盧大艷 白 俊

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300452)

印度尼西亞Widuri油田聚合物驅(qū)油單井先導(dǎo)性試驗(yàn)

盧大艷 白 俊

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300452)

經(jīng)歷近30年注水開(kāi)發(fā)，印度尼西亞Widuri油田存在嚴(yán)重的注水突進(jìn)、水驅(qū)效果差、油田采收率低等問(wèn)題，亟需采取穩(wěn)油控水措施提高采收率。通過(guò)對(duì)Widuri油田開(kāi)展聚合物驅(qū)可行性分析、聚合物篩選評(píng)價(jià)、優(yōu)化地面配注工藝、研制地面注入設(shè)施以及應(yīng)用井間示蹤監(jiān)測(cè)技術(shù)和聚合物保黏工藝等一系列技術(shù)措施，成功在該油田實(shí)施了聚合物驅(qū)單井先導(dǎo)性試驗(yàn)，并取得了較好成果，可為今后類似海外油田穩(wěn)油控水開(kāi)發(fā)提供借鑒。

聚合物驅(qū)；穩(wěn)油控水；提高采收率；先導(dǎo)性試驗(yàn)；Widuri油田

經(jīng)歷近30年注水開(kāi)發(fā)，印度尼西亞Widuri油田存在注水突進(jìn)現(xiàn)象嚴(yán)重、水驅(qū)效果變差、油田采收率偏低問(wèn)題，亟需提高采收率技術(shù)實(shí)現(xiàn)油田穩(wěn)油控水。聚合物驅(qū)三次采油是目前國(guó)內(nèi)陸地油田和海上油田提高采收率的主要技術(shù)手段之一[1]。大慶油田自2002年以來(lái)，通過(guò)聚合物驅(qū)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)年增產(chǎn)油量突破千萬(wàn)噸[2]，成效顯著。中國(guó)海油自2003年在渤海油田開(kāi)展單井試驗(yàn)取得成功后，陸續(xù)在綏中36-1、錦州9-3等中高含水期油田開(kāi)展聚合物驅(qū)油，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益[3]，并且在地質(zhì)油藏研究、聚合物篩選評(píng)價(jià)、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究、地面配注工藝、井下分注管柱、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施、效果跟蹤評(píng)價(jià)、聚合物產(chǎn)出液處理等方面已形成綜合技術(shù)能力，這對(duì)Widuri油田開(kāi)展聚合物驅(qū)油具有較好的借鑒意義。

通過(guò)對(duì)Widuri油田開(kāi)展聚合物驅(qū)可行性分析發(fā)現(xiàn)，該油田區(qū)塊高孔高滲，地層溫度85℃，地層水總礦化度最高17 000 mg/L，對(duì)聚合物的耐溫性能和抗鹽性能提出了較高要求。同時(shí)，工程條件上受限于井口平臺(tái)空間、承重、水電氣等公用資源不足，使得在國(guó)內(nèi)陸地油田采用的配注站加注入站[4]模式不具備實(shí)施條件，海上現(xiàn)有注聚工藝不能直接套用。筆者通過(guò)開(kāi)展油藏聚合物驅(qū)的可行性分析、高溫高鹽油藏條件下聚合物的優(yōu)選評(píng)價(jià)、地面注聚設(shè)備研制、地面配注工藝的改進(jìn)以及井間示蹤檢測(cè)技術(shù)和聚合物保黏技術(shù)的應(yīng)用研究等，在Widuri油田取得了聚合物驅(qū)油單井先導(dǎo)性試驗(yàn)的成功，可為今后海外類似油田開(kāi)展聚合物驅(qū)提供借鑒。

1 聚合物驅(qū)可行性分析

Widuri油田為砂巖油藏，埋深1 025～1 072 m，有9個(gè)儲(chǔ)層砂體(33-4、33-633-7、34-1、34-2、34-3、35-1、35-2和36-1)，其中33-4砂體位于油層頂部,厚度1.52～11.58 m，砂體的孔隙度23%～36%(平均31%)，滲透率300～5 000 mD(平均1 868 mD),滲透率變異系數(shù)0.5～0.9，地層原油黏度3～5 mPa·s。Widuri油田33-4儲(chǔ)層目前有21口生產(chǎn)井、15口注水井，含水率94.2%,采收率僅18.4%。由于常年注水開(kāi)發(fā)在高滲透條帶形成注水突進(jìn)，生產(chǎn)井產(chǎn)出高含水，整個(gè)水驅(qū)效率低，因此亟需采取穩(wěn)油控水措施提高油田采收率。

通過(guò)對(duì)陸地油田和海上油田提高采收率的技術(shù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)在油田注水開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期階段采用聚合物驅(qū)、ASP三元復(fù)合驅(qū)等方法可顯著提高采收率。參考國(guó)內(nèi)油田注水提高采收率技術(shù)以及成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合Widuri油田儲(chǔ)層物性、流體性質(zhì)、井網(wǎng)密度、注采關(guān)系等方面分析，對(duì)比分析海上油田聚合物驅(qū)油藏篩選標(biāo)準(zhǔn)[5](表1)，認(rèn)為Widuri33-4油藏適合開(kāi)展聚合物驅(qū)油，但該油藏儲(chǔ)層高溫(85℃)、高鹽(地層水礦化度平均15 000 mg/L)的特性將給聚合物驅(qū)油帶來(lái)較大挑戰(zhàn)。

表1 Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)適用性指標(biāo)對(duì)比

2 聚合物優(yōu)選

由于Widuri33-4油藏屬于高溫高鹽油藏，常規(guī)聚合物在熱、氧、微生物和剪切作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，分子量降低，聚丙烯酰胺水解度增加，導(dǎo)致聚合物溶液有效黏度降低。同時(shí)聚合物與地層水中的各種鹽離子作用，導(dǎo)致大分子構(gòu)象變化，聚電解質(zhì)溶液對(duì)外加鹽很敏感，溶液黏度迅速下降，并可能出現(xiàn)相分離現(xiàn)象。因此，常規(guī)聚合物產(chǎn)品不適合高溫高鹽油藏(目前國(guó)內(nèi)外耐溫抗鹽聚合物主要包括兩性聚合物、在聚合物中加入耐溫抗鹽單體、疏水締合聚合物、復(fù)合型聚合物等)，同時(shí)常規(guī)聚合物產(chǎn)品評(píng)價(jià)方法同樣不適合于高溫高鹽油藏，必須針對(duì)由分子結(jié)構(gòu)變化引起測(cè)試問(wèn)題的參數(shù)建立新的評(píng)價(jià)方法，主要是水解度、流變性、穩(wěn)定性等。

2.1 聚合物優(yōu)選性能指標(biāo)要求

參考在國(guó)內(nèi)海上油田驅(qū)油用丙烯酰胺類聚合物的性能指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法[6]，結(jié)合Widuri33-4油藏實(shí)際條件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確定了聚合物優(yōu)選性能指標(biāo)參數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 適合Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)的聚合物性能要求

2.2 聚合物性能分析

針對(duì)Widuri33-4油藏條件和流體性質(zhì)，選擇了4種不同聚合物類型，包含支化聚合物1#、耐溫抗鹽聚合物2#、3#、6#、7#、8#、11#、12#、13#、14#、15#，弱凝膠9#、10#，締合聚合物4#、5#，共15個(gè)聚合物樣品進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。

聚合物溶液在地層的工作黏度應(yīng)大于或等于油藏的地層原油黏度，其黏度的大小和穩(wěn)定性是影響聚驅(qū)效果的關(guān)鍵因素之一。聚合物質(zhì)量濃度在1200mg/L時(shí)的機(jī)械剪切穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可以看出，聚合物1#、2#、5#、6#、7#、8#剪切后黏度太低(均低于6 mPa·s)，不滿足要求。因此，熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)在聚合物3#、4#、11#、12#、13#、14#、15#中進(jìn)行，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

從表4可以看出，聚合物3#和14#濃度為1 500 mg/L時(shí)，在靜置熟化10 d后，黏度保留在6 mPa·s以上，是有利的聚合物驅(qū)用劑，因此對(duì)這2個(gè)聚合物樣品進(jìn)一步進(jìn)行了理化性能、溶液性能、驅(qū)油效率評(píng)價(jià)等實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5、6。

表3 聚合物濃度在1 200 mg/L時(shí)的機(jī)械剪切穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 聚合物濃度在1 500 mg/L時(shí)熟化10 d后的機(jī)械剪切穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 聚合物3#和14#性能評(píng)價(jià)結(jié)果

表6 聚合物3#、14#驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表5可以看出，3#和14#樣品在實(shí)驗(yàn)條件下具有較優(yōu)的理化性能和溶液性能，其中聚合物固含量均低于88%的海洋石油標(biāo)準(zhǔn)，需要改善；14#樣品溶解速率最佳；3#與14#兩種聚合物在總鹽度(TDS)10 000 mg/L時(shí)聚合物溶液黏度較高，表明這2種聚合物的抗鹽性能均較好；14#聚合物的阻力系數(shù)與殘余阻力系數(shù)、抗剪切性能較優(yōu)于3#聚合物。

從表6可以看出，在同等濃度下，14#聚合物比3#聚合物具有較高的溶液黏度，但3#聚合物的提高采收率值比14#聚合物高，說(shuō)明3#聚合物具有更好的驅(qū)油性能。

綜上所述，在Widuri33-4油藏條件下，3#聚合物和14#聚合物在實(shí)驗(yàn)條件下具有較優(yōu)的理化性能和溶液性能，其中14#樣品綜合性能更佳，因此優(yōu)選14#聚合物作為驅(qū)油劑。

3 先導(dǎo)性試驗(yàn)油藏方案

注聚井組的選擇主要基于2點(diǎn)考慮：一是地層連通性較好，注入井和受益井受效反應(yīng)好；二是對(duì)于其他注入井不能有影響。通過(guò)分析，WIDC-27井作為注入井、WIDC-16井作為直接受益井(圖1)，能夠滿足注聚要求。

在數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)上，參考渤海油田綏中36-1J3井先導(dǎo)性試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)[7]，對(duì)聚合物的注入量、注入濃度、注入速度、注采比和段塞組合進(jìn)行了優(yōu)化，以累產(chǎn)油和噸聚增油作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終確定了聚驅(qū)先導(dǎo)性試驗(yàn)方案，選定注入井?dāng)?shù)1口，為WIDC-27井；注入量設(shè)計(jì)300 m3/d；井口注入濃度2 000 mg/L,前置、后置段塞聚合物溶液濃度3 500 mg/L；聚合物溶液地面熟化時(shí)間40 min；注入時(shí)間3年；注采比(聚驅(qū))1.0，后續(xù)水驅(qū)0.8；段塞注入方案詳見(jiàn)表7。

圖1 Widuri33-4油藏注采井組區(qū)位圖

表7 WIDC-27井注入段塞設(shè)計(jì)

從表7可以看出，在注入段塞設(shè)計(jì)中，考慮到油藏的非均質(zhì)性較強(qiáng)，在聚合物段塞之前設(shè)計(jì)了調(diào)剖段塞，以保障后期的聚驅(qū)效果；聚驅(qū)階段設(shè)計(jì)了高濃度前置段塞和后置段塞，聚合物濃度3 500 mg/L，主力段塞設(shè)計(jì)2 000 mg/L。根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算，直接受益井WIDC-16井含水在聚驅(qū)8個(gè)月后開(kāi)始下降，最高下降13%，預(yù)計(jì)噸聚增油47.26 m3，提高采收率幅度6.36%。

4 關(guān)鍵配套工藝技術(shù)

4.1 連續(xù)配注工藝

根據(jù)Widuri33-4油藏情況，采用連續(xù)配注工藝技術(shù)[8]對(duì)渤海油田注聚常用地面配注工藝進(jìn)行了改進(jìn)。連續(xù)配注工藝技術(shù)通過(guò)集成分散研磨、管道攪拌、管道混合和循環(huán)熟化等工藝實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)連續(xù)配注，使得聚合物溶液在工藝流程中實(shí)現(xiàn)了在線熟化，從而縮短聚合物溶解熟化時(shí)間，節(jié)約注聚設(shè)備占用平臺(tái)空間，滿足現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大注聚規(guī)模要求。Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)連續(xù)配注工藝流程如圖2所示，具體改進(jìn)情況見(jiàn)表8。

圖2 Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)連續(xù)配注工藝流程圖

表8 Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)地面配注工藝改進(jìn)

4.2 地面注聚設(shè)備

根據(jù)印尼當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)和SKK MIGAS的要求，遵循海洋工程行業(yè)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)主CNOOC SES的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，按照海上油田聚合物驅(qū)地面系統(tǒng)工藝及裝備技術(shù)要求[9],進(jìn)行小型化、撬裝化設(shè)計(jì)，控制單撬設(shè)備質(zhì)量小于7 t，研制的地面注聚設(shè)備如圖3所示。整套注聚設(shè)備由配液間、控制間、熟化器撬、注聚泵撬、交聯(lián)劑撬和工具箱等共計(jì)7個(gè)撬塊組成，具有小型化、撬裝化、可快速連接安裝特點(diǎn)，總占地面積45.26 m2，運(yùn)行質(zhì)量39 t，適合于海上油田開(kāi)展小規(guī)模注聚試驗(yàn)。

圖3 Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)地面注聚設(shè)備

4.3 井間示蹤監(jiān)測(cè)技術(shù)

為監(jiān)測(cè)WIDC-27井注入情況，了解注聚井和受益井之間實(shí)際連通情況，判斷和識(shí)別WIDC-27井和WIDC-16井間是否存在高滲透條帶，采用了井間示蹤檢測(cè)技術(shù)。2014年7月17—19日加注示蹤劑，7月22日WIDC-16、WIDC-13井檢測(cè)到示蹤劑分別產(chǎn)出5.5、9.9 kg，表明WIDC-27井的注液流向?yàn)閃IDC-16井和WIDC-13井，不是1注1采關(guān)系，這為后期調(diào)整提供了參考依據(jù)。

4.4 聚合物保黏工藝

在配注工藝流程中，如果聚合物溶液中鐵離子含量超過(guò)0.5 mg/L，由于溶解氧的存在Fe2+被氧化成Fe3+釋放自由基，不斷攻擊高分子鏈條C-C鍵，對(duì)聚合物溶液黏度造成降解損失，需要采取配套抑制措施，保證聚合物溶液有效黏度。在實(shí)施過(guò)程中，對(duì)配聚用水和地面配注節(jié)點(diǎn)進(jìn)行取樣檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)低壓配聚水Fe2+含量超標(biāo)，達(dá)到2.58 mg/L。現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)對(duì)多種鐵離子消除劑的篩選，優(yōu)選了新型絡(luò)合型抑制劑和除氧劑，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，抑制劑濃度達(dá)到150 mg/L以上時(shí)，可以使Fe2+含量達(dá)到0.5 mg/L以下，井口聚合物溶液黏度達(dá)到20 mPa·s以上，滿足入井液的要求。

5 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果

截至2014年12月，WIDC-27井已累計(jì)注入77 992.26 m3，注入干粉213.45 t，注入0.107 13 PV，井口黏度維持在20 mPa·s左右，達(dá)到方案設(shè)計(jì)要求，WIDC-27井注聚施工曲線如圖4所示。

圖4 WIDC-27井注聚施工曲線

WIDC-16井目前的產(chǎn)液量為286 m3/d，產(chǎn)油量從6.67 m3/d 上升至10.33 m3/d，含水率從97.6% 下降到96%，參考海上油田聚合物驅(qū)效果評(píng)價(jià)要求[10]，聚合物驅(qū)油效果較好，為進(jìn)一步的穩(wěn)油控水措施提供了借鑒。

6 結(jié)束語(yǔ)

印尼Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)先導(dǎo)性試驗(yàn)是中國(guó)海油首次在海外油田區(qū)塊開(kāi)展聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)，取得了較好的穩(wěn)油控水效果，在地質(zhì)油藏研究、聚合物篩選評(píng)價(jià)、地面配注工藝、現(xiàn)場(chǎng)施工、配套工藝措施、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)跟蹤等方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于今后類似海外油田提高采收率措施的實(shí)施具有借鑒意義。

[1] 計(jì)秉玉．國(guó)內(nèi)外油田提高采收率技術(shù)進(jìn)展與展望[J]．石油與天然氣地質(zhì)，2012,33(1)：111-117．

Ji Bingyu. Progress and prospects of enhanced oil recovery technologies at home and abroad[J].Oil & Gas Geology,2012,33(1):111-117.

[2] 牛金剛．大慶油田聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)[J]．大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2004,23(5)：91-93．Niu Jingang.Practices and understanding of polymer flooding enhanced oil recovery technique in Daqing oilfield[J].Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing,2004,23(5):91-93.

[3] 張鳳久，姜偉，孫福街，等．海上稠油聚合物驅(qū)關(guān)鍵技術(shù)研究與礦場(chǎng)試驗(yàn)[J]．中國(guó)工程科學(xué)，2011,13(5)：28-33．

Zhang Fengjiu,Jiang Wei,Sun Fujie,et al.Key technology research and field test of offshore viscous polymer flooding[J].Engineering Science,2011,13(5):28-33.

[4] 邢愛(ài)忠．勝利油田化學(xué)驅(qū)地面注入工藝技術(shù)進(jìn)展[J]．油氣田地面工程，2010,29(12)：57-58．

Xing Aizhong.Technology process of chemical flooding surface injection in Shengli oilfield[J].Oil-Gasfield Surface Engineering,2010,29(12):57-58.

[5] 張賢松，孫福街，康曉東，等．渤海油田聚合物驅(qū)油藏篩選及提高采收率潛力評(píng)價(jià)[J]．中國(guó)海上油氣，2009,21(3)：169-172．

Zhang Xiansong,Sun Fujie,Kang Xiaodong,et al.Reservoir screening and enhancing recovery potential evaluation for polymer flooding in Bohai oilfields[J].China Offshore Oil and Gas,2009,21(3):169-172.

[6] 張健，劉福海.HS 2032—2012海上油田驅(qū)油用丙烯酰胺類聚合物的性能指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法[S].北京：中國(guó)海洋石油總公司,2012.

Zhang Jian,Liu Fuhai.HS 2032—2012 Offshore oilfield oil flooding acrylamide polymer performance index and evaluation methodology[S].Beijing:CNOOC,2012.

[7] 周守為，韓明，向問(wèn)陶，等．渤海油田聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)研究及應(yīng)用[J]．中國(guó)海上油氣，2006,18(6)：386-389,412．Zhou Shouwei,Han Ming,Xiang Wentao,et al.Application of EOR technology by means of polymer flooding in Bohai oilfields[J].China Offshore Oil and Gas,2006,18(6):386-389,412.

[8] 鄒明華，劉敏，王瑤，等．渤海油田聚合物驅(qū)配注工藝及系統(tǒng)的改進(jìn)與應(yīng)用[J]．中國(guó)海上油氣，2013,25(3)：57-60．

Zou Minghua,Liu Min,Wang Yao,et al.Improvement and application of the solution preparation and injection technology and system for polymer flooding in Bohai oilfield[J].China Offshore Oil and Gas,2013,25(3):57-60.

[9] 劉敏，吳華曉.HS 2050—2009海上油田聚合物驅(qū)地面系統(tǒng)工藝及裝備技術(shù)要求[S].北京：中國(guó)海洋石油總公司,2009．

Liu Min,Wu Huaxiao.HS 2050—2009 Offshore oilfield polymer flooding ground injection technology and facility technical requirements[S].Beijing:CNOOC,2009.

[10] 張賢松，蘇彥春.HS 2055—2010海上油田聚合物驅(qū)效果評(píng)價(jià)要求[S].北京：中國(guó)海洋石油總公司,2010．

Zhang Xiansong,Su Yanchun.HS 2055—2010 Offshore oilfield polymer flooding effectiveness evaluation requirements[S].Beijing:CNOOC,2010.

(編輯：孫豐成)

Single well pilot tests of polymer flooding in Widuri oilfield, Indonesia

Lu Dayan Bai Jun

(CNOOCEnerTech-Drilling&ProductionCo.,Ltd.,Tianjin300452,China)

Widuri oilfield in Indonesian has been produced by water flooding for more than 30 years, and are confronted with some problems such as serious water fingering, poor water flooding efficiency, and lower oil recovery, making it urgent to stabilize oil production and implement water control measures to enhance oil recovery. Based on polymer flooding feasibility analysis, polymer screening, injection allocation optimization, ground injection facility evaluation, as well as the application of tracer monitoring and polymer solution viscosity-keeping technologies, pilot tests of polymer flooding were successfully carried out and has achieved satisfactory results in Widuri oilfield. The results can be references for similar oversea oilfields to stabilize oil production and implement water control.

polymer flooding; production stabilization and water control; enhanced oil recovery; pilot test;Widuri oilfield

盧大艷，男，工程師，2003年畢業(yè)于原西南石油學(xué)院石油工程系，主要從事海上油田增產(chǎn)增注措施和三次采油技術(shù)研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等工作。地址：天津市濱海新區(qū)渤海石油路688號(hào)工程技術(shù)公司增產(chǎn)作業(yè)辦公樓211室(郵編：300452)。E-mail:ludy@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)02-0128-06

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.02.017

TE357.46+1

A

2015-05-22 改回日期：2015-09-22

盧大艷,白俊.印度尼西亞Widuri油田聚合物驅(qū)油單井先導(dǎo)性試驗(yàn)[J].中國(guó)海上油氣，2016,28(2)：128-133.

Lu Dayan,Bai Jun.Single well pilot tests of polymer flooding in Widuri oilfield, Indonesia[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(2):128-133.