印度尼西亞Widuri油田聚合物驅(qū)油單井先導(dǎo)性試驗

盧大艷 白 俊

(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)

印度尼西亞Widuri油田聚合物驅(qū)油單井先導(dǎo)性試驗

盧大艷 白 俊

(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)

經(jīng)歷近30年注水開發(fā)，印度尼西亞Widuri油田存在嚴重的注水突進、水驅(qū)效果差、油田采收率低等問題，亟需采取穩(wěn)油控水措施提高采收率。通過對Widuri油田開展聚合物驅(qū)可行性分析、聚合物篩選評價、優(yōu)化地面配注工藝、研制地面注入設(shè)施以及應(yīng)用井間示蹤監(jiān)測技術(shù)和聚合物保黏工藝等一系列技術(shù)措施，成功在該油田實施了聚合物驅(qū)單井先導(dǎo)性試驗，并取得了較好成果，可為今后類似海外油田穩(wěn)油控水開發(fā)提供借鑒。

聚合物驅(qū)；穩(wěn)油控水；提高采收率；先導(dǎo)性試驗；Widuri油田

經(jīng)歷近30年注水開發(fā)，印度尼西亞Widuri油田存在注水突進現(xiàn)象嚴重、水驅(qū)效果變差、油田采收率偏低問題，亟需提高采收率技術(shù)實現(xiàn)油田穩(wěn)油控水。聚合物驅(qū)三次采油是目前國內(nèi)陸地油田和海上油田提高采收率的主要技術(shù)手段之一[1]。大慶油田自2002年以來，通過聚合物驅(qū)技術(shù)已實現(xiàn)年增產(chǎn)油量突破千萬噸[2]，成效顯著。中國海油自2003年在渤海油田開展單井試驗取得成功后，陸續(xù)在綏中36-1、錦州9-3等中高含水期油田開展聚合物驅(qū)油，取得了顯著的經(jīng)濟效益[3]，并且在地質(zhì)油藏研究、聚合物篩選評價、室內(nèi)實驗研究、地面配注工藝、井下分注管柱、現(xiàn)場實施、效果跟蹤評價、聚合物產(chǎn)出液處理等方面已形成綜合技術(shù)能力，這對Widuri油田開展聚合物驅(qū)油具有較好的借鑒意義。

通過對Widuri油田開展聚合物驅(qū)可行性分析發(fā)現(xiàn)，該油田區(qū)塊高孔高滲，地層溫度85℃，地層水總礦化度最高17 000 mg/L，對聚合物的耐溫性能和抗鹽性能提出了較高要求。同時，工程條件上受限于井口平臺空間、承重、水電氣等公用資源不足，使得在國內(nèi)陸地油田采用的配注站加注入站[4]模式不具備實施條件，海上現(xiàn)有注聚工藝不能直接套用。筆者通過開展油藏聚合物驅(qū)的可行性分析、高溫高鹽油藏條件下聚合物的優(yōu)選評價、地面注聚設(shè)備研制、地面配注工藝的改進以及井間示蹤檢測技術(shù)和聚合物保黏技術(shù)的應(yīng)用研究等，在Widuri油田取得了聚合物驅(qū)油單井先導(dǎo)性試驗的成功，可為今后海外類似油田開展聚合物驅(qū)提供借鑒。

1 聚合物驅(qū)可行性分析

Widuri油田為砂巖油藏，埋深1 025～1 072 m，有9個儲層砂體(33-4、33-633-7、34-1、34-2、34-3、35-1、35-2和36-1)，其中33-4砂體位于油層頂部,厚度1.52～11.58 m，砂體的孔隙度23%～36%(平均31%)，滲透率300～5 000 mD(平均1 868 mD),滲透率變異系數(shù)0.5～0.9，地層原油黏度3～5 mPa·s。Widuri油田33-4儲層目前有21口生產(chǎn)井、15口注水井，含水率94.2%,采收率僅18.4%。由于常年注水開發(fā)在高滲透條帶形成注水突進，生產(chǎn)井產(chǎn)出高含水，整個水驅(qū)效率低，因此亟需采取穩(wěn)油控水措施提高油田采收率。

通過對陸地油田和海上油田提高采收率的技術(shù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)在油田注水開發(fā)進入中后期階段采用聚合物驅(qū)、ASP三元復(fù)合驅(qū)等方法可顯著提高采收率。參考國內(nèi)油田注水提高采收率技術(shù)以及成功經(jīng)驗，結(jié)合Widuri油田儲層物性、流體性質(zhì)、井網(wǎng)密度、注采關(guān)系等方面分析，對比分析海上油田聚合物驅(qū)油藏篩選標準[5](表1)，認為Widuri33-4油藏適合開展聚合物驅(qū)油，但該油藏儲層高溫(85℃)、高鹽(地層水礦化度平均15 000 mg/L)的特性將給聚合物驅(qū)油帶來較大挑戰(zhàn)。

表1 Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)適用性指標對比

2 聚合物優(yōu)選

由于Widuri33-4油藏屬于高溫高鹽油藏，常規(guī)聚合物在熱、氧、微生物和剪切作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，分子量降低，聚丙烯酰胺水解度增加，導(dǎo)致聚合物溶液有效黏度降低。同時聚合物與地層水中的各種鹽離子作用，導(dǎo)致大分子構(gòu)象變化，聚電解質(zhì)溶液對外加鹽很敏感，溶液黏度迅速下降，并可能出現(xiàn)相分離現(xiàn)象。因此，常規(guī)聚合物產(chǎn)品不適合高溫高鹽油藏(目前國內(nèi)外耐溫抗鹽聚合物主要包括兩性聚合物、在聚合物中加入耐溫抗鹽單體、疏水締合聚合物、復(fù)合型聚合物等)，同時常規(guī)聚合物產(chǎn)品評價方法同樣不適合于高溫高鹽油藏，必須針對由分子結(jié)構(gòu)變化引起測試問題的參數(shù)建立新的評價方法，主要是水解度、流變性、穩(wěn)定性等。

2.1 聚合物優(yōu)選性能指標要求

參考在國內(nèi)海上油田驅(qū)油用丙烯酰胺類聚合物的性能指標和評價方法[6]，結(jié)合Widuri33-4油藏實際條件進行適當調(diào)整，確定了聚合物優(yōu)選性能指標參數(shù)，結(jié)果見表2。

表2 適合Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)的聚合物性能要求

2.2 聚合物性能分析

針對Widuri33-4油藏條件和流體性質(zhì)，選擇了4種不同聚合物類型，包含支化聚合物1#、耐溫抗鹽聚合物2#、3#、6#、7#、8#、11#、12#、13#、14#、15#，弱凝膠9#、10#，締合聚合物4#、5#，共15個聚合物樣品進行性能評價。

聚合物溶液在地層的工作黏度應(yīng)大于或等于油藏的地層原油黏度，其黏度的大小和穩(wěn)定性是影響聚驅(qū)效果的關(guān)鍵因素之一。聚合物質(zhì)量濃度在1200mg/L時的機械剪切穩(wěn)定性實驗結(jié)果見表3。從表3可以看出，聚合物1#、2#、5#、6#、7#、8#剪切后黏度太低(均低于6 mPa·s)，不滿足要求。因此，熱穩(wěn)定性評價在聚合物3#、4#、11#、12#、13#、14#、15#中進行，其實驗結(jié)果見表4。

從表4可以看出，聚合物3#和14#濃度為1 500 mg/L時，在靜置熟化10 d后，黏度保留在6 mPa·s以上，是有利的聚合物驅(qū)用劑，因此對這2個聚合物樣品進一步進行了理化性能、溶液性能、驅(qū)油效率評價等實驗，結(jié)果見表5、6。

表3 聚合物濃度在1 200 mg/L時的機械剪切穩(wěn)定性實驗結(jié)果

表4 聚合物濃度在1 500 mg/L時熟化10 d后的機械剪切穩(wěn)定性實驗結(jié)果

表5 聚合物3#和14#性能評價結(jié)果

表6 聚合物3#、14#驅(qū)油實驗結(jié)果

從表5可以看出，3#和14#樣品在實驗條件下具有較優(yōu)的理化性能和溶液性能，其中聚合物固含量均低于88%的海洋石油標準，需要改善；14#樣品溶解速率最佳；3#與14#兩種聚合物在總鹽度(TDS)10 000 mg/L時聚合物溶液黏度較高，表明這2種聚合物的抗鹽性能均較好；14#聚合物的阻力系數(shù)與殘余阻力系數(shù)、抗剪切性能較優(yōu)于3#聚合物。

從表6可以看出，在同等濃度下，14#聚合物比3#聚合物具有較高的溶液黏度，但3#聚合物的提高采收率值比14#聚合物高，說明3#聚合物具有更好的驅(qū)油性能。

綜上所述，在Widuri33-4油藏條件下，3#聚合物和14#聚合物在實驗條件下具有較優(yōu)的理化性能和溶液性能，其中14#樣品綜合性能更佳，因此優(yōu)選14#聚合物作為驅(qū)油劑。

3 先導(dǎo)性試驗油藏方案

注聚井組的選擇主要基于2點考慮：一是地層連通性較好，注入井和受益井受效反應(yīng)好；二是對于其他注入井不能有影響。通過分析，WIDC-27井作為注入井、WIDC-16井作為直接受益井(圖1)，能夠滿足注聚要求。

在數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)上，參考渤海油田綏中36-1J3井先導(dǎo)性試驗經(jīng)驗[7]，對聚合物的注入量、注入濃度、注入速度、注采比和段塞組合進行了優(yōu)化，以累產(chǎn)油和噸聚增油作為評價指標，最終確定了聚驅(qū)先導(dǎo)性試驗方案，選定注入井數(shù)1口，為WIDC-27井；注入量設(shè)計300 m3/d；井口注入濃度2 000 mg/L,前置、后置段塞聚合物溶液濃度3 500 mg/L；聚合物溶液地面熟化時間40 min；注入時間3年；注采比(聚驅(qū))1.0，后續(xù)水驅(qū)0.8；段塞注入方案詳見表7。

圖1 Widuri33-4油藏注采井組區(qū)位圖

表7 WIDC-27井注入段塞設(shè)計

從表7可以看出，在注入段塞設(shè)計中，考慮到油藏的非均質(zhì)性較強，在聚合物段塞之前設(shè)計了調(diào)剖段塞，以保障后期的聚驅(qū)效果；聚驅(qū)階段設(shè)計了高濃度前置段塞和后置段塞，聚合物濃度3 500 mg/L，主力段塞設(shè)計2 000 mg/L。根據(jù)數(shù)值模擬計算，直接受益井WIDC-16井含水在聚驅(qū)8個月后開始下降，最高下降13%，預(yù)計噸聚增油47.26 m3，提高采收率幅度6.36%。

4 關(guān)鍵配套工藝技術(shù)

4.1 連續(xù)配注工藝

根據(jù)Widuri33-4油藏情況，采用連續(xù)配注工藝技術(shù)[8]對渤海油田注聚常用地面配注工藝進行了改進。連續(xù)配注工藝技術(shù)通過集成分散研磨、管道攪拌、管道混合和循環(huán)熟化等工藝實現(xiàn)了系統(tǒng)連續(xù)配注，使得聚合物溶液在工藝流程中實現(xiàn)了在線熟化，從而縮短聚合物溶解熟化時間，節(jié)約注聚設(shè)備占用平臺空間，滿足現(xiàn)場擴大注聚規(guī)模要求。Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)連續(xù)配注工藝流程如圖2所示，具體改進情況見表8。

圖2 Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)連續(xù)配注工藝流程圖

表8 Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)地面配注工藝改進

4.2 地面注聚設(shè)備

根據(jù)印尼當?shù)胤煞ㄒ?guī)和SKK MIGAS的要求，遵循海洋工程行業(yè)的國際標準、業(yè)主CNOOC SES的企業(yè)標準等，按照海上油田聚合物驅(qū)地面系統(tǒng)工藝及裝備技術(shù)要求[9],進行小型化、撬裝化設(shè)計，控制單撬設(shè)備質(zhì)量小于7 t，研制的地面注聚設(shè)備如圖3所示。整套注聚設(shè)備由配液間、控制間、熟化器撬、注聚泵撬、交聯(lián)劑撬和工具箱等共計7個撬塊組成，具有小型化、撬裝化、可快速連接安裝特點，總占地面積45.26 m2，運行質(zhì)量39 t，適合于海上油田開展小規(guī)模注聚試驗。

圖3 Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)地面注聚設(shè)備

4.3 井間示蹤監(jiān)測技術(shù)

為監(jiān)測WIDC-27井注入情況，了解注聚井和受益井之間實際連通情況，判斷和識別WIDC-27井和WIDC-16井間是否存在高滲透條帶，采用了井間示蹤檢測技術(shù)。2014年7月17—19日加注示蹤劑，7月22日WIDC-16、WIDC-13井檢測到示蹤劑分別產(chǎn)出5.5、9.9 kg，表明WIDC-27井的注液流向為WIDC-16井和WIDC-13井，不是1注1采關(guān)系，這為后期調(diào)整提供了參考依據(jù)。

4.4 聚合物保黏工藝

在配注工藝流程中，如果聚合物溶液中鐵離子含量超過0.5 mg/L，由于溶解氧的存在Fe2+被氧化成Fe3+釋放自由基，不斷攻擊高分子鏈條C-C鍵，對聚合物溶液黏度造成降解損失，需要采取配套抑制措施，保證聚合物溶液有效黏度。在實施過程中，對配聚用水和地面配注節(jié)點進行取樣檢測，發(fā)現(xiàn)低壓配聚水Fe2+含量超標，達到2.58 mg/L。現(xiàn)場通過對多種鐵離子消除劑的篩選，優(yōu)選了新型絡(luò)合型抑制劑和除氧劑，并進行現(xiàn)場實驗，實驗結(jié)果顯示，抑制劑濃度達到150 mg/L以上時，可以使Fe2+含量達到0.5 mg/L以下，井口聚合物溶液黏度達到20 mPa·s以上，滿足入井液的要求。

5 現(xiàn)場試驗效果

截至2014年12月，WIDC-27井已累計注入77 992.26 m3，注入干粉213.45 t，注入0.107 13 PV，井口黏度維持在20 mPa·s左右，達到方案設(shè)計要求，WIDC-27井注聚施工曲線如圖4所示。

圖4 WIDC-27井注聚施工曲線

WIDC-16井目前的產(chǎn)液量為286 m3/d，產(chǎn)油量從6.67 m3/d 上升至10.33 m3/d，含水率從97.6% 下降到96%，參考海上油田聚合物驅(qū)效果評價要求[10]，聚合物驅(qū)油效果較好，為進一步的穩(wěn)油控水措施提供了借鑒。

6 結(jié)束語

印尼Widuri33-4油藏聚合物驅(qū)先導(dǎo)性試驗是中國海油首次在海外油田區(qū)塊開展聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)，取得了較好的穩(wěn)油控水效果，在地質(zhì)油藏研究、聚合物篩選評價、地面配注工藝、現(xiàn)場施工、配套工藝措施、生產(chǎn)動態(tài)跟蹤等方面積累了寶貴的經(jīng)驗，對于今后類似海外油田提高采收率措施的實施具有借鑒意義。

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(編輯：孫豐成)

Single well pilot tests of polymer flooding in Widuri oilfield, Indonesia

Lu Dayan Bai Jun

(CNOOCEnerTech-Drilling&ProductionCo.,Ltd.,Tianjin300452,China)

Widuri oilfield in Indonesian has been produced by water flooding for more than 30 years, and are confronted with some problems such as serious water fingering, poor water flooding efficiency, and lower oil recovery, making it urgent to stabilize oil production and implement water control measures to enhance oil recovery. Based on polymer flooding feasibility analysis, polymer screening, injection allocation optimization, ground injection facility evaluation, as well as the application of tracer monitoring and polymer solution viscosity-keeping technologies, pilot tests of polymer flooding were successfully carried out and has achieved satisfactory results in Widuri oilfield. The results can be references for similar oversea oilfields to stabilize oil production and implement water control.

polymer flooding; production stabilization and water control; enhanced oil recovery; pilot test;Widuri oilfield

盧大艷，男，工程師，2003年畢業(yè)于原西南石油學(xué)院石油工程系，主要從事海上油田增產(chǎn)增注措施和三次采油技術(shù)研究和現(xiàn)場應(yīng)用等工作。地址：天津市濱海新區(qū)渤海石油路688號工程技術(shù)公司增產(chǎn)作業(yè)辦公樓211室(郵編：300452)。E-mail:ludy@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)02-0128-06

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.02.017

TE357.46+1

A

2015-05-22 改回日期：2015-09-22

盧大艷,白俊.印度尼西亞Widuri油田聚合物驅(qū)油單井先導(dǎo)性試驗[J].中國海上油氣，2016,28(2)：128-133.

Lu Dayan,Bai Jun.Single well pilot tests of polymer flooding in Widuri oilfield, Indonesia[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(2):128-133.