金 磊，劉慶旺

（東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163000）

江蘇油田位于長江和淮河的下游，具有儲層物性較差、非均質(zhì)性嚴(yán)重、復(fù)雜斷塊、原油含蠟量高，凝固點高（平均在32 ℃以上）、油水流度比較低（平均6.21）。該油田油區(qū)115個開發(fā)單元，其中含水率高于80%的約占1/4,這部分原油地質(zhì)儲量約2 726×104于1977年投入開發(fā)，共有采油井2 000余口，目前該油田已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)晚期，日產(chǎn)油水平4696 t/d,剩余可采儲量1 766.9×104。

該區(qū)塊在注水開發(fā)過程中，注水井注入水困難，注入水量與含水率及油壓相關(guān)性不大，是典型的單井采收率較低、產(chǎn)量遞減速度快、水驅(qū)采油效率低等問題。由于聚合物驅(qū)油技術(shù)具有非常明顯的剖面調(diào)整及擴大注入水波及系數(shù)的作用，該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場。為此開展聚合物驅(qū)注入?yún)?shù)優(yōu)化的研究，對區(qū)塊產(chǎn)量進(jìn)行數(shù)值模擬計算具有重要的理論指導(dǎo)意義[1-3]。

1 實驗條件

1.1 實驗材料

實驗用聚合物為北化院抗鹽聚合物和KYPAM62620，實驗用油取自江蘇油田真35區(qū)塊，油藏溫度(78 )℃條件下粘度為1.85 MPa·s。

實驗用水采用模擬地層水，離子組成見表1。

表1 模擬地層水離子組成Table 1 Consist of formation water ion

巖心為石英砂環(huán)氧樹脂膠結(jié)人造非均質(zhì)巖心，幾何尺寸：長×寬×高=30 cm×4.5 cm×4.5 cm。巖心包括高中低三個滲透層，各小層厚度為1.5 cm，氣測滲透率分別為 40×10-3、100×10-32、250×10-3mm2，平均氣測滲透率為130×10-3mm2，變異系數(shù)為0.679。

1.2 實驗設(shè)備及儀器

采用 DV-Ⅱ型布氏黏度計測試聚合物溶液黏度。采用驅(qū)替實驗裝置評價聚合物驅(qū)油效果，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。除平流泵和手搖泵外，其它部分置于油藏溫度78 ℃恒溫箱內(nèi)。

1.3 試驗程序

實驗溫度與地層溫度對應(yīng)，采用78 ℃，用模擬地層水飽和巖心，并作為注入水進(jìn)行驅(qū)替。飽和油、水驅(qū)及聚驅(qū)注入速度均為0.31 mL/min，操作步驟如下：

（1）將澆鑄好的巖心抽真空 2~3 h，真空度≤-0.096 MPa，飽和模擬地層水1~2 h，計算孔隙體積和孔隙度；

（2）將飽和好水的巖心放置在恒溫箱內(nèi)恒溫12 h以上(78 )℃；

（3）在78 ℃下用模擬油驅(qū)替巖心，建立束縛水，驅(qū)替至出口端含油98%以上為止，確定含油飽和度。飽和油后的巖心放置在恒溫箱內(nèi)恒溫老化 1 d(78 )℃；

（4）在78 ℃下進(jìn)行水驅(qū)，至巖心出口含水98%以上結(jié)束，計算水驅(qū)采收率；

（5）根據(jù)不同方案配制相應(yīng)的聚合物溶液，進(jìn)行聚合物驅(qū)油，直至模型出口含水98%以上為止，計算聚合物驅(qū)采收率[4,5]。

2 實驗結(jié)果及分析

2.1 注入濃度優(yōu)化

聚合物濃度：800、1 000、1 200、1 400、1 600 mg/L。水驅(qū)至含水98%；再聚驅(qū)至含水98%；每隔0.5~1.0 h記錄一次油、水體積和壓力。水驅(qū)、化學(xué)驅(qū)采收率實驗結(jié)果見表2和圖1。

圖1 不同濃度時采收率增加值與注聚量關(guān)系Fig.1 Relationship of polymer injection and recovery addition in different concentration

從表2和圖1中可以看出，綜合考慮成本、采收率增量與注入能力三個因素，選擇1 200 mg/L為最優(yōu)化的濃度。

表2 注入濃度優(yōu)化采收率實驗結(jié)果Table 2 Optimization of implant concentration recovery results

2.2 注入時機考察

先分別水驅(qū)至含水 80%、90%、98%，再用優(yōu)化的濃度(1 200 mg/L)聚驅(qū)至含水98%。實驗結(jié)果見表3和圖2。由表3可以看出，水驅(qū)后轉(zhuǎn)聚驅(qū)越早，最終采收率越高[6]。根據(jù)圖2可進(jìn)行聚驅(qū)經(jīng)濟評價。

表3 注入時機優(yōu)化采收率實驗結(jié)果Table 3 Injection timing to optimize recovery results

圖2 不同注入時機采收率增加值與注聚量關(guān)系Fig.2 Relationship of polymer injection and recovery addition in different injection timing

2.3 段塞大小考察

先水驅(qū)至含水 98%，再用優(yōu)化的濃度(1 200 mg/L)聚驅(qū)：0.19 PV、0.38 PV、0.57PV、0.76PV，之后水驅(qū)至含水98%。實驗結(jié)果見表4，從表4可以看出，注聚至0.38 PV之后，采收率增加變緩，注聚0.57 PV時，巖心出口含水已達(dá)98%，因此考慮在注聚量0.38~0.57 PV之間轉(zhuǎn)水驅(qū)，用水來推動前面的聚合物段塞，可節(jié)省聚合物，并且對采收率影響不大[7]。

表4 段塞大小優(yōu)化采收率實驗結(jié)果Table 4 Slug size to optimize recovery results

2.4 段塞組合考察

方式1：前置段塞(2 500 mg/L 0.05 PV)+主段塞(1 200 mg/L，0.38 PV)+水驅(qū)至98%

方式2：前置段塞(3 000 mg/L 0.04 PV)+主段塞(1 200 mg/L，0.38 PV)+水驅(qū)至98%

方式3：前置段塞(3 500 mg/L 0.03 PV)+主段塞(1 200 mg/L，0.38 PV)+水驅(qū)至98%

表5 段塞組合優(yōu)化采收率實驗結(jié)果Table 5 Slug combination optimization recovery results

由表5結(jié)果可以看出，前置段塞的注入，起到調(diào)剖的功效，對于提高采收率十分有利，其中，方式1的段塞組合采收率最高[8]。

圖3為不同段塞組合時采收率增加值與注聚量關(guān)系。

圖3 不同段塞組合時采收率增加值與注聚量關(guān)系Fig.3 Relationship of polymer injection and recovery addition when a combination of different slug

2.5 真12塊驅(qū)油效率考察

真12塊巖心為三層非均質(zhì)巖心，尺寸4.5 cm×4.5 cm×30 cm，滲透率分別為：50×10-3、200×10-3、850×10-3mm2，平均滲透率為 367×10-3mm2，變異系數(shù)為0.946，實驗溫度為68.5 ℃，參數(shù)采用4.1、4.2、4.3、4.4中優(yōu)化的結(jié)果，測定采收率，其它條件與真35塊相同。

真12與真35塊采收率對比見表6，由表6可以看出，由于真12塊平均滲透率較高，其采收率比真35塊明顯高，水驅(qū)階段采收率為49.2%，聚驅(qū)采收率增量達(dá)22.8%，總采收率高達(dá)71.9%。在真12塊模擬巖心上，北化院聚合物比KYPAM62620采收率高4.2%。

表6 真12與真35塊聚驅(qū)對比Table 6 Compare Zhen 12 region to Zhen 35 of polymer flooding

根據(jù)以上注入?yún)?shù)優(yōu)化實驗，確定真35最優(yōu)化的聚驅(qū)方案為：“前置段塞(2 500 mg/L 0.05 PV)+主段塞(1 200 mg/L，0.38 PV)+水驅(qū)至98%”，采收率可在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高 20.9%，總注聚量為 0.118 6 t/m3油藏。

3 結(jié) 論

驅(qū)油效率評價實驗表明：水驅(qū)油藏轉(zhuǎn)聚驅(qū)時機越早，最終采收率越高。通過參數(shù)優(yōu)化實驗，得到最佳聚驅(qū)方案為：“前置段塞(2 500 mg/L 0.05 PV)+主段塞(1 200 mg/L，0.38 PV)+水驅(qū)至98%”，采收率增幅 20.9%。注聚濃度高則注入壓力高，注入能力下降；隨著注入速度增加，注入壓差逐漸增加，增加到一定程度后趨于平穩(wěn)，因此，在一定范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)馗淖冏⑷胨俣?，對注入能力影響不大?/p>

在滲透率為50×10-3m2條件下，注聚壓力隨注入量增加持續(xù)升高，表明巖心內(nèi)發(fā)生堵塞；當(dāng)滲透率≥130×10-3m2，注聚時的最高壓力只在注聚開階段出現(xiàn)，隨著注入體積的增加，注入壓力趨于平穩(wěn)，表明聚合物溶液在此類巖心中具有較好的注入性，能夠有效地向地層中傳播。

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