王 迪，楊海玉

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聚驅(qū)后高濃度注聚開發(fā)指標(biāo)變化規(guī)律研究

王 迪1，楊海玉2

（1. 東北石油大學(xué) 石油工程學(xué)院, 黑龍江 大慶 163318； 2. 大慶油田有限責(zé)任公司, 黑龍江 大慶 163000）

為研究聚合物驅(qū)后開發(fā)指標(biāo)變化規(guī)律，通過流動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得了阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)，通過注入能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)得到了合理注入速度。利用相對(duì)分子量為2 500萬的高分子高濃度聚合物在用模擬的方式實(shí)現(xiàn)了各種井網(wǎng)類別的前提下，在仿真的特定物理模型之上開展了驅(qū)油的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，其研究的數(shù)據(jù)結(jié)果清晰地表明了井網(wǎng)重構(gòu)能在很大程度上降低普通聚驅(qū)剩余油飽和度，且井網(wǎng)重構(gòu)后還能緩解注入壓力的持續(xù)上升；隨高濃聚合物驅(qū)階段濃度增加，中低滲透層波及系數(shù)均有提高；井網(wǎng)重構(gòu)后，使得原井網(wǎng)油井周圍和其處在中間和低水平層次的滲透層中的剩余油獲得了相應(yīng)地使用，且這些剩余油處在分流線部位的，其驅(qū)油的效果得到了顯著的提升。

阻力系數(shù); 井網(wǎng)重構(gòu); 波及系數(shù)

大慶油田多個(gè)區(qū)塊采用聚合物驅(qū)油提高采收率，增產(chǎn)效果明顯，為油田帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。但是在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中聚合物提高采收率只達(dá)到10%左右，尚有約50%原油存在于儲(chǔ)層，因此，在聚合物驅(qū)后采取新措施進(jìn)一步挖潛剩余油成了當(dāng)務(wù)之急[1]。2.5×107超高分子高濃度聚合物驅(qū)油技術(shù)是一種擁有非常好應(yīng)用效果的在使用聚合物驅(qū)后提高采收率的技術(shù),高分子量高濃度聚合物驅(qū)存在注入困難、注入壓力過高等問題，以上問題急需解決[2]。筆者運(yùn)用微電極和大型三維非均質(zhì)物理模型,研究了剩余油分布特征和聚合物驅(qū)后采用高濃度粘彈性聚合物驅(qū)在三維物理模型上波及系數(shù)的變化情況,并展開了不同驅(qū)替方案的室內(nèi)驅(qū)油實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析了用不同方案的提高采收率效果。

1 阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)測(cè)定

流動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定首先注入聚合,后續(xù)水驅(qū)含水率達(dá)到92%后測(cè)定油層對(duì)濃度不一致的，擁有2 500萬的，具有極其高的分子量的聚合物溶液所產(chǎn)生的阻力以及其相應(yīng)的殘余阻力的系數(shù)值[3]，這些相關(guān)的阻力系數(shù)以及其殘余阻力的系數(shù)值通過實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示，相應(yīng)地聚合物的注入壓差的變化情況的對(duì)比見圖1。

測(cè)試的殘余阻力的具體系數(shù)值以及阻力系數(shù)的具體數(shù)值的最終實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，濃度比較低的（1 000 mg/L）聚合物產(chǎn)生的殘余阻力的具體的系數(shù)值比較小，一旦其相應(yīng)地濃度為2 000 mg/L，那么殘余阻力系數(shù)隨濃度的增加而增加，當(dāng)濃度達(dá)超過2 500 mg/L后，殘余阻力系數(shù)值隨濃度增加增加緩慢。就算是高的殘余阻力系數(shù)值，所加的聚合物在整個(gè)的流程中保持著穩(wěn)定的壓力，沒有產(chǎn)生相應(yīng)地物理堵塞，且這種堵塞是不可逆的。

由于要注意到一旦殘余阻力的系數(shù)值比較高就可能導(dǎo)致整個(gè)注聚的過程中產(chǎn)生較之標(biāo)準(zhǔn)水平高的相應(yīng)的注入壓力，所以，更好的建議是采用并選取殘余阻力系數(shù)值在10到20這當(dāng)中的聚合物的相應(yīng)的參數(shù)，并通過聚合物的注入能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步確定注聚參數(shù)（表1）[4]。

表1 阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2 注入能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

通過分析阻力系數(shù)以及其殘余阻力的相關(guān)系數(shù)值得到的相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最終結(jié)果，再開展?jié)舛炔灰恢碌南嚓P(guān)聚合物的有關(guān)注入能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定不同濃度聚合物在天然巖心中的流動(dòng)特性（～Δ），不同聚合物的注入能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)鐖D2所示。

從注入能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，高濃度東聚合物具備可注性，從聚合物的流動(dòng)特征曲線來看，1 000 mg/L的聚合物有較好的注入能力，而濃度超過1 000 mg/L聚合物注入過程中所需要的注入壓差較大，同時(shí)考慮各種聚合物的殘余阻力系數(shù)及其相應(yīng)的濃度，注入速度應(yīng)選擇在0.25~0.30 mL/min的范圍內(nèi)。

圖2 不同濃度聚合物流動(dòng)特征曲線

3 一維縱向非均質(zhì)巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

如表2進(jìn)行相應(yīng)地驅(qū)油模擬的相關(guān)物理性實(shí)驗(yàn)，對(duì)在聚驅(qū)后而添加的具有高濃度的聚合物的驅(qū)油成效進(jìn)行了評(píng)價(jià)[5]采用的是一維縱向非均質(zhì)人造三層巖心。

表2 一維縱向非均質(zhì)人造三層巖心物性參數(shù)表

運(yùn)用2.5×107分子量聚合物，分別按注入濃度3 000、2 500以及 濃度為2 000 mg/L的聚合物，在注入不一樣的孔隙體積的基礎(chǔ)上，對(duì)其分別展開驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，一并實(shí)現(xiàn)了四個(gè)有效的方案，其相應(yīng)的研究數(shù)據(jù)結(jié)果如表3所示。

普通聚合物驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)注入濃度為1 000 mg/L的聚合物后，模型的采出程度為60%左右。在驅(qū)油的過程中采用具有高濃度的聚合物，在各個(gè)程度上，這一舉措都可以提升相應(yīng)的采收效率。

表3 不同濃度聚合物驅(qū)油實(shí)驗(yàn)采收率變化表

（1）相同聚用量下，存在最佳濃度，其對(duì)應(yīng)采收率提高幅度最大。對(duì)于2.5×107分子量聚合物，在同等聚合物用量下的情況下，相應(yīng)地聚合物的濃度會(huì)從2 000 mg/L一直增加，具體值達(dá)到了2 500 mg/L，具有高濃度的聚驅(qū)采出的程度值達(dá)到了1.86%的增長幅度，一旦其相應(yīng)地濃度達(dá)到的數(shù)值為3 000 mg/L只是，那么其具有高水平濃度的聚驅(qū)采出程度反而下降，降低0.4%，達(dá)到10%左右。

（2）相同濃度條件下，隨注入孔隙體積的增加，高濃度聚驅(qū)采收率增幅越大。濃度為3 000 mg/L時(shí)，其在各個(gè)不一樣的段塞用量，具體指在0.33 PV、0.4 PV以及0.5 PV水平下所進(jìn)行的采出的相應(yīng)程度的比較結(jié)果如表2中方案④、⑤和⑥。

（3）相同注入孔隙體積條件下，隨注入濃度的增加，高濃度聚驅(qū)采收率增幅越大。當(dāng)注入0.4 PV時(shí)，濃度由2 500 mg/L上升到3 000 mg/L，采收率較之前提高了0.3個(gè)百分點(diǎn)；在注入0.5 PV時(shí)，濃度由2 000 mg/L增加到3 000 mg/L，采收率提高3.13個(gè)百分點(diǎn)。

4 大型仿真物理模型驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

參照具體的油層所具有的相應(yīng)的地質(zhì)性的特質(zhì)，并與此區(qū)塊的具體的油層具備的相應(yīng)的條件和物性參數(shù)的一系列因素進(jìn)行綜合考量，使用現(xiàn)在所具有的相應(yīng)具體的井網(wǎng)布置，在此基礎(chǔ)上重新構(gòu)造對(duì)應(yīng)的井網(wǎng)，最后完成了平面均質(zhì)的、大比例的、縱向非均質(zhì)物理仿真模型。

設(shè)計(jì)制造了井網(wǎng)平面模型，這種模型具有五點(diǎn)法面積的模型擁有：一口注入井以及四口采出井，這種模型的尺寸達(dá)到了長：600 mm、寬：600 mm和45 mm的高度，其不同的層段所具有的滲透率的數(shù)值是300 mD、700 mD及其1100 mD。在具體的物理仿真模型中，且這種模型具有平面均質(zhì)成比例大型以及縱向非均質(zhì)的特性，其處于中間水平的滲透層以及處在低水平層次的滲透層的各個(gè)行列都被逐一設(shè)定完成了16個(gè)采集，即采用電極收集油水前緣的相關(guān)數(shù)據(jù)，在此之中的檢測(cè)點(diǎn)就達(dá)到了128個(gè)之多。此次物理實(shí)驗(yàn)中所采用的技術(shù)有油水前緣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，這種技術(shù)的運(yùn)用被拿來分析相應(yīng)的前緣推進(jìn)差異和波及系數(shù)的變化，這種變化具體發(fā)生在聚合物驅(qū)以及相應(yīng)的聚合物驅(qū)后具有高水平的濃度以及高水平的分字量的聚合物的相關(guān)組合段進(jìn)行塞驅(qū)之時(shí)。

4.1 實(shí)驗(yàn)方案

模型水驅(qū)至含水92%+聚合物驅(qū)。

在一般的聚驅(qū)完成之后，進(jìn)行具有高分子量的以及具有高水平值濃度的聚合物的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，實(shí)時(shí)地測(cè)試相應(yīng)地注入壓力和其含水率所產(chǎn)生的相關(guān)的變化，計(jì)算其采收率，使用分析相應(yīng)的前緣推進(jìn)差異和波及系數(shù)的變化的油水前緣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)來具體分析聚合物驅(qū)以及聚驅(qū)后具有高水平濃度以及具有高水平的分聚合物組合段塞驅(qū)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

4.2 采收率與注入壓力變化

表4給出了4個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的采收率。

表4 大型仿真物理模型聚合物驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果

物理模型驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高濃聚驅(qū)的采出程度與注采方式密切相關(guān)。

圖3 原井網(wǎng)聚合物驅(qū)油動(dòng)態(tài)曲線

圖5 注入濃度為2 500 mg/L注入壓力變化對(duì)比曲線

在使得普通水平下的聚驅(qū)剩余油飽和度數(shù)值降低上，井網(wǎng)重構(gòu)具有顯著的成效。具有高水平濃度得到聚合物在驅(qū)階段所達(dá)到的采收率的數(shù)值與在同等濃度的條件下的兩注兩采的方式進(jìn)行比較，其結(jié)果分別高出1.43%和1.49 %。此外，井網(wǎng)重構(gòu)后還能緩解注入壓力的持續(xù)上升，如圖3-5。

4.3 波及系數(shù)及油水前緣運(yùn)移情況

各個(gè)實(shí)驗(yàn)方案以及各個(gè)不一致的驅(qū)替階段中產(chǎn)生的波及系數(shù)的結(jié)果如表5所示。

表5 各個(gè)實(shí)驗(yàn)方案以及各個(gè)驅(qū)替階段中產(chǎn)生的的波及系數(shù)的結(jié)果

續(xù)表

驅(qū)替方案波及系數(shù) 水驅(qū)階段普通聚驅(qū)高濃聚驅(qū) 低滲層中滲層低滲層中滲層低滲層中滲層 井網(wǎng)重構(gòu)+2500 mg/L0.1620.3440.5180.8250.8150.984

實(shí)驗(yàn)測(cè)試的數(shù)據(jù)顯示，在普通水平下的聚驅(qū)后具有高濃度的聚合物能夠讓處在中等以及低層次的滲透層位所具有的波及系數(shù)值得到大幅提高，且濃度越高，波及系數(shù)越大。

油水前緣所產(chǎn)生的相應(yīng)的改變。通過油水前緣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)在各個(gè)不一樣的注采方式以及各個(gè)聚合物驅(qū)下的縱向非均質(zhì)平面模型各點(diǎn)層的油水前緣運(yùn)移變化情況進(jìn)行了測(cè)試（圖6-9）。

通過分析以及研究不同的具體方案在各個(gè)不一樣的注入階段的相應(yīng)地油水前緣的分布圖，得到以下觀察結(jié)果：

（1）隨高濃聚合物驅(qū)階段濃度增加，中低滲透層波及系數(shù)均有提高。

（2）在之前的井網(wǎng)條件具備的基礎(chǔ)之上，分流線所處在的部位以及處在普通水平下的聚合物的驅(qū)油的具有高水平濃度的聚合物的驅(qū)油都會(huì)有剩余油的形成，并且處在低水平的滲層的剩余油的具體的分布所處在的范圍就顯著地比處在中滲層的大。

（3）井網(wǎng)重構(gòu)后，處在中等水平的滲透層以及處在低水平位置的的滲透層的分流線的具體部位和以前的井網(wǎng)油井周圍的剩余油可以被運(yùn)用，并且相應(yīng)的驅(qū)油效果也得到了顯著的提升。

5 結(jié) 論

（a）在相近滲透率巖芯中，伴隨著聚合物濃度的增加，聚合物溶液的殘余阻力系數(shù)和阻力系數(shù)都增加；

（b）天然巖芯驅(qū)油實(shí)驗(yàn)表明：（1）相同聚用量下，存在最佳濃度，其對(duì)應(yīng)采收率提高幅度最大。（2）相同濃度條件下，隨注入孔隙體積的增加，高濃度聚驅(qū)采收率增幅越大。（3）相同注入孔隙體積條件下，隨注入濃度的增加，高濃度聚驅(qū)采收率增幅越大。

（c）大型仿真物理模型模擬表明：

（1）無論何種井網(wǎng)，轉(zhuǎn)注高濃度聚合物溶液后，可明顯提高聚驅(qū)采出程度。但高濃聚驅(qū)的采出程度還與注采方式密切相關(guān)。井網(wǎng)重構(gòu)后能在更大程度上降低普通聚驅(qū)剩余油飽和度，且井網(wǎng)重構(gòu)后還能緩解注入壓力的持續(xù)上升。

（2）隨高濃聚合物驅(qū)階段濃度增加，中低滲透層波及系數(shù)均有提高；在以前的井網(wǎng)條件的基礎(chǔ)上，普通水平的聚合物的驅(qū)油和具有高水平濃度的聚合物驅(qū)油均可產(chǎn)生剩余油，并且這些剩余油產(chǎn)生在在分流線的部位，處在低水平位置的滲層中的剩余油所具有的具體的分布就顯著的比中滲層大；

（3）進(jìn)行井網(wǎng)重構(gòu)后，處在處在中等水平的滲透層以及處在低水平位置的的滲透層的分流線的具體部位和以前的井網(wǎng)油井周圍的剩余油可以被運(yùn)用，并且相應(yīng)的驅(qū)油效果也得到了顯著的提升。

［1］ 李佰廣. 注聚后期剩余油分布規(guī)律及注入高濃度聚合物的研究[D]. 大慶石油學(xué)院，2007.

［2］ 任稀琳. 二類油層污水體系聚合物驅(qū)油機(jī)理及開發(fā)效果研究[D]. 大慶：東北石油大學(xué)，2010.

［3］ 張宏方，王德民，王立軍. 不同類型聚合物溶液在多孔介質(zhì)中的滲流規(guī)律[J]. 新疆石油地質(zhì)，2002(5)：404-407+353.

［4］ 郭志東. CDG深度調(diào)驅(qū)提高采收率技術(shù)研究[D]. 大慶：東北石油大學(xué)，2010.

［5］ 夏惠芬，王德民，侯吉瑞等. 聚合物溶液的粘彈性對(duì)驅(qū)油效率的影響[J]. 大慶石油學(xué)院院報(bào)，2002，26(2)：109-111.

Research on Change Rule of the Development Index of High Concentration Polymer After Polymer Flooding

WANG Di1, YANG Hai-yu2

（1. College of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China;2. Daqing Oil Field Co，Heilongjiang Daqing 163000，China）

In order to study change rule of the development index after polymer flooding，the coefficient of drag and residual resistance factor were measured by flow test, and the reasonable injection rate was obtained by the injectability evaluation experiment. Oil displacement experiment was carried out in different types of wells in large scale simulation physical model of high molecular weight polymer with relative molecular weight of 25 000 000. The results show that the reconstruction of well pattern can greatly reduce the residual oil saturation and ease the continued rise of injection pressure; with the increase of polymer concentration, the conformance efficiency of middle and low permeability layer can be improved; after the reconstruction of well pattern, the remaining oil located near the diversion line and the original oil well can be utilized, displacement effect can be improved significantly.

coefficient of drag; reconstruction of well pattern; conformance efficiency

TE 357

A

1671-0460（2016）06-1225-05

2016-03-28

王迪（1992-），男，黑龍江省大慶市人，碩士研究生，2014年畢業(yè)于東北石油大學(xué)石油工程專業(yè)，研究方向：油氣田開發(fā)理論與技術(shù)研究。E-mail：286788704@qq.com。