化学剂注入方式对采收率的影响

化学剂注入方式对采收率的影响

聚合物二聚体双重驱油法利用聚合物和表中剂的协同作用，显著提高了驱油效果，提高了原油采收率。而针对油藏特点,优化注入方式能够让二元驱发挥最大限度的驱油作用,达到最佳开发油藏效果。对于二元驱注入方式的研究具有重要的现场应用价值。20世纪60年代,国外对二元驱的进行了大量的室内试验和矿场试验研究;在20世纪80年代,国内的胜利、新疆和大庆油田也相继开展了相关的研究。目前,针对二元驱提高采收率方面的研究,多集中于体系中低界面张力的新型表活剂、体系配方优化、体系耐温抗盐性、体系乳化性能、体系稳定性能。针对体系的注入方式的研究较少,而注入方式优化研究是提高采收率幅度的重要方面。大港油田港西三区是强非均质油藏,以复杂小砂体为主。主力油层为NmⅠⅡⅢ、NgⅠⅡ,油层埋藏深度(602~1360.8)m,原始地层压力在(9.14~12.85)MPa之间,油藏温度为53.2℃,原油密度为0.9204g/cm3,地下黏度为28.2mPa.s,凝固点为(-12.1~15.8)℃,含蜡为9.1%,胶质及沥青质含量为14.6%,地层水为NaHCO3型,地层水总矿化度为13454mg/L,孔隙度在3.06%~46.8%之间,平均为29.58%;渗透率在0.6~16423×10-3μm2之间,平均为674.47×10-3μm2,主力砂体的变异系数主要集中0.7左右。结合港西三区油藏,针对均质和非均质模型分别设计了7种注入方式的室内流动实验。为体现聚合物/表活剂二元驱较好的提高采收率方面的优势,同时确定了二元驱作为港西三区最佳注入方式,为更高效,更经济地开发油藏提供了重要的指导作用。1实验材料和方法1.1表活剂、地层水、排油砂聚合物:2.5×108万分子量的聚合物HPAM(北京恒聚化工集团);表活剂:DWS-3(大港油田采油工艺研究院);注入水和地层水:注入水6726mg/L、地层水13454mg/L(大港油田港西三区);油砂:油井洗井返排油砂(大港油田港西三区);港西三区地下原油。1.2yp3000药品100DX型双计量泵:TELEDYNE美国ISCO公司,压强量程为(0~20000)PSi,精确流速为±0.5%;活塞容器ZR—3:海安发达石油仪器科技有限公司,400mL/70MPa;热鼓风干燥箱:上海市实验仪器总厂,(0~300)℃;电子天平:常州市宏衡电子仪器厂,YP300001,最大量程为30000g,精度为0.1g,尺寸为(260×300)mm;单相电容运转电动机:天津市中环天虹微电机有限公司;搅拌机。1.3方法和步骤1.3.1聚合物hpam溶液(1)表活剂配制:将DWS—3表活剂加入现场注入水中,配制质量分数为0.2%的表活剂溶液。(2)聚合物配制:将聚合物HPAM加入现场注入水中,在搅拌机下搅拌3h,配制1800mg/L聚合物HPAM溶液。(3)二元驱配制:将DWS—3表活剂加入现场注入水中,配制质量分数为0.2%的表活剂溶液;将聚合物HPAM加入质量分数为0.2%的表活剂溶液中,在搅拌机下搅拌3h,配制1800mg/L聚合物HPAM溶液;形成质量分数0.2%表活剂DWS-3+1800mg/L聚合物HPAM二元驱。1.3.2模拟油的制备将港西三区原油用煤油进行稀释,稀释到53℃时模拟油黏度为28.2mPa·s。1.3.3电子天平均质模型的建立(1)均质模型。(1)将港西三区油井洗井返排油砂粉碎后用苯/乙醇清洗干净、放入80℃热鼓风干燥箱中烘干24h。(2)将烘干后的粒度相同的油砂在相同的压实程度的条件下,填充到(4.5×1.5×30)cm3胶结模型中,在电子天平上称干重。(3)将模型中在单相电容运转电动机作用下抽真空24h,然后采用现场地层水饱和模型中的油砂12h。(4)称量模型的湿重,计算孔隙体积。(5)利用注入水测定初始渗透率,选取集中在1000×10-3μm2的7个模型。(2)非均质模型。(1)按照均质模型的制作方法,分别制作出水测渗透率200×10-3μm2、1000×10-3μm2、1800×10-3μm2三种的均值模型,每种7个。(2)取1个200×10-3μm2、1个1000×10-3μm2、1个1800×10-3μm2组成三层的结构,层层间以点粘形式结合,结构外部采用树脂胶结。(3)得到7个尺寸为(4.5×4.5×30)cm3的模型,渗透率变异系数为0.65。1.3.4港西组成、驱油温度和驱油时间确定(1)在53℃(港西三区油藏温度)烘箱中,将流动实验的设备连接好,如图1所示。(2)对模型饱和模拟油,测定出水量,当试管中水的体积在3h内基本不再增加,认为饱和油完全,计算原始含油饱和度So(含油的孔隙体积与总孔隙体积之比为含油饱和度)和束缚水饱和度Sw,并在53℃下放置12进行老化。(3)注入水以2.0m/D(港西三区平均水驱速度)速度进行水驱油,测定不同时刻含水率、注入压力、采收率。直到含水率达到98%时(港西三区产出液综合含水率),停止水驱,计算最终水驱油采收率。(4)以不同的注入方式注入含相同用量的聚合物和表活剂的化学剂,且注入0.3孔隙体积倍数(PV),注入速度为2.0m/D,测定不同时刻含水率、注入压力、采收率。待化学剂注入完后,继续水驱,然后计算化学剂驱后的最终采收率。分组如表1所示。(5)将测定出的含水率、注入压力、采收率等数据,绘制出曲线。2聚合物、表活剂注入方式的影响含水率、注入压力、采收率是油井动态分析的重要指标。含水率上升过快,注入液直接从注入井沿固定流通渠道流出采油井,无法扩大波及体积;注入压力太低,注入液提高波及体积的能力较弱,不能调节流度比,注入压力过高,注入困难,达不到配注要求;采收率是描述油量的采出程度,当其值较小,说明注入液驱油效果不佳。针对港西三区油藏,以室内实验为主,研究了聚合物、表活剂以不同的注入方式注入时,对含水率、注入压力、采收率的影响。进而确定了港西三区油藏最佳的注入方式。2.1分注注入方式的影响由图2看出:均值模型中,水驱阶段,含水率开始突增;以不同注入方式注入化学剂后,含水率下降;继续水驱,含水率又上升至较高值。结合表2可得,聚合物/表活剂二元驱注入后,含水率降低幅度最大,为37.51%;表活剂驱最小,为3.3%;聚合物驱为25.0%;聚合物、表活剂分注的注入方式差别较大,主要集中在20%左右。由图3看出:均值模型中,水驱阶段,注入压力快速下降;以不同注入方式注入化学剂后,只有表活剂驱,压力基本无变化,其他注入压力突然上升;继续水驱,注入压力慢慢下降。结合表2可得,聚合物驱的注入压力最大,为0.91mPa;表活剂驱最小,为0.14mPa;二元驱为0.74mPa;聚合物、表活剂分注的注入方式主要处于(0.49~0.79)mPa。由图4看出:均值模型中,水驱阶段,采收率缓慢上升;以不同注入方式注入化学剂后,采收率开始突升;继续水驱,采收率慢慢处于一个稳定值。结合表2可得,二元驱提高采收率幅度最大,为18.1%;表活剂驱最小,为3.2%;聚合物驱为11.2%;聚合物、表活剂分注的注入方式处于13%左右。均质模型中,综合考虑含水率、注入压力、采收率,相对于其他的注入方式,聚合物/表活剂二元驱注入方式驱油效果最好。2.2注入方式对驱油效果的影响由图5看出:非均质模型,水驱阶段,含水率突增;以不同注入方式注入化学剂后,含水率下降;继续水驱,含水率又上升至较高值。结合表2可得,聚合物/表活剂二元驱注入后,含水率的降低幅度最大,为44.12%,表活剂驱最小,为4.35%,聚合物驱为11.45%;聚合物、表活剂分注的注入方式处于15%~33%。由图6看出:非均质模型,水驱阶段,注入压力下降;以不同注入方式注入化学剂后,只有表活剂驱,注入压力无明显变化;继续水驱,然后慢慢下降。结合表2可得,聚合物+表活剂分别注入和聚合物+表活剂分别交替二次的注入方式产生的注入压力最大,为0.56MPa;表活剂驱最小,为0.11MPa;二元驱为0.44MPa;其他注入方式处于(0.4~0.51)MPa。由图7看出:非均质模型中,水驱阶段,采收率缓慢上升;以不同注入方式注入化学剂后,采收率突升;继续水驱,采收率慢慢处于一个稳定值。结合表2可得,聚合物/表活剂二元驱提高采收率的幅度最大,为21.93%,表活剂驱最小,为2.1%,聚合物驱为15.2%;聚合物、表活剂分注的注入方式处于15.70%~19.22%。非均质模型,综合考虑含水率、注入压力、采收率,相对于其他的注入方式,聚合物/表活剂二元驱注入方式驱油效果最好。2.3聚合物驱效果在均质模型和非均质模型中,含水率、注入压力、采收率随注入液量的变化曲线基本一致,但不同的化学剂以不同的注入方式注入后,提高采收率幅度有一定的差别。变化趋势一致主要原因为:注入化学剂后,液体体系的黏度升高、油水界面张力降低、压力上升,推进前缘变得均匀,有利于在前缘形成油墙,在渗流的过程中油墙有利于孔道中残余油的启动、运移,从而达到了提高了采收率效果。聚合物/表活剂二元驱效果最好;聚合物、表活剂分注的注入方式效果次之;聚合物驱效果一般;表活剂驱效果最差。存在差别的主要原因为:二元驱将聚合物扩大波及体积和表活剂低界面张力作用同时地结合起来,协同效果明显;聚合物、表活剂分注的注入方式能一定程度上结合聚合物和表活剂的优势作用,但协同效果要弱于二元驱;聚合物驱虽有较大波及体积能力,但注入压力较高;表活剂驱降低界面张力的能力较强,但波及体积较弱,仅仅是沿着原来水驱通道运移。由表2看出:只有聚合物+表活剂驱和聚合物驱,均质模型含水率下降幅度大于非均质模型;其他注入方式,非均质模型含水率下降幅度大于均质模型;其中二元驱差值为6.61%。只有聚合物+表活剂交替注入的注入方式,均质模型的注入压力小于非均质模型;其他注入方式,非均质模型的注入压力小于均质模型;其中二元驱差值为0.3MPa。由图8和表2看出:只有表活剂驱,均值模型的采收率幅度大于非均质模型;其他注入方式,非均质模型采收率幅度大于均质模型;其中二元驱差值为3.83%。两种模型存在明显差距。表活剂驱的黏度较小,其在两种模型中扩大波及体积的能力都小,基本仍然沿原来高渗透层运移,没有进入低渗透层,所以两种模型中差异很小;其他的注入方式都含有聚合物,其黏度较大,在非均质模型中更能较好地发挥其扩大波及体积的作用,不但能够进入中高渗透层,还能进入低渗透层,而低渗透层在水驱的过程中采出程度较低,启动低渗透层的油对提高采收率具有较大的贡献。聚合物/表活剂二元驱在非均质模型中更能充分发挥其提高采收率的效果。2.4注入方式对均质模型的影响聚合物/表活剂二元驱在均质模型中,其提高采收率幅度为18.1%,高于其他注入方式;在非均质模型中,为21.93%,高于其他注入方式;其在非均质模型高于非均质模型3.83%。结合港西三区油藏的特点,并综合考虑实验中含水率、注入压力、采收率等因素,建议港西三区油藏首选聚合物/表活剂二元驱为最佳注入方式,其次采用先注聚合物、再注入表活剂的注入方式。3