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        邊水油藏非均相調(diào)驅(qū)物理模擬實(shí)驗(yàn)研究

        2018-04-02 09:32:26翁大麗鄭繼龍
        精細(xì)石油化工進(jìn)展 2018年1期
        關(guān)鍵詞:邊水水驅(qū)采收率

        趙 軍,翁大麗,陳 平,鄭繼龍,張 強(qiáng),胡 雪

        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

        近年來(lái)隨著聚合物驅(qū)技術(shù)的快速發(fā)展,聚合物驅(qū)后油層存在高含水和剩余油更分散、地層宏觀及微觀非均質(zhì)性加劇和大孔道驅(qū)油劑竄流等問(wèn)題,使聚合物驅(qū)難以滿足油田提高采收率的要求[1-3]。針對(duì)上述問(wèn)題研究設(shè)計(jì)出非均相調(diào)驅(qū)體系,該體系由聚合物單體、交聯(lián)劑及其他添加劑進(jìn)行交聯(lián),形成一種新型深部液流轉(zhuǎn)向調(diào)驅(qū)體系。目前非均相調(diào)驅(qū)工藝在華北油田和勝利油田現(xiàn)場(chǎng)已開(kāi)展應(yīng)用,取得了較好的控水增油效果。

        國(guó)內(nèi)外實(shí)施和正在實(shí)施的非均相調(diào)驅(qū)單元大多沒(méi)有邊水和底水,而海上某油田邊水能量充足[4]。為滿足該油田進(jìn)一步提高原油采收率要求,針對(duì)海上某油田油藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)特征,我們建立了二維非均質(zhì)物理模型,用邊水油藏非均相調(diào)驅(qū)體系對(duì)邊水能量開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn),為合理利用邊水能量提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為此類油藏在高含水期剩余油挖潛提供技術(shù)支持。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 非均質(zhì)物理模型設(shè)計(jì)

        儲(chǔ)層模型為無(wú)機(jī)膠結(jié)石英砂物理模型,模型尺寸為:550 mm×100 mm×100 mm,模型耐壓0.5 MPa。模型采用兩層非均質(zhì)巖心,滲透率分別為0.5,2.0 μm2,安裝邊水槽模擬油藏邊水的浸入,邊水槽(邊水注入端)與采出端(水平生產(chǎn)井A)位于模型兩端,模型上下兩側(cè)留有孔槽用以飽和水和飽和油,模擬水平井構(gòu)造設(shè)計(jì),測(cè)定開(kāi)采動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

        1.2 原料

        實(shí)驗(yàn)用水,海上某油田地層模擬水,礦化度為7 900 mg/L,水型為NaHCO3;實(shí)驗(yàn)用原油,海上某油田脫水原油,地面密度0.850~0.893 g/cm3,地面黏度39.39~114.40 mPa·s,地層黏度1.18~3.64 mPa·s;聚丙烯酰胺(HPAM),相對(duì)分子質(zhì)量2.0×107,水解度25%。

        1.3 非均相調(diào)驅(qū)體系的制備

        非均相調(diào)驅(qū)體系是由分散相( 具有特定尺寸的黏彈性顆粒) 和連續(xù)相( HPAM) 組成的具有較強(qiáng)封堵能力和驅(qū)油性能的調(diào)驅(qū)體系。在容器中加入一定量的模擬水,加入相對(duì)分子質(zhì)量為1.5×106HPAM干粉和相對(duì)分子質(zhì)量為8.0×106分散相顆粒,在75 ℃下攪拌2 h,靜置24 h,制得非均相調(diào)驅(qū)體系。

        1.4 實(shí)驗(yàn)流程

        邊水物理模擬實(shí)驗(yàn)是在大型物理模擬驅(qū)替設(shè)備上進(jìn)行的,其由泵系統(tǒng)、中間容器、物理模型、測(cè)壓系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)構(gòu)成,測(cè)壓系統(tǒng)具有A~E共5個(gè)測(cè)壓點(diǎn),測(cè)定范圍0~10 MPa,測(cè)壓點(diǎn)可根據(jù)模型需要快速連接,計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并采集各系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

        1.5 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

        實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是采用3塊物理模型模擬不同含水率時(shí)注入非均相調(diào)驅(qū)體系對(duì)采收率的影響,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

        1)抽真空飽和水。將物理模型固定于物理模擬驅(qū)替設(shè)備上,連接飽和油水點(diǎn)處管線,開(kāi)啟真空泵,觀察物理模型是否漏氣,無(wú)漏氣時(shí),連續(xù)抽真空8 h,打開(kāi)排液閥,使水反向飽和物理模型。

        2)飽和油。在75 ℃下,打開(kāi)飽和油水點(diǎn)管線閥門,調(diào)節(jié)泵流量并開(kāi)啟,用原油驅(qū)替,直至出口含油率達(dá)100%,停泵并老化12 h。

        3)邊水驅(qū)。本邊水驅(qū)實(shí)驗(yàn)記錄入口、出口壓力,連接測(cè)壓點(diǎn),關(guān)閉物理模型兩側(cè)油水飽和點(diǎn),打開(kāi)邊水槽兩側(cè)閥門,模擬邊水驅(qū)。實(shí)驗(yàn)采用恒壓驅(qū)替,注入壓力為0.3 MPa,得到含水率、產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、采收率動(dòng)態(tài)曲線;水驅(qū)至含水率分別為50%,70%,98%,計(jì)算水驅(qū)采收率。

        4)非均相調(diào)驅(qū)體系。在邊水槽中注入非均相調(diào)驅(qū)體系,采用恒速驅(qū)替,驅(qū)替速度3 mL/min,非均相調(diào)驅(qū)體系注入量為0.3 PV。

        5)非均相調(diào)驅(qū)體系調(diào)驅(qū)結(jié)束后恢復(fù)邊水驅(qū),注入壓力為0.3 MPa,得到后續(xù)邊水驅(qū)開(kāi)采動(dòng)態(tài)曲線;后續(xù)邊水驅(qū)至含水率99%,結(jié)束實(shí)驗(yàn),計(jì)算后續(xù)邊水驅(qū)采收率。

        2 結(jié)果和討論

        2.1 物理模型飽和水和飽和油結(jié)果

        將物理模型放入75 ℃烘箱中,采用油田模擬水和脫水原油進(jìn)行飽和水、飽和油實(shí)驗(yàn),得到物理模型的飽和水、飽和油及含油飽和度數(shù)據(jù),結(jié)果見(jiàn)見(jiàn)表1。

        表1 物理模型飽和水和飽和油結(jié)果

        2.2 不同含水率下邊水驅(qū)對(duì)采收率的影響

        物理模型飽和水和油后,在75 ℃下進(jìn)行邊水驅(qū)實(shí)驗(yàn),注入壓力0.3 MPa,考察不同含水率下邊水驅(qū)對(duì)采收率的影響,結(jié)果見(jiàn)表2。

        表2 不同含水率下邊水驅(qū)對(duì)采收率的影響

        從表2看出,隨著含水率增加,邊水驅(qū)的采收率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。這主要是由于物理模型含水率上升,注入量增加,對(duì)應(yīng)產(chǎn)出油也增加,采收率上升。

        2.3 不同含水率下非均相調(diào)驅(qū)及后續(xù)邊水驅(qū)對(duì)采收率的影響

        為了研究邊水對(duì)提高采收率的作用,實(shí)驗(yàn)?zāi)M了邊水部位注入非均相調(diào)驅(qū)體系,采用恒速驅(qū)替,驅(qū)替速度3 mL/min,非均相調(diào)驅(qū)體系注入量為0.3 PV。調(diào)驅(qū)結(jié)束后恢復(fù)邊水驅(qū),采用恒壓驅(qū)替,注入壓力0.3 MPa,至流出液綜合含水率為99%,結(jié)束實(shí)驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2。

        圖1 不同含水率下注入壓力隨注入量變化曲線

        圖2 不同含水率下綜合含水率隨注入量變化曲線

        從圖1和圖2看出,1)邊水驅(qū)過(guò)程中注入壓力逐漸下降,但產(chǎn)出液一旦見(jiàn)水后含水率急劇上升;2)注入0.3 PV非均相調(diào)驅(qū)體系過(guò)程中注入壓力明顯上升,含水率下降。說(shuō)明注入非均相體系后巖心阻力系數(shù)增大,同時(shí)注入的非均相體系在邊水注入井周邊形成封堵區(qū),抑制邊水突進(jìn);3)隨著后續(xù)邊水的注入,注入端仍保持較高注入壓力,產(chǎn)出液含水率逐漸上升,再趨于平緩。說(shuō)明注入的非均相體系隨著后續(xù)邊水注入逐漸向巖心深部流動(dòng),封堵產(chǎn)出井與邊水的水高滲帶。

        不同含水率下非均相調(diào)驅(qū)及后續(xù)邊水驅(qū)對(duì)采收率的影響見(jiàn)表3。

        表3 不同含水率下非均相調(diào)驅(qū)及后續(xù)邊水驅(qū)對(duì)采收率的影響

        從表3看出,在含水率50%下,1#物理模型提高采收率為18.56%;在含水率70%下,2#物理模型提高采收率為14.92%;在含水率98%下,3#物理模型提高采收率為12.68%。這說(shuō)明對(duì)于邊水油藏,盡早進(jìn)行非均相調(diào)驅(qū),提高采收率提高幅度高。

        3 結(jié)論

        1)建立了非均質(zhì)二維物理模擬模型,并通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了物理模型的可靠性。

        2)在不同含水率下進(jìn)行邊水驅(qū)、非均相調(diào)驅(qū)后續(xù)邊水驅(qū)實(shí)驗(yàn),采收率提高了12.68%~18.56%,在邊水處進(jìn)行非均相調(diào)驅(qū)可改善邊水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。

        3)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)邊水驅(qū)通過(guò)恒壓方式模擬邊水能量,是否可體現(xiàn)邊水能量問(wèn)題有待進(jìn)一步研究與探索。

        [1] 陳曉彥.非均相驅(qū)油劑應(yīng)用方法研究[J].石油鉆采工藝,2009,31(5):85-88.

        [2]崔曉紅.新型非均相復(fù)合驅(qū)油方法[J].石油學(xué)報(bào),2011,32(1):122-126.

        [3]曹緒龍.非均相復(fù)合驅(qū)油體系設(shè)計(jì)與性能評(píng)價(jià)[J].石油學(xué)報(bào):石油加工,2013,29(1):115-121.

        [4]劉軍,張小衛(wèi),呂西輝,等.邊水油藏交聯(lián)聚合物調(diào)驅(qū)物理模擬實(shí)驗(yàn)研究[J].石油地質(zhì)與工程,2009,23(3):109-111.

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