聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用新技術(shù)界限研究與應(yīng)用

劉朝霞，王 強，孫盈盈，高 明，劉皖露，王正波

（中國石油勘探開發(fā)研究院提高石油采收率國家重點實驗室，北京100083）

聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用新技術(shù)界限研究與應(yīng)用

劉朝霞，王 強，孫盈盈，高 明，劉皖露，王正波

（中國石油勘探開發(fā)研究院提高石油采收率國家重點實驗室，北京100083）

為了明確聚合物驅(qū)技術(shù)的適用性，通過對比中外10個聚合物驅(qū)技術(shù)界限及關(guān)鍵參數(shù)的取值，分析了影響聚合物驅(qū)效果的關(guān)鍵因素，主要包括油藏溫度、地層水礦化度及二價陽離子質(zhì)量濃度、原油粘度、油藏滲透率及非均質(zhì)性等。以中國聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用油藏參數(shù)分布區(qū)域為中心，以聚合物驅(qū)技術(shù)界限中的邊界值為界限，按照不同比例礦場實例所在的參數(shù)區(qū)間建立了5級技術(shù)界限參數(shù)序列。利用建立的聚合物驅(qū)技術(shù)界限對中外6個油藏進行聚合物驅(qū)方法篩選，青海E油藏篩選綜合評分僅為2.125分，低于方法適用評分（3分），建議在該區(qū)不采用聚合物驅(qū)技術(shù)；其余5個油藏評分都高于3分，可采用聚合物驅(qū)技術(shù)。大慶L油藏和SZ36-1油藏的聚合物驅(qū)評分結(jié)果與礦場試驗效果一致，采收率分別提高了11.88%和3.62%。因此，新建立的聚合物驅(qū)技術(shù)界限可用于評價和對比不同區(qū)塊的聚合物驅(qū)適用性。

聚合物驅(qū)技術(shù)界限提高采收率參數(shù)序列適用性

中外大部分老油田開發(fā)已逐漸進入中后期，油藏普遍進入高含水、高采出程度階段，急需開展三次采油技術(shù)研究以進一步穩(wěn)定產(chǎn)量、提高采收率?；瘜W(xué)驅(qū)是主要的三次采油技術(shù)之一，其中聚合物驅(qū)已在中國大慶、勝利、新疆及大港等油區(qū)開展了大規(guī)模礦場應(yīng)用，平均提高采收率12%左右［1］，起到了控水增油的作用。隨著聚合物驅(qū)的推廣及應(yīng)用，中外建立了多個聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用技術(shù)界限，均以油藏參數(shù)的單一數(shù)值為界限，如油藏溫度的界限為93℃［2］，即油藏溫度超過該界限時，就認為該油藏不適用聚合物驅(qū)。但隨著聚合物驅(qū)技術(shù)的進步，這些參數(shù)的界限會發(fā)生變化，同時當(dāng)油藏參數(shù)在界限內(nèi)時，仍無法明確聚合物驅(qū)技術(shù)的適用性；例如當(dāng)2個油藏的溫度都小于93℃時，無法確定哪個油藏更適合聚合物驅(qū)。因此，筆者通過對比分析中外現(xiàn)有的聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用技術(shù)界限，廣泛調(diào)研已實施化學(xué)驅(qū)礦場應(yīng)用的油藏參數(shù)分布，建立了一套新的聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用技術(shù)界限和參數(shù)分級序列，以期為中外油田快速開展聚合物驅(qū)方法篩選和適應(yīng)性研究提供參考。

1 聚合物驅(qū)開發(fā)效果影響因素

調(diào)研了中外聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用技術(shù)界限［3-10］，技術(shù)界限的制定主要考慮聚合物驅(qū)技術(shù)當(dāng)時的適用條件，其含義為：當(dāng)油藏參數(shù)超過界限值時，聚合物驅(qū)在該油藏不適用。為避免設(shè)定的參數(shù)取值范圍過窄而導(dǎo)致具有開發(fā)潛力的油藏在評價中被遺漏，將調(diào)研的技術(shù)界限中各參數(shù)最寬范圍的取值設(shè)定為該參數(shù)的邊界值，即當(dāng)油藏參數(shù)值超過邊界值時，認為該油藏不適用聚合物驅(qū)技術(shù)（表1）。

從油藏的角度出發(fā)，影響聚合物驅(qū)開發(fā)效果的關(guān)鍵因素主要包括油藏溫度、地層水礦化度及二價陽離子質(zhì)量濃度、原油粘度、油藏滲透率及非均質(zhì)性等［11］。

油藏溫度 油藏溫度主要影響聚合物溶液的增粘性能，油藏溫度越高，聚合物降解越快，增粘效果越差。油藏溫度太低，細菌的活動通常更加活躍，應(yīng)考慮聚合物細菌降解問題。

地層水礦化度及二價陽離子質(zhì)量濃度 聚丙烯酰胺類聚合物本身具有鹽敏性，地層水礦化度增加或二價陽離子質(zhì)量濃度增加，聚合物在巖石表面的吸附量增大，使得聚合物溶液的有效質(zhì)量濃度降低，粘度下降。同時，由于水中離子與聚合物分子鏈上的離子之間的排斥力增大，聚合物分子伸展的能力大大降低，導(dǎo)致溶液粘度下降。

原油粘度 原油粘度低時，水驅(qū)采收率高，聚合物驅(qū)提高采收率幅度不大；隨著原油粘度的增加，聚合物溶液質(zhì)量濃度和用量增加，對于油層的注入能力及經(jīng)濟效益均有一定的影響；當(dāng)原油粘度高于一定值時，很難通過聚合物驅(qū)改善流度比，聚合物驅(qū)則不適用。

滲透率及非均質(zhì)性 對滲透率較低的油層進行聚合物驅(qū)時，由于注入能力低，注入壓力上升較快，會延長注入周期。油層相對均質(zhì)，水驅(qū)開發(fā)效果好，聚合物驅(qū)提高采收率幅度低；而油層非均質(zhì)性強，超過了聚合物驅(qū)流度調(diào)整能力，聚合物驅(qū)效果會變差。油層滲透率變異系數(shù)存在最優(yōu)范圍，一般來講，聚合物驅(qū)更適用于正韻律油藏。

對于聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用的每項關(guān)鍵參數(shù)均存在較好的取值范圍，因此需將各項關(guān)鍵參數(shù)進行分級設(shè)定。

表1 聚合物驅(qū)技術(shù)界限的對比

2 技術(shù)界限的制定

1996年至今，中國在大慶、勝利、大港、新疆等油區(qū)開展了聚合物驅(qū)工業(yè)化試驗，取得成功，平均提高采收率12%。收集了自1996年以來中外成功開展聚合物驅(qū)礦場試驗的油藏參數(shù)［11-31］。在中國，化學(xué)驅(qū)的應(yīng)用規(guī)模和占三次采油產(chǎn)量的比例都高于其他國家，因此以中國聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用油藏參數(shù)分布區(qū)域為中心，以聚合物驅(qū)技術(shù)界限中的邊界值為界限，按照不同比例礦場實例所在的參數(shù)區(qū)間建立了5級技術(shù)界限參數(shù)序列。

技術(shù)界限參數(shù)分級方法為：①將50%礦場實例對應(yīng)的油藏參數(shù)分布區(qū)域劃分為1級，即最適用；②將1級以外，80%礦場實例對應(yīng)的參數(shù)分布區(qū)域之內(nèi)的部分劃分為2級，即較適用；③將2級以外，礦場實例對應(yīng)的油藏參數(shù)邊界以內(nèi)的區(qū)域劃分為3級，即一般適用；④將3級以外，油藏參數(shù)界限值以內(nèi)的區(qū)域劃分為4級，即較差；⑤將油藏參數(shù)界限值以外的區(qū)域劃分為5級，即差或不適用。按照技術(shù)界限的制定思路和方法，建立了聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用分級技術(shù)界限的參數(shù)序列（表2）。

表2 聚合物驅(qū)分級技術(shù)界限參數(shù)序列

3 實例應(yīng)用

利用建立的聚合物驅(qū)技術(shù)界限對中外6個油藏進行了聚合物驅(qū)方法篩選，將每個參數(shù)的評分進行加權(quán)平均得到各油藏聚合物驅(qū)的綜合評分。由篩選結(jié)果（表3）可知：青海E油藏篩選綜合評分僅為2.125分，低于方法適用評分（3分），建議該區(qū)不應(yīng)用聚合物驅(qū)技術(shù)；其余5個區(qū)塊評分都高于3分，適合聚合物驅(qū)。

表3 中外6個油藏聚合物驅(qū)篩選結(jié)果

參與評價的SZ36-1油藏在2003年實施了聚合物驅(qū)單井試驗，截至2006年2月試驗井區(qū)累積增油量為23 000 m3，提高采收率3.62%［32］；大慶L油藏聚合物驅(qū)試驗提高采收率11.88%。評分越高的油藏越適合聚合物驅(qū)，且現(xiàn)場試驗效果也較好。由此可見，新建立的聚合物驅(qū)技術(shù)界限可用于評價和對比不同區(qū)塊的聚合物驅(qū)適用性。

4 結(jié)束語

通過對比分析中外聚合物驅(qū)技術(shù)界限和總結(jié)聚合物驅(qū)技術(shù)的進步，確定了聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用的技術(shù)界限邊界值；通過分析影響聚合物驅(qū)開發(fā)效果的主要因素，以邊界值為界限，按照中外聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用實例油藏參數(shù)分布規(guī)律，建立了5級技術(shù)界限參數(shù)序列和評分依據(jù)。

應(yīng)用新技術(shù)界限參數(shù)序列評價了中外6個油藏聚合物驅(qū)的適用性：青海E油藏評分最低，為2.125分，不適合聚合物驅(qū)；其他5個區(qū)塊評分均高于3分，可采用聚合物驅(qū)技術(shù)開發(fā)。參與評價的SZ36-1和大慶L油藏均開展了聚合物驅(qū)礦場試驗，試驗效果與評分結(jié)果一致：評分為5的大慶L油藏提高采收率較高，為11.88%；SZ36-1油藏評分為3.38，提高采收率為3.62%。

新建的聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用技術(shù)界限及分級序列能反映聚合物驅(qū)技術(shù)適應(yīng)性，同時定量化的評價結(jié)果可用于聚合物驅(qū)礦場應(yīng)用的排序研究和規(guī)劃部署等。

［1］ 廖廣志，牛金剛，邵振波，等.大慶油田工業(yè)化聚合物驅(qū)效果及主要做法［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2004，23（1）：48-49.

［2］ Taber J J，Martin F D，Seright R S.EOR screening criteria revisit?ed-Part1：Introduction to screening criteria and enhanced recov?ery field projects［J］.SPE Reservoir Engineering，1997，12（3）：189-198.

［3］ 楊承志.化學(xué)驅(qū)提高石油采收率［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999：59.

［4］ Henson R，Todd A，Corbett P.Geologically based screening crite?ria for improved oil recovery projects［C］.Tulsa，Oklahoma：Soci?ety of Petroleum Engineers Inc.，2002.

［5］ 孫煥泉.聚合物驅(qū)油技術(shù)［M］.東營：石油大學(xué)出版社，2002：230.

［6］ Al-Bahar M A，Merrill R，Peake W，et al.Evaluation of IOR poten?tial within Kuwait［C］.Abu Dhabi，United Arab Emirates：Society of Petroleum Engineers，2004.

［7］ Thomas S.Chemical EOR：The past，does it have a future?［C］. SPE Distinguished Lecture Series，2006.

［8］ 劉玉章.聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2006：73.

［9］ 王康月，張永紅.江蘇油田三次采油方法篩選及主攻方向［J］.小型油氣藏，2006，11（1）：37-40.

［10］Bourdarot G，Ghedan S G.Modified EOR screening criteria as ap?plied to a group of offshore carbonate oil reservoirs［C］.Abu Dha?bi，UAE：Society of Petroleum Engineers，2011.

［11］蘇建棟，黃金山，邱坤態(tài)，等.改善聚合物驅(qū)效果的過程控制技術(shù)——以河南油區(qū)雙河油田北塊H3Ⅳ1—3層系為例［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2013，20（2）：91-94，98.

［12］顧永強，解保雙，魏志高，等.孤東油田聚合物驅(qū)工業(yè)化應(yīng)用的主要做法及效果［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2006，13（6）：89-92.

［13］顏捷先.勝利油區(qū)聚合物驅(qū)油技術(shù)的實踐與認識［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2002，9（3）：1-3.

［14］李振泉.孤島油田中一區(qū)特高含水期聚合物驅(qū)工業(yè)試驗［J］.石油勘探與開發(fā)，2004，31（2）：119-121.

［15］姜顏波，趙偉.孤東油田聚合物驅(qū)油工業(yè)性礦場試驗研究［J］.新疆石油地質(zhì)，2001，22（1）：63-65.

［16］王德辰，楊承志.老君廟油田H184井組膠束/聚合物驅(qū)油先導(dǎo)試驗［J］.石油勘探與開發(fā)，1999，26（1）：47-49.

［17］鐘玉龍，李洪生，王建軍，等.雙河油田高溫聚合物驅(qū)綜合調(diào)整技術(shù)［J］.石油地質(zhì)與工程，2007，21（1）：44-45.

［18］劉洪遠，李道山.大慶長垣南部油田三元復(fù)合驅(qū)室內(nèi)實驗研究［J］.油氣田地面工程，1999，18（2）：11-13.

［19］楊承林，周正祥，郭鳴黎，等.三元復(fù)合驅(qū)注入?yún)?shù)的優(yōu)化——以大慶油田北二西試驗區(qū)為例［J］.新疆石油地質(zhì)，2007，28 （5）：604-606.

［20］楊雪.大慶油田北二西弱堿三元復(fù)合驅(qū)試驗動態(tài)變化特征［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2012，（7）：114-116.

［21］宋萬超，張以根.孤東油田堿—表面活性劑—聚合物復(fù)合驅(qū)油先導(dǎo)試驗效果及動態(tài)特點［J］.油氣采收率技術(shù)，1994，1（2）：8-12.

［22］李宜強，梁雙慶，林麗華.聚合物驅(qū)不同注入方式對比評價［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2010，17（6）：58-60，64.

［23］曹瑞波，王曉玲，韓培慧，等.聚合物驅(qū)多段塞交替注入方式及現(xiàn)場應(yīng)用［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2012，19（3）：71-73.

［24］付繼彤，張莉，尹德江，等.強化泡沫的封堵調(diào)剖性能及礦場試驗［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2005，12（5）：47-49.

［25］沈煥文，趙輝，劉媛社，等.五里灣長6油藏復(fù)合空氣泡沫驅(qū)試驗效果評價［J］.低滲透油氣田，2011，（1）：137-140.

［26］張莉，郭蘭磊，任韶然.埕東油田強化泡沫驅(qū)礦場驅(qū)油效果［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報，2010，34（1）：47-50.

［27］楊勝建，王家祿，刁海燕，等.常規(guī)稠油油藏水驅(qū)開發(fā)初期可動凝膠調(diào)驅(qū)效果——以華北油田澤70斷塊為例［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2012，19（2）：57-59.

［28］唐孝芬，吳奇，劉戈輝，等.區(qū)塊整體弱凝膠調(diào)驅(qū)礦場試驗及效果［J］.石油學(xué)報，2003，24（4）：58-61.

［29］赫恩杰，杜玉洪，羅承建，等.華北油田可動凝膠調(diào)驅(qū)現(xiàn)場試驗［J］.石油學(xué)報，2003，24（6）：64-68.

［30］楊紅斌，蒲春生，李淼，等.自適應(yīng)弱凝膠調(diào)驅(qū)性能評價及礦場應(yīng)用［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2013，20（6）：83-86.

［31］劉歆，周鳳軍，張迎春，等.海上油田稀井網(wǎng)大井距聚合物驅(qū)應(yīng)用與分析［J］.特種油氣藏，2012，19（2）：104-107.

［32］張賢松，孫福街，馮國智，等.渤海稠油油田聚合物驅(qū)影響因素研究及現(xiàn)場試驗［J］.中國海上油氣，2007，19（1）：30-33.

編輯經(jīng)雅麗

TE357.431

A 文章編號：1009-9603（2014）02-0022-03

2013-12-13。

劉朝霞，女，工程師，博士，從事油藏工程及提高采收率方面的研究。聯(lián)系電話：（010）83592944，E-mail：liuzhaoxia@petrochina. com.cn。

中國石油科技管理部“十二五”重大科技項目“三次采油提高采收率技術(shù)研究”（2011B1308）。