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        連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系驅(qū)油機(jī)理及其性能對(duì)比

        2019-03-04 02:01:12孫哲吳行才康曉東盧祥國(guó)李強(qiáng)姜維東張晶
        石油勘探與開發(fā) 2019年1期
        關(guān)鍵詞:分散相驅(qū)油毛細(xì)管

        孫哲 ,吳行才,康曉東 ,盧祥國(guó),李強(qiáng) ,姜維東, ,張晶

        (1. 中海油研究總院有限責(zé)任公司,北京 100028;2. 中國(guó)石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院,北京 102249;3. 海洋石油高效開發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100028;4. 中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083;5. 東北石油大學(xué) 提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江大慶 163318;6. 中國(guó)海洋石油有限公司開發(fā)生產(chǎn)部,北京 100010;7. 中國(guó)石油大慶油田公司,黑龍江大慶 163000)

        0 引言

        聚合物驅(qū)油技術(shù)作為常用的提高采收率方法被廣泛應(yīng)用,取得了顯著的增油降水效果[1-5]。但對(duì)于非均質(zhì)性較強(qiáng)的油藏,聚合物驅(qū)中后期開發(fā)效果較差。這是由于儲(chǔ)集層非均質(zhì)性和聚合物滯留特性會(huì)引起“吸液剖面返轉(zhuǎn)”,不利于提高中低滲透層的動(dòng)用程度,無法進(jìn)一步擴(kuò)大波及體積,從而加劇層間矛盾,嚴(yán)重影響聚驅(qū)開發(fā)效果[6-7]。為解決這一問題,吳行才等[8-9]提出了同步調(diào)驅(qū)提高采收率技術(shù)理論,即采用一種新型顆粒型聚合物SMG水分散液體系作為驅(qū)替相,通過水與SMG“分工合作”調(diào)整儲(chǔ)集層不同部位的滲透性能,大幅提高波及效率,從而達(dá)到提高采收率的目的。SMG顆粒進(jìn)入多孔介質(zhì)后呈現(xiàn)“堵大不堵小”的封堵特性。為了定性和定量分析SMG的這一特性,并對(duì)比連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系驅(qū)油機(jī)理,本文利用微流控技術(shù)模擬SMG顆粒相分離現(xiàn)象,以生物流體力學(xué)中紅細(xì)胞樹狀叉濃度分布理論為指導(dǎo),建立SMG顆粒在不同孔隙中濃度分布數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上開展連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系驅(qū)油的微觀和宏觀物理模擬實(shí)驗(yàn),對(duì)比兩者的性能,并通過礦場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

        1 連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系微觀驅(qū)油機(jī)理對(duì)比

        1.1 SMG顆粒相分離現(xiàn)象

        聚合物溶液是在水中加入水溶性聚合物而形成的高黏度流體,是一種連續(xù)相驅(qū)油體系。SMG水分散液由SMG顆粒和攜帶液(水)組成,是一種分散相驅(qū)油體系?;诩羟袛U(kuò)散原理與紅細(xì)胞的 Fahraeus-Lindqvist效應(yīng),可應(yīng)用微流控技術(shù)(Lab on a chip)來分離血液中的血漿和紅細(xì)胞[10-13]。根據(jù)相同的原理,本文應(yīng)用微流控技術(shù)來觀測(cè)連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系在不同大小孔隙中的運(yùn)移特性。圖1為可視化微流控芯片,聚合物溶液和SMG水分散液在微流控芯片中的流動(dòng)動(dòng)態(tài)如圖2所示。

        當(dāng)聚合物分子線團(tuán)尺寸小于1 μm時(shí),由于受布朗力作用,進(jìn)入不同大小孔隙中的聚合物溶液的濃度相同。當(dāng)SMG顆粒粒徑大于1 μm時(shí),吸水膨脹后易受剪切應(yīng)力作用發(fā)生彈性變形,具有明顯的向通道軸心處聚集的趨勢(shì),在流體攜帶下優(yōu)先進(jìn)入低阻力高流速的較大通道,攜帶液則進(jìn)入低流速的較小通道,產(chǎn)生顆粒相分離現(xiàn)象[14-15]。從圖2中可以直觀地觀察到以上現(xiàn)象。

        圖1 可視化微流控芯片

        圖2 連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系微流控實(shí)驗(yàn)

        連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系在不同大小孔隙中的運(yùn)移具有明顯區(qū)別:連續(xù)相驅(qū)油體系均勻地進(jìn)入不同大小的孔隙,而分散相驅(qū)油體系注入過程中產(chǎn)生顆粒相分離現(xiàn)象,顆粒在大孔隙中聚集形成橋堵,攜帶液進(jìn)入小孔隙中驅(qū)油,具有“堵大不堵小”的封堵特性。這也是二者對(duì)“吸液剖面返轉(zhuǎn)”影響程度不同的根本原因。

        1.2 SMG濃度分布數(shù)學(xué)模型

        為從定量角度分析SMG“堵大不堵小”的封堵特性,引入生物流體力學(xué)中紅細(xì)胞樹狀叉濃度分布表達(dá)式,并對(duì)其進(jìn)行修正,建立SMG在不同孔隙中濃度分布數(shù)學(xué)模型。

        假設(shè)有N個(gè)出口,每個(gè)出口中的流體分流量為:

        基于質(zhì)量守恒定律可得:

        生物流體力學(xué)中許多經(jīng)驗(yàn)公式描述了血液流動(dòng)過程中紅細(xì)胞與血漿的顆粒相分離現(xiàn)象,計(jì)算了紅細(xì)胞在不同通道中的濃度分布。本文引入并修正紅細(xì)胞樹狀叉濃度分布表達(dá)式[16-17],則每個(gè)出口中的SMG顆粒相濃度為:

        將yi=0時(shí)的xi定義為臨界分流量xi*。由(4)式可知,當(dāng)xi≤xi*時(shí),yi=0;當(dāng)xi>1-xi*時(shí),不滿足(3)式,因此需要修正。進(jìn)一步可得SMG顆粒相濃度分布表達(dá)式為:

        由(5)式計(jì)算得到N=2和N=3時(shí)SMG顆粒相濃度與流體分流量關(guān)系,如圖3所示??梢钥闯?,不同孔隙中SMG顆粒相濃度受參數(shù)a影響較大。顆粒粒徑越大,參數(shù)a越大,則SMG受到流體剪切力作用越大,顆粒相分離程度越大。當(dāng)a=1時(shí),每個(gè)孔隙中顆粒相濃度均等于平均濃度,即為聚合物溶液在不同孔隙中均勻分布的情況。以N=2為例(見圖3a),臨界分流量xi*隨著a的增加而增大,即曲線與橫軸的交點(diǎn)逐漸右移;當(dāng)xi≤xi*時(shí),yi=0,即沒有顆粒進(jìn)入孔隙內(nèi);當(dāng)xi<0.5時(shí),進(jìn)入孔隙內(nèi)顆粒相濃度小于平均濃度;當(dāng)xi=0.5時(shí),進(jìn)入孔隙內(nèi)顆粒相濃度等于平均濃度;當(dāng)xi>0.5時(shí),進(jìn)入孔隙內(nèi)顆粒相濃度大于平均濃度。

        圖3 顆粒相濃度與流體分流量關(guān)系

        1.3 SMG液流轉(zhuǎn)向機(jī)理

        為進(jìn)一步分析SMG分散相驅(qū)油體系的驅(qū)油機(jī)理,采用如圖4所示的孔喉結(jié)構(gòu)概念模型。SMG顆粒在孔喉處封堵產(chǎn)生的附加壓力與驅(qū)替壓力共同作用促使液流轉(zhuǎn)向,啟動(dòng)之前無法動(dòng)用的毛細(xì)管。當(dāng)壓力升高至一定值時(shí),SMG發(fā)生變形,通過該喉道,繼續(xù)向前運(yùn)移[18-21]。

        圖4 SMG封堵示意圖

        圖4 a中,SMG首先從毛細(xì)管4進(jìn)入孔隙。SMG總是沿著阻力最小的方向運(yùn)移,因此會(huì)進(jìn)入毛細(xì)管 3并產(chǎn)生封堵效應(yīng),從而使液流轉(zhuǎn)向。SMG作用于毛細(xì)管 3的入口端,產(chǎn)生一個(gè)附加壓力,該壓力最大值為pt。當(dāng)壓力超過該值時(shí),SMG發(fā)生彈性變形,繼續(xù)運(yùn)移并通過毛細(xì)管3。在此過程中,驅(qū)替壓力與附加壓力的合力作用于該孔喉模型,促使液流轉(zhuǎn)向,有利于啟動(dòng)毛細(xì)管1和2中的剩余油。

        啟動(dòng)毛細(xì)管2中剩余油的臨界條件為:

        啟動(dòng)毛細(xì)管1和2中剩余油的臨界條件為:

        當(dāng)pt+Δp<pc2時(shí),即SMG封堵產(chǎn)生的附加壓力與驅(qū)替壓力的合力小于毛細(xì)管 2的毛細(xì)管力,驅(qū)替流體不會(huì)進(jìn)入毛細(xì)管 2,毛細(xì)管 1中的剩余油也不能被啟動(dòng),此時(shí)剩余油形態(tài)如圖4a所示。

        當(dāng)pc2≤pt+Δp<pc1時(shí),即SMG封堵產(chǎn)生的附加壓力與驅(qū)替壓力的合力大于等于毛細(xì)管 2的毛細(xì)管力,但是小于毛細(xì)管 1的毛細(xì)管力,則驅(qū)替流體可以進(jìn)入毛細(xì)管2,但是不能啟動(dòng)毛細(xì)管1中的剩余油,此時(shí)剩余油形態(tài)如圖4b所示。

        當(dāng)pc1≤pt+Δp時(shí),即SMG封堵產(chǎn)生的附加壓力與驅(qū)替壓力的合力大于毛細(xì)管 1的毛細(xì)管力,驅(qū)替流體可以進(jìn)入毛細(xì)管1和毛細(xì)管2,啟動(dòng)其中的剩余油,此時(shí)剩余油形態(tài)如圖4c所示。

        當(dāng)使用傳統(tǒng)聚合物溶液驅(qū)油時(shí),無法區(qū)分高低滲透層,由于吸附和機(jī)械捕集作用,驅(qū)替流體在中低滲透層的滯留量不斷增多,使中低滲透層的啟動(dòng)壓力梯度提高,且提高幅度遠(yuǎn)大于高滲透層,導(dǎo)致后續(xù)注入困難,使高滲透層的吸水量增加,“吸液剖面返轉(zhuǎn)”現(xiàn)象嚴(yán)重。而使用 SMG水分散液時(shí)則不會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象,由于其“堵大不堵小”的封堵特性,SMG顆??蛇x擇性地進(jìn)入高滲透層和大孔道,在其中運(yùn)移、水化膨脹和滯留,產(chǎn)生有效封堵,后續(xù)驅(qū)替流體轉(zhuǎn)向進(jìn)入中低滲透層驅(qū)替剩余油。SMG顆粒與攜帶液分工合作,提高了波及效率,可取得顯著的增油降水效果。

        2 連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系性能對(duì)比

        2.1 實(shí)驗(yàn)條件

        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

        分散相驅(qū)油體系(SMG水分散液)中的SMG是由中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院油田化學(xué)研究所提供的SMG(W)(微米級(jí))和 SMG(Y)(亞毫米級(jí)),有效含量為100%。連續(xù)相驅(qū)油體系(聚合物溶液)中的聚合物為部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)干粉,相對(duì)分子質(zhì)量為2.5×107,固含量為90%。染色劑為天津市大茂化學(xué)試劑廠生產(chǎn)的熒光素鈉。實(shí)驗(yàn)用模擬油為大慶油田第一采油廠脫氣原油與煤油混合而成,45 ℃下黏度為 9.8 mPa·s。實(shí)驗(yàn)用水為大慶油田污水,水質(zhì)分析見表1。

        實(shí)驗(yàn)所用巖心包括 2種:①人造微流控仿真模型(見圖5),長(zhǎng)4.0 cm,寬1.0 cm,孔徑為20~50 μm;②石英砂環(huán)氧樹脂膠結(jié)“五點(diǎn)法”仿真巖心[22-27],長(zhǎng)30.0 cm,寬30.0 cm,高4.5 cm,從上到下依次為高、中、低3個(gè)滲透層,厚度均為1.5 cm,氣測(cè)滲透率分別為 2 400×10-3,800×10-3和 300×10-3μm2。

        表1 實(shí)驗(yàn)用水的水質(zhì)分析

        圖5 微流控仿真模型

        2.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

        采用三目金相顯微鏡(德國(guó)萊卡公司 DM1750m型)測(cè)試 SMG顆粒粒徑,采用動(dòng)/靜態(tài)光散射儀系統(tǒng)測(cè)試聚合物分子線團(tuán)尺寸。巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所示。

        圖6 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

        2.2 實(shí)驗(yàn)方法

        2.2.1 微觀驅(qū)油機(jī)理實(shí)驗(yàn)步驟

        連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系微觀驅(qū)油機(jī)理實(shí)驗(yàn)步驟為:①將微流控仿真模型抽真空;②微流控仿真模型飽和水;③微流控仿真模型飽和模擬油;④水驅(qū)至含水98%,記錄驅(qū)替過程圖像;⑤分別注入一定PV(孔隙體積倍數(shù))連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系,注入速度為0.01 mL/min,記錄驅(qū)替過程圖像。

        2.2.2 液流轉(zhuǎn)向能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案

        表2 液流轉(zhuǎn)向能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案

        連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系液流轉(zhuǎn)向能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案如表2所示。實(shí)驗(yàn)中 SMG溶液質(zhì)量濃度均為0.3%,方案1-1和1-2中注入速度為0.5 mL/min,壓力記錄間隔為30 min。

        2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

        2.3.1 微觀驅(qū)油機(jī)理實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        2.3.1.1 聚合物溶液

        聚合物分子線團(tuán)尺寸測(cè)試結(jié)果如圖7所示??梢钥闯?,聚合物溶液是極度不均勻的連續(xù)相體系,其分子線團(tuán)尺寸分布范圍較寬,在幾納米到幾千納米之間。在布朗力的作用下,聚合物溶液無區(qū)分地進(jìn)入不同大小孔隙,對(duì)小孔隙造成不可逆的堵塞。

        圖7 聚合物分子線團(tuán)尺寸分布曲線

        在微流控仿真模型中進(jìn)行聚合物溶液驅(qū)油實(shí)驗(yàn),水驅(qū)及聚合物驅(qū)過程動(dòng)態(tài)圖像如圖8所示??梢钥闯?,水驅(qū)后剩余油主要存在于小孔道中(見圖8c)。隨著聚合物溶液的注入,一方面因其黏滯力較大,流動(dòng)阻力增大;另一方面因其吸附滯留在孔道內(nèi),孔隙過流斷面減小。這兩個(gè)因素的協(xié)同作用大幅增加了聚合物溶液在孔道內(nèi)的流動(dòng)阻力,使注入壓力升高。同時(shí)根據(jù)濃度分布數(shù)學(xué)模型可知每個(gè)孔道中聚合物溶液濃度均與平均濃度相等,所以聚合物溶液無區(qū)分地進(jìn)入不同大小孔隙(見圖8d—圖8g),增加其中的流動(dòng)阻力。聚合物溶液在孔道中的滯留現(xiàn)象是聚合物驅(qū)過程中發(fā)生“吸液剖面返轉(zhuǎn)”的根本原因。

        圖8 聚合物溶液驅(qū)油動(dòng)態(tài)圖像

        2.3.1.2 SMG水分散液

        利用德國(guó)萊卡公司DM1750m型三目金相顯微鏡,根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理,繪制SMG(W)和SMG(Y)顆粒粒徑分布曲線,如圖9所示。

        圖9 SMG顆粒粒徑分布曲線

        從圖7和圖9中可以看出,與聚合物分子線團(tuán)尺寸分布相比,SMG(W)和 SMG(Y)顆粒尺寸分布范圍較窄、相對(duì)集中,SMG進(jìn)入與其尺寸匹配的大孔隙,攜帶液進(jìn)入小孔隙驅(qū)油。SMG(W)顆粒初始粒徑中值為7.16 μm;SMG(Y)顆粒初始粒徑中值為 26.25 μm。SMG(W)顆粒膨脹后的粒徑中值為36.01 μm,膨脹倍數(shù)為5.03;SMG(Y)顆粒膨脹后粒徑中值為122.13 μm,膨脹倍數(shù)為4.65。筆者通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),適用于油藏的 SMG(W)和SMG(Y)顆粒粒徑與巖石孔隙尺寸的匹配系數(shù)(粒徑與孔隙直徑中值的比值)分別為 0.79~0.84和 1.73~1.78[15]。

        在微流控仿真模型中進(jìn)行 SMG水分散液驅(qū)油實(shí)驗(yàn),水驅(qū)及 SMG水分散液驅(qū)油過程動(dòng)態(tài)圖像如圖10所示??梢钥闯?,水驅(qū)過程中注入水優(yōu)先進(jìn)入滲流阻力較小的大孔道,剩余油主要存在于小孔道中。在SMG水分散液注入過程中產(chǎn)生顆粒相分離現(xiàn)象,SMG顆粒進(jìn)入優(yōu)勢(shì)大孔道并在其中運(yùn)移,多個(gè)顆粒通過聚集、堆積和架橋減小孔隙過流斷面,有效封堵大孔道,導(dǎo)致滲流阻力增加和注入壓力升高。隨著注入壓力升高,攜帶液轉(zhuǎn)向進(jìn)入小孔道中驅(qū)替剩余油。當(dāng)SMG顆粒進(jìn)入下一個(gè)孔隙喉道時(shí),隨著其尺寸增加和數(shù)量增大,再次聚集和形成橋堵,重復(fù)聚集、堵塞和液流轉(zhuǎn)向的過程,從而實(shí)現(xiàn)深部液流轉(zhuǎn)向目的。同時(shí),該實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分驗(yàn)證了 SMG在不同孔隙中濃度分布數(shù)學(xué)模型的正確性,即小孔道中的流體分流量小于臨界分流量且顆粒粒徑較大時(shí),小孔道內(nèi)SMG顆粒相濃度為零,即沒有顆粒進(jìn)入。

        圖10 SMG水分散液驅(qū)油動(dòng)態(tài)圖像

        SMG顆粒和攜帶液分別扮演“調(diào)”和“驅(qū)”的角色,SMG在多孔介質(zhì)中具有“聚集-變形-運(yùn)移-再聚集-再變形-再運(yùn)移”的運(yùn)動(dòng)特征和“堵大不堵小”的封堵特性,有效封堵大孔道和改變攜帶液流動(dòng)方向,提高剩余油動(dòng)用程度,從而大幅提高采收率。

        2.3.2 液流轉(zhuǎn)向能力評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        2.3.2.1 恒速實(shí)驗(yàn)

        方案1-1和1-2中,恒速注入方式下連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系采收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示??梢钥闯?,方案1-1中聚合物驅(qū)最終采收率增幅為34.07%,方案1-2中SMG水分散液驅(qū)最終采收率增幅為16.78%,前者大于后者。

        表3 恒速注入方式下采收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        方案1-1和1-2實(shí)驗(yàn)過程的動(dòng)態(tài)特征曲線如圖11所示??梢钥闯?,聚合物驅(qū)的注入壓力高于SMG水分散液驅(qū)(見圖11a),這是由于聚合物溶液在巖心孔隙中具有較強(qiáng)的滯留能力,使注入壓力大幅升高,導(dǎo)致含水率降幅和采收率增幅較大(見圖11b、11c)。然而礦場(chǎng)規(guī)定注入壓力不能超過儲(chǔ)集層巖石破裂壓力,同時(shí)又受到配注設(shè)備額定工作壓力的限制,例如大慶油田地層破裂壓力約為12~14 MPa,水驅(qū)注入壓力一般為6~7 MPa,二者間成2倍的比例關(guān)系,所以方案1-1中聚合物驅(qū)的注入壓力和采收率增幅在礦場(chǎng)實(shí)踐中均難以實(shí)現(xiàn)。因此,采用恒壓注入方式更能客觀地評(píng)價(jià)連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系的增油降水效果。

        2.3.2.2 恒壓實(shí)驗(yàn)

        方案2-1和2-2中,恒壓注入方式下連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系采收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示??梢钥闯觯桨?-1中聚合物驅(qū)最終采收率增幅為26.14%,方案2-2中SMG水分散液驅(qū)最終采收率增幅為33.11%,前者小于后者,這與恒速實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反。

        方案2-1和2-2實(shí)驗(yàn)過程的動(dòng)態(tài)特征曲線如圖12所示??梢钥闯?,在注入孔隙體積倍數(shù)相同條件下,SMG水分散液驅(qū)增油降水效果好于聚合物驅(qū)。恒壓實(shí)驗(yàn)條件接近礦場(chǎng)實(shí)際情況,因此能更真實(shí)地反映連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系的礦場(chǎng)試驗(yàn)效果。當(dāng)采用恒壓注入方式后,由于聚合物溶液具有較強(qiáng)的滯留能力,使孔隙過流斷面減小,增加流動(dòng)阻力,導(dǎo)致注入速度降幅較大(見圖12a),含水率降幅和采收率增幅較?。ㄒ妶D12b、12c)。

        圖11 恒速注入方式下注入壓力(a)、含水率(b)及采收率(c)與注入孔隙體積倍數(shù)的關(guān)系

        表4 恒壓注入方式下采收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        圖12 恒壓注入方式下注入速度(a)、含水率(b)及采收率(c)與注入孔隙體積倍數(shù)的關(guān)系

        3 連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系礦場(chǎng)試驗(yàn)效果對(duì)比

        根據(jù)文獻(xiàn)[28-30]總結(jié)得出 SMG水分散液目前已成功應(yīng)用的油藏條件:儲(chǔ)集層滲透率(50~3 000)×10-3μm2,滲透率變異系數(shù)小于 0.75,原油黏度小于 350 mPa·s,注入水礦化度小于200 000 mg/L,注入水二價(jià)離子含量小于2 000 mg/L,油藏溫度小于130 ℃。

        在同一油藏不同區(qū)域開展了連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系礦場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)[28]。連續(xù)相驅(qū)替試驗(yàn)區(qū)以聚合物弱凝膠LPG為主,考慮到該油藏竄流通道發(fā)育、儲(chǔ)集層原油黏度高,選擇了聚合物弱凝膠,沒有選擇聚合物溶液,前置封堵段塞為復(fù)合預(yù)成膠體膨顆粒 SLG,后續(xù)段塞逐漸降低聚合物濃度,各段塞連續(xù)注入;分散相驅(qū)替試驗(yàn)區(qū)以顆粒型聚合物SMG水分散液為主,前置封堵段塞與連續(xù)相驅(qū)替試驗(yàn)區(qū)相同,后繼為SMG段塞與LPG小段塞4次交替注入。

        兩種驅(qū)替方式礦場(chǎng)試驗(yàn)效果[28]如表5所示??梢钥闯?,分散相驅(qū)替試驗(yàn)區(qū)在化學(xué)劑注入期間日產(chǎn)油提高了2.9倍,而連續(xù)相驅(qū)替試驗(yàn)區(qū)是1.1倍;二者在化學(xué)劑注入期間含水率最大降幅分別為46.2%和32.2%。當(dāng)持續(xù)采用連續(xù)相黏性流體驅(qū)油時(shí),由于連續(xù)相黏性流體不區(qū)分地增加儲(chǔ)集層油、水的流動(dòng)阻力,導(dǎo)致生產(chǎn)井供液能力不足,難以啟動(dòng)低滲區(qū)域相對(duì)富集的剩余油,不能進(jìn)一步提升和長(zhǎng)時(shí)間保持增油降水效果;而由于SMG“堵大不堵小”的封堵特性,可優(yōu)先進(jìn)入高滲透層并暫堵優(yōu)勢(shì)通道,同時(shí)水轉(zhuǎn)向進(jìn)入低滲區(qū)或小孔隙驅(qū)出相對(duì)富集的剩余油,獲得了比連續(xù)相驅(qū)油體系更好的增油降水效果。

        表5 連續(xù)相與分散相驅(qū)油體系礦場(chǎng)試驗(yàn)效果對(duì)比

        4 結(jié)論

        連續(xù)相驅(qū)油體系無區(qū)分地進(jìn)入不同大小的孔隙,而分散相驅(qū)油體系注入過程中產(chǎn)生顆粒相分離現(xiàn)象,顆粒在大孔隙中聚集形成橋堵,攜帶液進(jìn)入小孔隙中驅(qū)油,具有“堵大不堵小”的封堵特性。

        對(duì)于3層非均質(zhì)巖心(各層滲透率不同),采用更接近實(shí)際油藏驅(qū)油過程的恒壓方式分別注入相同孔隙體積倍數(shù)的聚合物溶液和SMG水分散液,后者增油降水效果優(yōu)于前者,即分散相驅(qū)油體系增油降水效果更好。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與礦場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果一致。

        符號(hào)注釋:

        a——與顆粒粒徑有關(guān)的參數(shù),無因次;i——出口編號(hào);N——出口數(shù);pc1,pc2——毛細(xì)管1和毛細(xì)管2的毛細(xì)管力,MPa;Δp——驅(qū)替壓差,MPa;pt——SMG 作用于毛細(xì)管 3入口端產(chǎn)生的附加壓力的最大值,MPa;qi——第i個(gè)出口的流量,mL/s;xi——第i個(gè)出口的流體分流量,無因次;xi*——第i個(gè)出口的臨界流體分流量,無因次;yi——第i個(gè)出口的顆粒相濃度,無因次。

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