聚驅后高濃度注聚開發(fā)指標變化規(guī)律研究

王 迪，楊海玉

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聚驅后高濃度注聚開發(fā)指標變化規(guī)律研究

王 迪1，楊海玉2

（1. 東北石油大學 石油工程學院, 黑龍江 大慶 163318； 2. 大慶油田有限責任公司, 黑龍江 大慶 163000）

為研究聚合物驅后開發(fā)指標變化規(guī)律，通過流動實驗測得了阻力系數、殘余阻力系數，通過注入能力評價實驗得到了合理注入速度。利用相對分子量為2 500萬的高分子高濃度聚合物在用模擬的方式實現了各種井網類別的前提下，在仿真的特定物理模型之上開展了驅油的相關實驗，其研究的數據結果清晰地表明了井網重構能在很大程度上降低普通聚驅剩余油飽和度，且井網重構后還能緩解注入壓力的持續(xù)上升；隨高濃聚合物驅階段濃度增加，中低滲透層波及系數均有提高；井網重構后，使得原井網油井周圍和其處在中間和低水平層次的滲透層中的剩余油獲得了相應地使用，且這些剩余油處在分流線部位的，其驅油的效果得到了顯著的提升。

阻力系數; 井網重構; 波及系數

大慶油田多個區(qū)塊采用聚合物驅油提高采收率，增產效果明顯，為油田帶來很好的經濟效益。但是在現場生產過程中聚合物提高采收率只達到10%左右，尚有約50%原油存在于儲層，因此，在聚合物驅后采取新措施進一步挖潛剩余油成了當務之急[1]。2.5×107超高分子高濃度聚合物驅油技術是一種擁有非常好應用效果的在使用聚合物驅后提高采收率的技術,高分子量高濃度聚合物驅存在注入困難、注入壓力過高等問題，以上問題急需解決[2]。筆者運用微電極和大型三維非均質物理模型,研究了剩余油分布特征和聚合物驅后采用高濃度粘彈性聚合物驅在三維物理模型上波及系數的變化情況,并展開了不同驅替方案的室內驅油實驗,對比分析了用不同方案的提高采收率效果。

1 阻力系數、殘余阻力系數測定

流動實驗測定首先注入聚合,后續(xù)水驅含水率達到92%后測定油層對濃度不一致的，擁有2 500萬的，具有極其高的分子量的聚合物溶液所產生的阻力以及其相應的殘余阻力的系數值[3]，這些相關的阻力系數以及其殘余阻力的系數值通過實驗的數據結果如表1所示，相應地聚合物的注入壓差的變化情況的對比見圖1。

測試的殘余阻力的具體系數值以及阻力系數的具體數值的最終實驗數據顯示，濃度比較低的（1 000 mg/L）聚合物產生的殘余阻力的具體的系數值比較小，一旦其相應地濃度為2 000 mg/L，那么殘余阻力系數隨濃度的增加而增加，當濃度達超過2 500 mg/L后，殘余阻力系數值隨濃度增加增加緩慢。就算是高的殘余阻力系數值，所加的聚合物在整個的流程中保持著穩(wěn)定的壓力，沒有產生相應地物理堵塞，且這種堵塞是不可逆的。

由于要注意到一旦殘余阻力的系數值比較高就可能導致整個注聚的過程中產生較之標準水平高的相應的注入壓力，所以，更好的建議是采用并選取殘余阻力系數值在10到20這當中的聚合物的相應的參數，并通過聚合物的注入能力評價實驗來進一步確定注聚參數（表1）[4]。

表1 阻力系數、殘余阻力系數測定實驗結果

2 注入能力評價實驗

通過分析阻力系數以及其殘余阻力的相關系數值得到的相應的實驗數據的最終結果，再開展?jié)舛炔灰恢碌南嚓P聚合物的有關注入能力評價實驗，測定不同濃度聚合物在天然巖心中的流動特性（～Δ），不同聚合物的注入能力評價實驗結果匯總如圖2所示。

從注入能力評價實驗結果可知，高濃度東聚合物具備可注性，從聚合物的流動特征曲線來看，1 000 mg/L的聚合物有較好的注入能力，而濃度超過1 000 mg/L聚合物注入過程中所需要的注入壓差較大，同時考慮各種聚合物的殘余阻力系數及其相應的濃度，注入速度應選擇在0.25~0.30 mL/min的范圍內。

圖2 不同濃度聚合物流動特征曲線

3 一維縱向非均質巖心驅油實驗

如表2進行相應地驅油模擬的相關物理性實驗，對在聚驅后而添加的具有高濃度的聚合物的驅油成效進行了評價[5]采用的是一維縱向非均質人造三層巖心。

表2 一維縱向非均質人造三層巖心物性參數表

運用2.5×107分子量聚合物，分別按注入濃度3 000、2 500以及 濃度為2 000 mg/L的聚合物，在注入不一樣的孔隙體積的基礎上，對其分別展開驅油實驗，一并實現了四個有效的方案，其相應的研究數據結果如表3所示。

普通聚合物驅油實驗結果表明，當注入濃度為1 000 mg/L的聚合物后，模型的采出程度為60%左右。在驅油的過程中采用具有高濃度的聚合物，在各個程度上，這一舉措都可以提升相應的采收效率。

表3 不同濃度聚合物驅油實驗采收率變化表

（1）相同聚用量下，存在最佳濃度，其對應采收率提高幅度最大。對于2.5×107分子量聚合物，在同等聚合物用量下的情況下，相應地聚合物的濃度會從2 000 mg/L一直增加，具體值達到了2 500 mg/L，具有高濃度的聚驅采出的程度值達到了1.86%的增長幅度，一旦其相應地濃度達到的數值為3 000 mg/L只是，那么其具有高水平濃度的聚驅采出程度反而下降，降低0.4%，達到10%左右。

（2）相同濃度條件下，隨注入孔隙體積的增加，高濃度聚驅采收率增幅越大。濃度為3 000 mg/L時，其在各個不一樣的段塞用量，具體指在0.33 PV、0.4 PV以及0.5 PV水平下所進行的采出的相應程度的比較結果如表2中方案④、⑤和⑥。

（3）相同注入孔隙體積條件下，隨注入濃度的增加，高濃度聚驅采收率增幅越大。當注入0.4 PV時，濃度由2 500 mg/L上升到3 000 mg/L，采收率較之前提高了0.3個百分點；在注入0.5 PV時，濃度由2 000 mg/L增加到3 000 mg/L，采收率提高3.13個百分點。

4 大型仿真物理模型驅油實驗

參照具體的油層所具有的相應的地質性的特質，并與此區(qū)塊的具體的油層具備的相應的條件和物性參數的一系列因素進行綜合考量，使用現在所具有的相應具體的井網布置，在此基礎上重新構造對應的井網，最后完成了平面均質的、大比例的、縱向非均質物理仿真模型。

設計制造了井網平面模型，這種模型具有五點法面積的模型擁有：一口注入井以及四口采出井，這種模型的尺寸達到了長：600 mm、寬：600 mm和45 mm的高度，其不同的層段所具有的滲透率的數值是300 mD、700 mD及其1100 mD。在具體的物理仿真模型中，且這種模型具有平面均質成比例大型以及縱向非均質的特性，其處于中間水平的滲透層以及處在低水平層次的滲透層的各個行列都被逐一設定完成了16個采集，即采用電極收集油水前緣的相關數據，在此之中的檢測點就達到了128個之多。此次物理實驗中所采用的技術有油水前緣實時監(jiān)測技術，這種技術的運用被拿來分析相應的前緣推進差異和波及系數的變化，這種變化具體發(fā)生在聚合物驅以及相應的聚合物驅后具有高水平的濃度以及高水平的分字量的聚合物的相關組合段進行塞驅之時。

4.1 實驗方案

模型水驅至含水92%+聚合物驅。

在一般的聚驅完成之后，進行具有高分子量的以及具有高水平值濃度的聚合物的驅油實驗，實時地測試相應地注入壓力和其含水率所產生的相關的變化，計算其采收率，使用分析相應的前緣推進差異和波及系數的變化的油水前緣實時監(jiān)測技術來具體分析聚合物驅以及聚驅后具有高水平濃度以及具有高水平的分聚合物組合段塞驅時產生的數據。

4.2 采收率與注入壓力變化

表4給出了4個實驗方案的采收率。

表4 大型仿真物理模型聚合物驅油實驗結果

物理模型驅油實驗結果表明，高濃聚驅的采出程度與注采方式密切相關。

圖3 原井網聚合物驅油動態(tài)曲線

圖5 注入濃度為2 500 mg/L注入壓力變化對比曲線

在使得普通水平下的聚驅剩余油飽和度數值降低上，井網重構具有顯著的成效。具有高水平濃度得到聚合物在驅階段所達到的采收率的數值與在同等濃度的條件下的兩注兩采的方式進行比較，其結果分別高出1.43%和1.49 %。此外，井網重構后還能緩解注入壓力的持續(xù)上升，如圖3-5。

4.3 波及系數及油水前緣運移情況

各個實驗方案以及各個不一致的驅替階段中產生的波及系數的結果如表5所示。

表5 各個實驗方案以及各個驅替階段中產生的的波及系數的結果

續(xù)表

驅替方案波及系數 水驅階段普通聚驅高濃聚驅 低滲層中滲層低滲層中滲層低滲層中滲層 井網重構+2500 mg/L0.1620.3440.5180.8250.8150.984

實驗測試的數據顯示，在普通水平下的聚驅后具有高濃度的聚合物能夠讓處在中等以及低層次的滲透層位所具有的波及系數值得到大幅提高，且濃度越高，波及系數越大。

油水前緣所產生的相應的改變。通過油水前緣實時監(jiān)測系統(tǒng)對在各個不一樣的注采方式以及各個聚合物驅下的縱向非均質平面模型各點層的油水前緣運移變化情況進行了測試（圖6-9）。

通過分析以及研究不同的具體方案在各個不一樣的注入階段的相應地油水前緣的分布圖，得到以下觀察結果：

（1）隨高濃聚合物驅階段濃度增加，中低滲透層波及系數均有提高。

（2）在之前的井網條件具備的基礎之上，分流線所處在的部位以及處在普通水平下的聚合物的驅油的具有高水平濃度的聚合物的驅油都會有剩余油的形成，并且處在低水平的滲層的剩余油的具體的分布所處在的范圍就顯著地比處在中滲層的大。

（3）井網重構后，處在中等水平的滲透層以及處在低水平位置的的滲透層的分流線的具體部位和以前的井網油井周圍的剩余油可以被運用，并且相應的驅油效果也得到了顯著的提升。

5 結 論

（a）在相近滲透率巖芯中，伴隨著聚合物濃度的增加，聚合物溶液的殘余阻力系數和阻力系數都增加；

（b）天然巖芯驅油實驗表明：（1）相同聚用量下，存在最佳濃度，其對應采收率提高幅度最大。（2）相同濃度條件下，隨注入孔隙體積的增加，高濃度聚驅采收率增幅越大。（3）相同注入孔隙體積條件下，隨注入濃度的增加，高濃度聚驅采收率增幅越大。

（c）大型仿真物理模型模擬表明：

（1）無論何種井網，轉注高濃度聚合物溶液后，可明顯提高聚驅采出程度。但高濃聚驅的采出程度還與注采方式密切相關。井網重構后能在更大程度上降低普通聚驅剩余油飽和度，且井網重構后還能緩解注入壓力的持續(xù)上升。

（2）隨高濃聚合物驅階段濃度增加，中低滲透層波及系數均有提高；在以前的井網條件的基礎上，普通水平的聚合物的驅油和具有高水平濃度的聚合物驅油均可產生剩余油，并且這些剩余油產生在在分流線的部位，處在低水平位置的滲層中的剩余油所具有的具體的分布就顯著的比中滲層大；

（3）進行井網重構后，處在處在中等水平的滲透層以及處在低水平位置的的滲透層的分流線的具體部位和以前的井網油井周圍的剩余油可以被運用，并且相應的驅油效果也得到了顯著的提升。

［1］ 李佰廣. 注聚后期剩余油分布規(guī)律及注入高濃度聚合物的研究[D]. 大慶石油學院，2007.

［2］ 任稀琳. 二類油層污水體系聚合物驅油機理及開發(fā)效果研究[D]. 大慶：東北石油大學，2010.

［3］ 張宏方，王德民，王立軍. 不同類型聚合物溶液在多孔介質中的滲流規(guī)律[J]. 新疆石油地質，2002(5)：404-407+353.

［4］ 郭志東. CDG深度調驅提高采收率技術研究[D]. 大慶：東北石油大學，2010.

［5］ 夏惠芬，王德民，侯吉瑞等. 聚合物溶液的粘彈性對驅油效率的影響[J]. 大慶石油學院院報，2002，26(2)：109-111.

Research on Change Rule of the Development Index of High Concentration Polymer After Polymer Flooding

WANG Di1, YANG Hai-yu2

（1. College of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China;2. Daqing Oil Field Co，Heilongjiang Daqing 163000，China）

In order to study change rule of the development index after polymer flooding，the coefficient of drag and residual resistance factor were measured by flow test, and the reasonable injection rate was obtained by the injectability evaluation experiment. Oil displacement experiment was carried out in different types of wells in large scale simulation physical model of high molecular weight polymer with relative molecular weight of 25 000 000. The results show that the reconstruction of well pattern can greatly reduce the residual oil saturation and ease the continued rise of injection pressure; with the increase of polymer concentration, the conformance efficiency of middle and low permeability layer can be improved; after the reconstruction of well pattern, the remaining oil located near the diversion line and the original oil well can be utilized, displacement effect can be improved significantly.

coefficient of drag; reconstruction of well pattern; conformance efficiency

TE 357

A

1671-0460（2016）06-1225-05

2016-03-28

王迪（1992-），男，黑龍江省大慶市人，碩士研究生，2014年畢業(yè)于東北石油大學石油工程專業(yè)，研究方向：油氣田開發(fā)理論與技術研究。E-mail：286788704@qq.com。