化學驅波及系數(shù)和驅油效率的研究.pdf

1、自二十世紀五十年代開始,國內外就著手進行了油田開發(fā)晚期或水驅結束后的化學驅油技術研究,而在九十年代化學驅油作為我國注水開發(fā)油田提高采收率的重要方法,已經從機理研究、配方優(yōu)選進入到先導性礦場試驗階段,特別是聚合物驅油技術已在大慶油田實現(xiàn)了工業(yè)性應用,并取得了明顯的增油降水效果.但是由于化學驅機理十分復雜,人們對其中的許多基礎性問題仍缺乏足夠的認識.因此,為了進一步提高化學驅的驅油效果,完善化學驅油機理,有必要對化學驅中的物理化學滲流機理進

2、行深層次的、系統(tǒng)的研究.這也正是"十五"期間國家重點基礎項目"大幅度提高原油采收率的基礎研究"的目的,"化學驅驅油效率和波及系數(shù)研究"即屬該項目的部分內容.本文在對國內外有關水驅與化學驅的波及系數(shù)和驅油效率資料調研基礎上,以大慶油田為依托,充分利用豐富的密閉取心檢查井巖心分析資料,總結出了大慶油田的水驅波及系數(shù)和驅油效率的變化特征,定量給出了大慶油田目前的水驅波及系數(shù)和驅油效率；依據(jù)砂巖油田的沉積規(guī)律,按照物理模擬的相似理論,設計出與大

3、慶油田主力油藏相似的二維及三維非均質物理模型,并通過微觀網絡模型、大型二維平面均質模型及三維物理模型的驅油實驗,對化學驅滲流機理、波及系數(shù)及驅油效率進行了研究,揭示了聚合物驅和三元復合驅的驅油效率、波及系數(shù)和最終采收率值大小,以及驅油效率和波及系數(shù)對采收率提高值的貢獻.特別是,對聚合物能否提高驅油效率給予了肯定的回答.主要研究結論可歸納為下述幾點: 1、設計并制作了五種大型物理模擬實驗用的物理模型,從阿爾奇原理出發(fā),通過測量電極

4、間的電阻率來判斷油層的含油飽和度,建立了一套由電極、數(shù)據(jù)采集板和數(shù)據(jù)輸出終端(電腦)構成的自動化程度較高的測量、采集系統(tǒng).飽和度測量誤差在1.0～1.5個百分點之間.實現(xiàn)測定化學驅不同驅替階段巖心內的含油飽和度分布和化學驅的前緣位置. 2、建立了微觀驅油動態(tài)彩色圖像量化處理系統(tǒng).主要具有以下幾方面的功能: ①實現(xiàn)對微觀驅油實驗過程動態(tài)圖像的連續(xù)錄取(時間間隔約為1.5秒)；②對驅替過程的動態(tài)圖象進行分析得到不同驅替倍數(shù)下

5、的采出程度并繪制采收率曲線；③顯示宏觀目標(如水前緣)在整個模型中的運動軌跡；④在適當?shù)姆糯蟊稊?shù)下,跟蹤錄取目標(如油珠)在孔隙中的運動情況,計算目標在每一時刻的特征參數(shù),得到目標的運動軌跡；⑤對模型內的孔隙參數(shù)進行分析,得到微觀模型孔隙、喉道的特征值. 3、通過密閉取心檢查井巖心資料和儲層預測分析與研究,宏觀上給出了大慶油田不同類型儲層的水驅波及系數(shù)和驅油效率.水驅波及系數(shù)變化范圍在41.4﹪～67.7﹪之間,水驅驅油效率處于

6、40.0﹪～65.0﹪之間,平均為為53.2﹪左右. 4、微觀和巖心驅油實驗結果均表明,聚合物驅的主要作用在于提高波及系數(shù),而且主要是提高中低滲透層的波及系數(shù)其驅油機理是:(1)流度比的降低提高了聚合物驅的波及系數(shù)；(2)聚合物溶液剪切應力的增加,可以驅替孤島狀、膜狀剩余油.(3)聚合物溶液的粘彈性可以減少盲狀剩余油. 5、室內巖心模擬實驗表明聚合物驅可提高驅油效率8﹪左右.非均質有隔層低滲透儲層波及系數(shù)提高21.9﹪左

7、右,中滲透提高波及系數(shù)10.1﹪左右,高滲透層提高波及系數(shù)7.1﹪；而非均質無隔層低滲透儲層波及系數(shù)提高42.2﹪左右；中滲透提高波及系數(shù)23.4﹪左右,相比于有隔層模型來說,無隔層模型的水驅波及系數(shù)相對低一些,但是波及系數(shù)提高值卻是相反. 6、三元復合驅既能提高驅油效率,又能提高波及系數(shù),其驅油機理是:(1)超低界面張力的作用,增加了毛管數(shù),降低了剩余油含油飽和度,提高驅油效率；(2)聚合物的加入,增加了驅替劑的粘性,降低了油

8、水流度比,減緩了指進現(xiàn)象,改善了驅替液的流場分布,增加了驅替液的波及系數(shù)；(3)三元復合體系與原油形成乳狀液,在運動過程中不斷碰撞、聚并,并逐漸形成油墻,擴大波及范圍并將更多的微觀殘余油乳化分散成油滴驅替出來.(4)表面活性劑與堿的加入,改變了油層的潤濕性. 7、三元復合驅提高驅油效率值為32.18﹪.三元復合驅結束后,低滲透層波及系數(shù)增加了30.5﹪；中滲透層波及系數(shù)增加27.4﹪,高滲透層波及系數(shù)比水驅結束時增加14.8﹪.

9、而無隔層模型相對于有隔層模型來說,中滲透層提高波及系數(shù)幅度相對較高. 8、從驅油效率和波及系數(shù)對采收率的貢獻程度上看,聚合物驅驅油效率對提高采收率的貢獻為11.85﹪,三元復合驅貢獻為33.27﹪.三元復合體系充分發(fā)揮了其協(xié)同效應,大幅度提高了原油采收率,但為了充分發(fā)揮三元復合體系的驅替效果,應主要將三元復合體系注入到高滲透油層,同時將中低滲透油層用聚合物驅,之后進行二元體系驅替中低滲透層,實現(xiàn)總量不變的情況下,大幅度提高原油采