研究较少，相关文献报道较少。根据实际需要，作者利用显微逃反和物理模拟实验法研究了体育集团三维挤出机和效果。1聚合物和溶剂厂聚合物预交联体膨聚合物(以下简称“体膨聚合物”)由大庆万通公司生产.携带液为水或聚合物溶液(质量浓度为1g/L).聚合物为聚丙烯酰胺HPAM,由大庆炼化公司生产,相对分子质量为2500×104.溶剂水包括清水和污水,均取自大庆第六采油厂喇400联合站.物理模型分为微观和二维纵向非均质物理模型2种.微观模型由玻璃烧结而成,岩心和物理模型由石英砂与环氧树脂压制而成,模型分为高中低3个渗透层,各层渗透率分K别为2.1,0.7,0.2μm2.2聚合物驱的方案2:聚合物+体膨型聚合物方案1:水驱至含水率98%,0.57PV聚合物驱,后续水驱至含水率98%.方案2:水驱至含水率98%,0.57PV(聚合物+体膨型聚合物)混合液驱,后续水驱至含水率98%.方案3:水驱至含水率98%,0.27PV(聚合物+体膨型聚合物)混合液驱,0.3PV聚合物驱,后续水驱至含水率98%.方案4:水驱至含水率98%,0.3PV聚合物驱,0.27PV(聚合物+体膨型聚合物)混合液驱,后续水驱至含水率98%.各方案中聚合物溶液及“聚合物+体膨型聚合物”混合液的黏度均为25mPa·s.3流量特征3.1“桥堵”的发生过程体膨聚合物颗粒在微观模型内“运移、桥堵和绕流”过程见图1.图1中驱替方向从右上角至左下角,右下角为纯油区.由图1(a～g)可以看到,颗粒随携带液在孔道内运移,并在运移过程中相互聚并成粒径较大的颗粒.当其通过孔隙喉道时,捕集作用发生,此时喉道并没有被完全堵死,仍有部分液体通过,液体所携带微小颗粒在此不断发生新的捕集,最终形成“桥堵”.由图1(h～l)可以看到,一旦某个方向发生“桥堵”,后续液体就会“绕流”其他方向,使这些方向的波及范围扩大.由图1(m～p)可以看到,随着后续液体的推进,新的“桥堵”现象还会在别的喉道处发生,形成“运移、桥堵和绕流”运移过程,达到不断调整后续液体流动方向和扩大波及范围的目的.3.2体膨聚合物混合液聚合物溶液和体膨聚合物混合液的注入压力与PV数(PV为注入孔隙体积倍数)关系曲线见图2和图3.由图2和图3中曲线变化趋势对比发现,体膨聚合物混合液的注入压力波动明显,反映了体膨聚合物颗粒在岩石喉道内“运移、捕集、再运移、再捕集”的流动特征.4影响评估的效果4.1“聚合物溶液+体膨聚合物混合液”调驱效果差,中低渗透层吸液量不高,且出口压力上升,则内模型主要物性参数和采收率数据见表1.表1表明,体膨聚合物混合液段塞会影响聚合物驱油效果,而且它与聚合物段塞的组合方式也将影响聚合物驱油效果.在4个实验方案中,“方案2”采收率增幅最大,“方案3”次之,“方案4”最小.由此可见,体膨聚合物混合液整体段塞调驱效果最好,聚合物整体段塞调驱效果最差,它们的段塞组合方式介于二者之间.在段塞组合方式中,“体膨聚合物混合液+聚合物溶液”调驱效果较好,“聚合物溶液+体膨聚合物混合液”调驱效果较差.体膨聚合物混合液整体段塞调驱能够取得较好的增油效果,主要得益于体膨型聚合物颗粒对高渗透层内大孔道的有效封堵,使得流动阻力增加,进而导致注入压力升高.受注入压力升高的影响,中低渗透层吸液压差会增大,吸液量也会随之增大.在2种段塞组合方式中,当采用“体膨聚合物混合液+聚合物溶液”调驱时,由于体膨聚合物颗粒对高渗透层的有效封堵,使得后续聚合物溶液更多地转向进入中低渗透层,从而扩大了波及体积.当采用“聚合物溶液+体膨聚合物混合液”调驱时,首先进入模型的聚合物对高渗透层封堵效果差,注入压力升幅较小,中低渗透层吸液压差增幅较小,相应的吸液量增幅也就不大,即便后续混合液段塞能够使注入压力有较大幅度提高,但由于受段塞尺寸的影响,其注入压力提高幅度和持续时间都将不如前一种段塞组合方式,中低渗透层吸液量受到不利影响,并最终影响调驱效果.4.2体膨聚合物混合液注入pv数在聚合物溶液和体膨聚合物混合液驱替过程中,采收率﹑注入压力和含水率与注入PV数关系见图4与图5.图4和图5中压力曲线对比可以看出,体膨聚合物混合液注入过程中压力要高于聚合物溶液注入过程的值.由此可见,注入压力升幅愈大,扩大波及作用效果愈明显,采收率增幅也就愈大.5体膨聚合物混合液调驱效果分析(1)体膨聚合物颗粒在孔隙内呈现“运移﹑捕集﹑桥堵和绕流”运动特征,有利于后续注入液体转向进入尚未波及区域.(2)在段塞尺寸和黏度相同条件下,体膨聚合物混合液调驱效果要好