王子健,盧祥國(guó),張 婧,張寶巖,金玉寶,張?jiān)孪桑稳愣?/p>
(1.東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江 大慶 163318;2.中國(guó)石油大慶油田公司 第四采油廠,黑龍江 大慶 166521)
?
強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后多種調(diào)驅(qū)劑的驅(qū)油效果對(duì)比
王子健1,盧祥國(guó)1,張 婧1,張寶巖1,金玉寶1,張?jiān)孪?,宋茹娥2
(1.東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江 大慶 163318;2.中國(guó)石油大慶油田公司 第四采油廠,黑龍江 大慶 166521)
為了優(yōu)選出強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后增油效果最好的調(diào)驅(qū)劑體系,以大慶杏樹(shù)崗油田儲(chǔ)層為研究對(duì)象,通過(guò)物理模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)研究了恒速和恒壓條件下的多種調(diào)驅(qū)劑在強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后的驅(qū)油效果。結(jié)果表明,強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后注入高濃度聚合物溶液、無(wú)堿二元復(fù)合體系、弱堿三元復(fù)合體系、“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”組合以及“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”組合都可以進(jìn)一步提高采收率,其中“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”組合液流轉(zhuǎn)向效果較好,含水率下降幅度較大,采收率增幅也較大。
三元復(fù)合驅(qū);調(diào)驅(qū)劑體系;物理模擬;聚合物凝膠;組合液;液流轉(zhuǎn)向;采收率
王子健,盧祥國(guó),張寶巖,等.強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后多種調(diào)驅(qū)劑的驅(qū)油效果對(duì)比[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,31(4):69-75.
WANG Zijian,LU Xiangguo,ZHANG Jing,et al.Comparison of enhancing oil recovery effect of multiple displacement agent systems after alkaline/surfactant/polymer flooding[J].Journal of Xi'an Shiyou University(Natural Science Edition),2016,31(4):69-75.
大慶油田三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化推廣應(yīng)用階段,已有部分區(qū)塊進(jìn)入甚至完成了后續(xù)水驅(qū),亟待進(jìn)一步采取提高采收率措施。三元復(fù)合驅(qū)后[1-3]剩余油研究結(jié)果表明,儲(chǔ)層中仍存在大量薄膜狀和簇狀剩余油[4-6],具有進(jìn)一步提高采收率的潛力。理論分析表明,三元復(fù)合驅(qū)后要進(jìn)一步提高采收率,就必須進(jìn)一步擴(kuò)大波及體積和提高洗油效率,而進(jìn)一步擴(kuò)大波及體積就意味著必須進(jìn)一步提高注入壓力。大慶杏樹(shù)崗油田水井注入壓力統(tǒng)計(jì)資料表明,前期三元復(fù)合體系注入壓力接近儲(chǔ)層巖石破裂壓力,表明后續(xù)進(jìn)一步提高采收率措施預(yù)留壓力上升空間很小。因此,在進(jìn)一步提高采收率措施增油效果評(píng)價(jià)時(shí),必須考慮實(shí)際可能的壓力升高幅度。否則,就會(huì)出現(xiàn)室內(nèi)通過(guò)大幅度提高注入壓力實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)大波及體積的目的,而礦場(chǎng)卻難以達(dá)到壓力升幅要求甚至注入困難的局面。依據(jù)礦場(chǎng)實(shí)際需求,以大慶杏樹(shù)崗油田為研究對(duì)象,在恒速和恒壓條件下開(kāi)展了強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率增
油效果實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)對(duì)比不同方案,優(yōu)選出對(duì)目標(biāo)區(qū)塊進(jìn)一步提高采收率措施選擇具有重要參考價(jià)值的可行性方案,為礦場(chǎng)決策提供支持。
1.1實(shí)驗(yàn)材料
聚合物[7-8]為中國(guó)石油大慶煉化公司生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺干粉(用CP表示),相對(duì)分子質(zhì)量為2 500×104,固含量為90%。表面活性劑包括:①大慶油田東昊公司生產(chǎn)的重烷基苯石油磺酸鹽,有效含量50%,用于強(qiáng)堿三元復(fù)合體系(用Cs1表示);②中國(guó)石油大慶煉化公司生產(chǎn)的石油磺酸鹽,有效含量38%,用于弱堿三元復(fù)合體系(用Cs2表示);③大連戴維斯化學(xué)劑有限公司生產(chǎn)的非離子表面活性劑(簡(jiǎn)稱(chēng)“DWS”,用Cs3表示),有效含量40%,用于無(wú)堿二元復(fù)合體系。強(qiáng)堿為NaOH(用CA表示),弱堿為Na2CO3(用Ca表示)。上述藥劑取自大慶油田第四采油廠。交聯(lián)劑為有機(jī)鉻,有效含量為2.7%??蓜?dòng)微球SMG(H)調(diào)剖劑由中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院采油所提供,有效含量100%。反向調(diào)剖劑正電膠由大慶油田采油四廠提供,有效含量90%,“凝膠+體膨顆?!闭{(diào)剖劑由大慶油田采油工程院提供。
實(shí)驗(yàn)用油由大慶油田第四采油廠脫氣原油與煤油混合而成,45 ℃條件下黏度為10.0 mPa·s。實(shí)驗(yàn)用水為大慶油田第四采油廠采出污水,離子組成見(jiàn)表1。
表1 水質(zhì)分析Tab.1 Water quality analysis
針對(duì)大慶杏樹(shù)崗油田的地質(zhì)及開(kāi)發(fā)特點(diǎn),選擇和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件滲透率相匹配的巖心,因此實(shí)驗(yàn)巖心由3種滲透率人造均質(zhì)巖心[9-10]組成,單塊巖心外觀幾何尺寸為:高×寬×長(zhǎng)=4.5cm×4.5cm×30cm,滲透率分別為1600×10-3μm2、800×10-3μm2和400×10-3μm2。
1.2實(shí)驗(yàn)裝置
對(duì)于播音主持來(lái)說(shuō),情感表達(dá)是整個(gè)節(jié)目的基礎(chǔ)。播音主持人良好的情感表達(dá)能力可以有效帶動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目氣氛,激發(fā)受眾對(duì)節(jié)目的情感,從而引發(fā)共鳴,實(shí)現(xiàn)節(jié)目收視率的提升。新媒體發(fā)展迅猛,播音主持人與受眾的互動(dòng)更加重要??墒?,在很多節(jié)目中,情感表達(dá)較差的現(xiàn)象仍屢見(jiàn)不鮮,臨場(chǎng)應(yīng)變能力不足,對(duì)節(jié)目的控制能力較差,在這種情況下,節(jié)目整體效果不佳,在影響節(jié)目收視率的同時(shí)也會(huì)制約媒體行業(yè)的健康發(fā)展。
采用DV-Ⅱ型布氏黏度儀測(cè)試驅(qū)油劑視黏度,分別使用“0”號(hào)轉(zhuǎn)子(0~100 mPa·s),轉(zhuǎn)速為6 r/min;“1”號(hào)轉(zhuǎn)子(100~200 mPa·s),轉(zhuǎn)速為30 r/min;“2”號(hào)轉(zhuǎn)子(200~1 000 mPa·s),轉(zhuǎn)速為30 r/min。采用TX500C旋滴油水界面張力儀測(cè)試驅(qū)油劑與原油間界面張力。
采用驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)驅(qū)油劑增油降水效果,裝置主要包括平流泵、壓力傳感器、巖心夾持器、手搖泵和中間容器等部件,除平流泵和手搖泵外,其它部分都置于45 ℃恒溫箱內(nèi)。
3塊不同滲透率的巖心組成三管并聯(lián)的物理模型進(jìn)行驅(qū)替,巖心滲透率高、中、低三層按梯度遞減,比例為4∶2∶1,實(shí)驗(yàn)設(shè)備及流程見(jiàn)圖1。
圖1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及流程示意圖(上面的為活塞容器,下面的紅色線條為非活塞容器)Fig.1 Experimental equipment and process
1.3實(shí)驗(yàn)方案
1.3.1強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)基礎(chǔ)方案水驅(qū)至含水98%+強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)(0.06PV的聚合物前置段塞(0.18% CP)、0.3PV的三元主段塞(0.3% CS1+1.2%CA+0.2%CP)、0.15PV的三元副段塞(0.2% CS1+1.0%CA+0.17%CP))以及0.2PV的聚合物保護(hù)段塞(0.14%CP))+后續(xù)水驅(qū)至含水98%。后續(xù)實(shí)驗(yàn)都將在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行,可根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)調(diào)整后續(xù)水驅(qū)的時(shí)間。
1.3.2強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后后續(xù)實(shí)驗(yàn)方案后續(xù)實(shí)驗(yàn)分別完成弱堿三元、無(wú)堿二元、高濃聚合物、Ⅲ型聚表劑、調(diào)剖劑+弱堿三元復(fù)合驅(qū)以及調(diào)剖劑+無(wú)堿二元復(fù)合驅(qū)6種體系的驅(qū)替,各個(gè)段塞尺寸會(huì)有所變化,總尺寸保持0.7PV不變(表2—表7)。
特別要說(shuō)明的是,由于實(shí)驗(yàn)中所用的人造巖心不能精準(zhǔn)控制完全一致,因此每步實(shí)驗(yàn)方案下都會(huì)給出氣測(cè)滲透率具體數(shù)值以作參考。
2.1恒速實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
從如上方案中大量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)(表2—表7)得出:在3種滲透率的均質(zhì)巖心注入相同類(lèi)型的調(diào)驅(qū)劑,采收率增幅隨著前置段塞尺寸的增大而增大。從每種體系中選出擴(kuò)大波及體積作用效果較好、采收率增幅較大的有:方案2-3、方案3-3、方案4-1、方案5-1、方案6-1以及方案7-1(其中方案4-1和方案5-1只有一種注入方式,沒(méi)有對(duì)比實(shí)驗(yàn)),各個(gè)節(jié)點(diǎn)詳細(xì)增油效果對(duì)比見(jiàn)表8。
表2 弱堿三元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.2 Experimental schemes of weak alkali/surfactant/polymer oil displacement system
表3 無(wú)堿二元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.3 Experimental schemes of surfactant/polymer oil displacement system
表4 高濃聚合物驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.4 Experimental scheme of high concentration polymer oil displacement system
表5?、笮途郾韯?qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.5 Experimental scheme of type Ⅲ surfactant oil displacement system
表6 調(diào)剖劑+弱堿三元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.6 Experimental schemes of "profile control agent + weak alkali/surfactant/polymer" oil displacement system
備注:其中Cr3+凝膠、正電膠、SMG(N)、凝膠-緩膨顆粒的濃度為1%。
表7 調(diào)剖劑+無(wú)堿二元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)方案Tab.7 Experimental schemes of "profile control agent + surfactant/polymer" oil displacement system
備注:其中Cr3+凝膠、正電膠、SMG(N)、凝膠-緩膨顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。
表8 提高采收率恒速實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.8 Constant speed experimental results of oil recovery
后續(xù)注入的弱堿三元體系、無(wú)堿二元體系以及高濃聚合物體系等等都在基礎(chǔ)方案上進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中首先采用“恒速方式”進(jìn)行驅(qū)替(每個(gè)方案完成兩組平行實(shí)驗(yàn)),隨后從平行恒速方案中選取增油效果較好的方案進(jìn)行“恒壓方式”實(shí)驗(yàn)(恒壓過(guò)程中注入壓力取前期強(qiáng)堿三元復(fù)合體系注入過(guò)程中最高壓力),計(jì)算采收率增幅,并與“恒速方式”進(jìn)行對(duì)比。
從表8可以看出,在強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率方法中,“凝膠-緩膨顆粒+弱堿三元復(fù)合體系”驅(qū)替方式增油效果最好,其次為“聚合物凝膠+無(wú)堿二元體系”和“高濃聚合物溶液+無(wú)堿二元復(fù)合體系”驅(qū)替方式,再其次為無(wú)堿二元體系和弱堿三元復(fù)合體系,“調(diào)剖劑+弱堿三元復(fù)合體系”和“調(diào)剖劑+無(wú)堿二元復(fù)合體系”驅(qū)替方式采收率增幅較小,聚表劑驅(qū)采收率增幅最小。
2.2恒壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
以下選取高濃度聚合物驅(qū)、無(wú)堿二元復(fù)合驅(qū)和弱堿三元復(fù)合驅(qū)、“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”和“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”驅(qū)替方式進(jìn)行恒壓實(shí)驗(yàn),采收率數(shù)據(jù)見(jiàn)表9。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注入壓力、含水率、采收率與PV數(shù)關(guān)系對(duì)比見(jiàn)圖2。
從圖2中可以得出:恒速與恒壓實(shí)驗(yàn)相比較,恒速實(shí)驗(yàn)液流轉(zhuǎn)向[11-13]效果較好,含水率降幅和采收率增幅都較大。
表9 恒壓實(shí)驗(yàn)采收率結(jié)果Tab.9 Constant pressure experimental results of oil recovery
圖2 強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后進(jìn)一步提高采收率實(shí)驗(yàn)注入壓力、含水率和采收率與PV數(shù)關(guān)系Fig.2 Relationships between injection pressure,water-cut and recovery factor and injection volume of different oil displacement systems after strong alkaline/surfactant/polymer flooding
與恒速實(shí)驗(yàn)相比較,大部分恒壓實(shí)驗(yàn)采液速度都呈現(xiàn)較大幅度下降,其中高濃度聚合物驅(qū)采液速度較低,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),是無(wú)堿二元和弱堿三元驅(qū)的兩倍,“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”和“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”驅(qū)替方式采液速度較高,其中“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”驅(qū)采收率增幅最大。由此可見(jiàn),當(dāng)采用強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)過(guò)程中最高注入壓力作為后續(xù)進(jìn)一步提高采收率方法的注入壓力進(jìn)行恒壓實(shí)驗(yàn)時(shí),幾種復(fù)合體系都可以進(jìn)一步提高采收率,但驅(qū)替時(shí)間和采液速度各有不同(見(jiàn)圖3),其中“聚合物凝膠+無(wú)堿二元體系”驅(qū)采液速度較快,采收率增幅較大,效果較好。
圖3 各種方案采液速度與驅(qū)替時(shí)間關(guān)系Fig.3 Relationships between liquid production rate and displacement time
(1)在恒速實(shí)驗(yàn)條件下,強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)后注入高濃度聚合物溶液、無(wú)堿二元復(fù)合體系、弱堿三元復(fù)合體系、“聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”組合和“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”組合都可以進(jìn)一步提高采收率,其中“凝膠-緩膨顆粒+弱堿三元復(fù)合體系”液流轉(zhuǎn)向效果較好,含水率下降幅度較大,采收率增幅較大。
(2)聚合物凝膠+弱堿三元復(fù)合體系”組合和“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”組合的增油效果優(yōu)于前幾種單一的體系,這表明聚合物凝膠進(jìn)入了高滲透層,增加了滲流阻力,提高了后續(xù)復(fù)合體系的波及體積和洗油效果,進(jìn)而影響到最終采收率。
(3)在恒壓實(shí)驗(yàn)條件下,高濃聚合物采液速度較低,生產(chǎn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),相應(yīng)操作費(fèi)較高。與其它恒壓驅(qū)油方式相比較,“聚合物凝膠+無(wú)堿二元復(fù)合體系”驅(qū)采收率增幅較大,采液速度較高。但也必須看到,方案的選定除了從采收率增幅、操作費(fèi)用兩方面考慮,還要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)狀況、破裂壓力等方面因素綜合考慮。
[1]程杰成,吳軍政,胡俊卿 .三元復(fù)合驅(qū)提高原油采收率關(guān)鍵理論與技術(shù)[J].石油學(xué)報(bào),2014,35(2):310-318.
CHENG Jiecheng,WU Junzheng,HU Junqing.Key theories and technologies for enhanced oil recovery of alkaline/surfactant/polymer flooding [J].Acta Petrolei Sinica,2014,35(2):310-318.
[2]WANG Demin,CHENG Jiecheng.An alkaline_surfactant_polymer field test in a reservoir with a long_term 100%water cut[C].SPE 49018,1998:305-318.
[3]趙長(zhǎng)久,趙群,么世椿.弱堿三元復(fù)合驅(qū)與強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)的對(duì)比[J].新疆石油地質(zhì),2006,27(6):728-730.
[4]裴海華,葛際江,張貴才,等 .稠油泡沫驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)微觀驅(qū)油機(jī)理對(duì)比研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,25(1):53-56.
PEI Haihua,GE Jijiang,ZHANG Guicai,et al.Comparison of microscopic oil displacement mechanism of foam flooding with ASP flooding for heavy oil[J].Journal of Xi'an University of Petroleum(Natural Science Edition),2010,25(1):53-56.
[5]郭春萍.三元復(fù)合體系黏度場(chǎng)分布模擬研究[J].石油與天然氣學(xué)報(bào),2014,36(12):220-223.
GUO Chunping.The simulation research of viscosity distribution of Alkali-surfactant-polymer(ASP)system[J].Journal of Oil and Gas Technology,2014,36(12):220-223.
[6]趙方劍,呂遠(yuǎn),李 超,等.勝利油田孤東原油超低界面張力驅(qū)油體系研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,30(1):72-75.
ZHAO Fangjian,LYU Yuan,LI Chao,et al.Research in ultralow interfacial tension oil displacement system for Gudong crude oil in Shengli Oilfield[J].Journal of Xi'an University of Petroleum(Natural Science Edition),2015,30(1):72-75.
[7]張運(yùn)來(lái),盧祥國(guó),張?jiān)茖殻?江蘇油田中高滲透油藏聚合物驅(qū)聚合物適應(yīng)性研究[J].油田化學(xué),2008,25(3):245-249.
[8]趙長(zhǎng)久,韓培慧,李新峰.聚合物注入壓力探討[J].油氣采收率技術(shù),1997,4(2):17-21.
[9]盧祥國(guó),高振環(huán),閆文華.人造巖心滲透率影響因素試驗(yàn)研究[J].大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā),1994,13(4):53-55.
[10] 盧祥國(guó),宋合龍,王景盛,等.石英砂環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)非均質(zhì)模型制作方法:ZL200510063665.8[P]2005-09-07.
[11] 李忠興,韓洪寶,程林松,等.特低滲油藏啟動(dòng)壓力梯度新的求解方法及應(yīng)用[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2016,31(4):107-109.
LI Zhongxing,HAN Hongbao,CHENG Linsong,et al.A new solution and application of starting pressure gradient in ultra-low permeability reservoir[J].Petroleum Exploration and Development,2016,31(4):107-109.
[12] WANG Demin,CHENG Jiecheng,LI Qun,et al.An alkaline/bio_surfactant/polymer flooding pilot in Daqing oil field[C].SPE 57304,1999:1-12.
[13] 張宇焜,汪偉英,周江江.注水壓力對(duì)低滲透儲(chǔ)層滲流特征的影響[J].巖性油氣藏,2010,22(2):120-122.
ZHANG Yukun,WANG Weiying,ZHOU Jiangjiang.The influence of water injection pressure on percolation of low permeability reservoirs[J].Lithologic Reservoirs,2010,22(2):120-122.
責(zé)任編輯:賀元旦
Comparison of Enhancing Oil Recovery Effects of Multiple Displacement Agent Systems after Alkaline/Surfactant/Polymer Flooding
WANG Zijian1,LU Xiangguo1,ZHANG Jing1,ZHANG Baoyan1,JIN Yubao1,ZHANG Yuexian2,SONG Rue2
(1.Key Laboratory of Education Ministry for Enhanced Oil Recovery,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,Heilongjiang,China;2.The Fourth Oil Production Plant,Daqing Oilfield Company of CNPC,Daqing 166521,Heilongjiang,China)
In order to optimize the best oil displacement agent system after alkaline/surfactant/polymer flooding,taking the reservoir conditions of Daqing Xingshugang oilfield as research subject,the enhancing oil recovery effects of multiple oil displacement agent systems after alkaline/surfactant/polymer flooding under constant speed and constant pressure are studied and compared by physical simulation oil displacement experiments.The results show that high concentration polymer system,surfactant/polymer system,weak alkali/surfactant/polymer system,polymer gel + surfactant/polymer system and polymer gel + weak alkali/surfactant/polymer system could all further enhance oil recovery after alkaline/surfactant/polymer flooding,and of these,the polymer gel + weak alkali/surfactant/polymer system has the better liquid flow steering effect,the greater water-cut decreasing and the greater increase of oil recovery factor.
alkaline/surfactant/polymer flooding;oil displacement agent system;physical simulation;polymer gel;combination liquid;liquid flow steering;recovery factor
A
2015-03-01
大慶油田公司重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“杏北開(kāi)發(fā)區(qū)一類(lèi)油層三元復(fù)合驅(qū)后提高采收率室內(nèi)研究”(編號(hào):DQYT-0504003-2014-JS)
王子健(1991-),男,碩士研究生,主要從事提高采收率技術(shù)研究。E-mail:wangzijian1207@126.com
10.3969/j.issn.1673-064X.2016.04.012
TE357.46
1673-064X(2016)04-0069-07