化學(xué)驅(qū)波及系數(shù)和驅(qū)油效率的研究.pdf

1、自二十世紀(jì)五十年代開始,國內(nèi)外就著手進行了油田開發(fā)晚期或水驅(qū)結(jié)束后的化學(xué)驅(qū)油技術(shù)研究,而在九十年代化學(xué)驅(qū)油作為我國注水開發(fā)油田提高采收率的重要方法,已經(jīng)從機理研究、配方優(yōu)選進入到先導(dǎo)性礦場試驗階段,特別是聚合物驅(qū)油技術(shù)已在大慶油田實現(xiàn)了工業(yè)性應(yīng)用,并取得了明顯的增油降水效果.但是由于化學(xué)驅(qū)機理十分復(fù)雜,人們對其中的許多基礎(chǔ)性問題仍缺乏足夠的認(rèn)識.因此,為了進一步提高化學(xué)驅(qū)的驅(qū)油效果,完善化學(xué)驅(qū)油機理,有必要對化學(xué)驅(qū)中的物理化學(xué)滲流機理進

2、行深層次的、系統(tǒng)的研究.這也正是"十五"期間國家重點基礎(chǔ)項目"大幅度提高原油采收率的基礎(chǔ)研究"的目的,"化學(xué)驅(qū)驅(qū)油效率和波及系數(shù)研究"即屬該項目的部分內(nèi)容.本文在對國內(nèi)外有關(guān)水驅(qū)與化學(xué)驅(qū)的波及系數(shù)和驅(qū)油效率資料調(diào)研基礎(chǔ)上,以大慶油田為依托,充分利用豐富的密閉取心檢查井巖心分析資料,總結(jié)出了大慶油田的水驅(qū)波及系數(shù)和驅(qū)油效率的變化特征,定量給出了大慶油田目前的水驅(qū)波及系數(shù)和驅(qū)油效率；依據(jù)砂巖油田的沉積規(guī)律,按照物理模擬的相似理論,設(shè)計出與大

3、慶油田主力油藏相似的二維及三維非均質(zhì)物理模型,并通過微觀網(wǎng)絡(luò)模型、大型二維平面均質(zhì)模型及三維物理模型的驅(qū)油實驗,對化學(xué)驅(qū)滲流機理、波及系數(shù)及驅(qū)油效率進行了研究,揭示了聚合物驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油效率、波及系數(shù)和最終采收率值大小,以及驅(qū)油效率和波及系數(shù)對采收率提高值的貢獻.特別是,對聚合物能否提高驅(qū)油效率給予了肯定的回答.主要研究結(jié)論可歸納為下述幾點: 1、設(shè)計并制作了五種大型物理模擬實驗用的物理模型,從阿爾奇原理出發(fā),通過測量電極

4、間的電阻率來判斷油層的含油飽和度,建立了一套由電極、數(shù)據(jù)采集板和數(shù)據(jù)輸出終端(電腦)構(gòu)成的自動化程度較高的測量、采集系統(tǒng).飽和度測量誤差在1.0～1.5個百分點之間.實現(xiàn)測定化學(xué)驅(qū)不同驅(qū)替階段巖心內(nèi)的含油飽和度分布和化學(xué)驅(qū)的前緣位置. 2、建立了微觀驅(qū)油動態(tài)彩色圖像量化處理系統(tǒng).主要具有以下幾方面的功能: ①實現(xiàn)對微觀驅(qū)油實驗過程動態(tài)圖像的連續(xù)錄取(時間間隔約為1.5秒)；②對驅(qū)替過程的動態(tài)圖象進行分析得到不同驅(qū)替倍數(shù)下

5、的采出程度并繪制采收率曲線；③顯示宏觀目標(biāo)(如水前緣)在整個模型中的運動軌跡；④在適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù)下,跟蹤錄取目標(biāo)(如油珠)在孔隙中的運動情況,計算目標(biāo)在每一時刻的特征參數(shù),得到目標(biāo)的運動軌跡；⑤對模型內(nèi)的孔隙參數(shù)進行分析,得到微觀模型孔隙、喉道的特征值. 3、通過密閉取心檢查井巖心資料和儲層預(yù)測分析與研究,宏觀上給出了大慶油田不同類型儲層的水驅(qū)波及系數(shù)和驅(qū)油效率.水驅(qū)波及系數(shù)變化范圍在41.4﹪～67.7﹪之間,水驅(qū)驅(qū)油效率處于

6、40.0﹪～65.0﹪之間,平均為為53.2﹪左右. 4、微觀和巖心驅(qū)油實驗結(jié)果均表明,聚合物驅(qū)的主要作用在于提高波及系數(shù),而且主要是提高中低滲透層的波及系數(shù)其驅(qū)油機理是:(1)流度比的降低提高了聚合物驅(qū)的波及系數(shù)；(2)聚合物溶液剪切應(yīng)力的增加,可以驅(qū)替孤島狀、膜狀剩余油.(3)聚合物溶液的粘彈性可以減少盲狀剩余油. 5、室內(nèi)巖心模擬實驗表明聚合物驅(qū)可提高驅(qū)油效率8﹪左右.非均質(zhì)有隔層低滲透儲層波及系數(shù)提高21.9﹪左

7、右,中滲透提高波及系數(shù)10.1﹪左右,高滲透層提高波及系數(shù)7.1﹪；而非均質(zhì)無隔層低滲透儲層波及系數(shù)提高42.2﹪左右；中滲透提高波及系數(shù)23.4﹪左右,相比于有隔層模型來說,無隔層模型的水驅(qū)波及系數(shù)相對低一些,但是波及系數(shù)提高值卻是相反. 6、三元復(fù)合驅(qū)既能提高驅(qū)油效率,又能提高波及系數(shù),其驅(qū)油機理是:(1)超低界面張力的作用,增加了毛管數(shù),降低了剩余油含油飽和度,提高驅(qū)油效率；(2)聚合物的加入,增加了驅(qū)替劑的粘性,降低了油

8、水流度比,減緩了指進現(xiàn)象,改善了驅(qū)替液的流場分布,增加了驅(qū)替液的波及系數(shù)；(3)三元復(fù)合體系與原油形成乳狀液,在運動過程中不斷碰撞、聚并,并逐漸形成油墻,擴大波及范圍并將更多的微觀殘余油乳化分散成油滴驅(qū)替出來.(4)表面活性劑與堿的加入,改變了油層的潤濕性. 7、三元復(fù)合驅(qū)提高驅(qū)油效率值為32.18﹪.三元復(fù)合驅(qū)結(jié)束后,低滲透層波及系數(shù)增加了30.5﹪；中滲透層波及系數(shù)增加27.4﹪,高滲透層波及系數(shù)比水驅(qū)結(jié)束時增加14.8﹪.

9、而無隔層模型相對于有隔層模型來說,中滲透層提高波及系數(shù)幅度相對較高. 8、從驅(qū)油效率和波及系數(shù)對采收率的貢獻程度上看,聚合物驅(qū)驅(qū)油效率對提高采收率的貢獻為11.85﹪,三元復(fù)合驅(qū)貢獻為33.27﹪.三元復(fù)合體系充分發(fā)揮了其協(xié)同效應(yīng),大幅度提高了原油采收率,但為了充分發(fā)揮三元復(fù)合體系的驅(qū)替效果,應(yīng)主要將三元復(fù)合體系注入到高滲透油層,同時將中低滲透油層用聚合物驅(qū),之后進行二元體系驅(qū)替中低滲透層,實現(xiàn)總量不變的情況下,大幅度提高原油采