注入方式對稠油驅(qū)油效果影響的實驗研究

閆文華，吳東瑩，汪寧宇

（東北石油大學(xué) 提高采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318）

注入方式對稠油驅(qū)油效果影響的實驗研究

閆文華，吳東瑩，汪寧宇

（東北石油大學(xué) 提高采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318）

龍618區(qū)塊是位于遼河油田的一個常規(guī)稠油區(qū)塊，為了解決原油粘度高，常規(guī)注水開發(fā)效率低以及地層壓力下降快等問題，進(jìn)行室內(nèi)巖心實驗，研究化學(xué)驅(qū)注入方式對驅(qū)油效果的影響。結(jié)果表明：前置高濃度小段塞后續(xù)低濃度大段塞的驅(qū)油效果好于前置高濃度大段塞后續(xù)低濃度小段塞的驅(qū)油效果，并且二元主段塞注入前注入少量凝膠段塞可以調(diào)高采收率。

稠油；化學(xué)驅(qū)；注入方式；段塞；采收率

使用常規(guī)注水方法容易導(dǎo)致注入水突進(jìn)、指進(jìn)現(xiàn)象嚴(yán)重，注水波及體積小，注水利用率低等問題[1-3]，同時結(jié)合油藏地質(zhì)條件及開發(fā)條件，進(jìn)行注入介質(zhì)及注入方式優(yōu)選工作，為該區(qū)塊實施化學(xué)驅(qū)驅(qū)油技術(shù)提供指導(dǎo)性依據(jù)和技術(shù)儲備?；瘜W(xué)驅(qū)驅(qū)油技術(shù)是一個重要的接替手段[4-6]，不僅投入成本小，工藝流程也比較簡單，而且能夠改變地層相對滲透率、巖石潤濕性及驅(qū)替相的黏度，其注入的流體既能進(jìn)行流度控制又能降低界面張力，從而使驅(qū)油效率和波及系數(shù)增加，是油田開發(fā)進(jìn)一步提高采收率的方法之一[7-9]。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

FY-3型恒溫箱，平流泵，真空泵，壓力傳感器，電子天平，攪拌器，巖心夾持器，中間容器等。

大慶煉化公司生產(chǎn)的P700相對分子質(zhì)量700×104（抗鹽）聚合物；

實驗用聚合物溶液為相對分子質(zhì)量700×104抗鹽型聚合物與現(xiàn)場實際注入水按一定比例配置而成，濃度為1600mg·L-1；實驗用二元復(fù)合體系溶液為相對分子質(zhì)量700×104分子量抗鹽型聚合物用表面活性劑（0.2%）水配制，濃度同為1600mg·L-1；實驗用聚合物凝膠溶液為分子量為1600×104的聚合物溶液與鉻離子按一定比例混合配制而成（聚合物溶液濃度為3000mg·L-1，鉻離子濃度為100mg·L-1，初始黏度在100mPa·s左右，成膠黏度在3000mPa·s左右）。

實驗用油為研究區(qū)塊的外輸原油和煤油按一定比例配制而成的模擬油，55℃時粘度為423mPa·s，使用前微孔濾膜過濾。

1.2 實驗溫度

實驗溫度是55℃。

1.3 實驗巖心

實驗所用巖心為根據(jù)L區(qū)塊油層的物性參數(shù)制做的人造非均質(zhì)巖心，幾何尺寸為30cm×4.5cm×4.5cm。

1.4 實驗方案

（1）水驅(qū)至含水率為98%，依次注入0.1PV濃度為 1800mg·L-1聚合物溶液的前置段塞，0.3PV二元溶液（聚合物濃度為1600mg·L-1，表面活性劑濃度0.2%）的主段塞，0.2PV濃度為1300mg·L-1聚合物溶液的后續(xù)保護(hù)段塞，后續(xù)水驅(qū)至含水98%；

（2）水驅(qū)至含水率為98%，依次注入0.2PV濃度為 1800mg·L-1聚合物溶液的前置段塞，0.3PV二元溶液（聚合物濃度為1600mg·L-1，表面活性劑濃度0.2%）的主段塞，0.1PV濃度為1300mg·L-1聚合物溶液的后續(xù)保護(hù)段塞，后續(xù)水驅(qū)至含水98%；

（3）水驅(qū)至含水率為98%，依次注入0.05PV凝膠+0.05PV濃度為1800mg·L-1聚合物溶液的前置段塞，0.3PV聚合物濃度為1600mg·L-1+表面活性劑濃度0.2%的二元溶液的主段塞，0.2PV濃度為1300mg·L-1聚合物溶液的后續(xù)保護(hù)段塞，后續(xù)水驅(qū)至含水98%。

2 結(jié)果與討論

本組實驗保證主段塞注入體積為0.3PV（700×104分子量抗鹽型聚合物濃度1600mg·L-1，活性劑0.2%）不變，使用濃度為1800mg·L-1的抗鹽型聚合物溶液（黏度在145mPa·s左右）做前置段塞，用濃度為1300mg·L-1的抗鹽聚合物溶液（黏度在50mPa·s左右）做后續(xù)保護(hù)段塞。分別改變前置段塞注入體積0.1PV、0.2PV，改變后續(xù)段塞注入體積0.2PV、0.1PV。在方案一及方案二中優(yōu)選出效果較好的方案以后，用0.05PV分子量為1600×104的聚合物凝膠溶液（初始黏度在100mPa·s左右，成膠黏度在 3000mPa·s左右，聚合物濃度為 3000mg·L-1，鉻離子濃度為 100mg·L-1）和0.05PV濃度為1800mg·L-1的抗鹽聚合物溶液（黏度在145mPa·s左右）做前置段塞，比較對比，詳見實驗方案1.4。研究前置段塞、后續(xù)段塞及不同段塞組合方式對驅(qū)油效果的影響，實驗結(jié)果見表1及圖1。

表1 不同段塞組合的驅(qū)油實驗結(jié)果Tab.1 Experiment results of displacement of heavy oil for different slugs

圖1為方案一及方案二的不同段塞組合動態(tài)驅(qū)油曲線。

圖1 不同段塞組合動態(tài)驅(qū)油曲線Fig.1 Curve of displacement of heavy oil for different slugs

由表1及圖1可以看出，從空白水驅(qū)結(jié)束，保持主段塞注入體積為0.3PV不變，用濃度為1800mg·L-1的700×104分子量抗鹽聚合物溶液做前置段塞，1300mg·L-1濃度抗鹽聚合物溶液做后續(xù)保護(hù)段塞，分別改變前置段塞注入體積為0.1、0.2PV，后續(xù)保護(hù)段塞注入體積為 0.2、0.1PV，化學(xué)驅(qū)采出程度分別是12.12%、11.86%，總采收程度分別是25.98%、26.06%。方案1比方案2的采出程度高了0.26%，說明了前置高濃度小段塞后續(xù)低濃度大段塞的驅(qū)油效果好于前置高濃度大段塞后續(xù)低濃度小段塞，在實施二元驅(qū)后續(xù)保護(hù)段塞可以保護(hù)二元主段塞的低張力驅(qū)油過程。

通過實驗結(jié)果的分析比較，方案1的驅(qū)油效果較好。因此，通過在前置段塞加入部分凝膠，研究不同前置段塞組合方式對驅(qū)油效果的影響，優(yōu)選效果較好的注入方式。

凝膠段塞提高采收率的機(jī)理為首先弱凝膠進(jìn)入原先被水占據(jù)的大孔道，在后續(xù)注入水的作用下弱凝膠沿阻力小的大孔道繼續(xù)前進(jìn)，同時由于弱凝膠的存在增加了大孔道的流動阻力，迫使注入水改向，進(jìn)入未被水波及的小孔隙中，從而提高了注入水的波及效率和最終采收率。

圖2 方案一和方案三段塞組合動態(tài)驅(qū)油曲線Fig.2 Curve of plan1 and plan3

從表1和圖2可以看出，當(dāng)保證主段塞注入體積為0.3PV、后續(xù)段塞注入體積為0.2PV不變，用0.05PV凝膠+0.05PV濃度為 1800mg·L-1的聚合物溶液做前置段塞和只用0.1PV濃度為1800mg·L-1的聚合物溶液做前置段塞兩種方案，化學(xué)驅(qū)采出程度分別是12.12%、15.42%，方案三比方案一的采出程度增加了3.3%；方案三的最高注入壓力達(dá)到了1.38MPa，最低含水率為80.8%。說明方案三的前置凝膠段塞起到了調(diào)剖的作用，而且驅(qū)替壓力在驅(qū)替全過程中均保持較高水平。因此，在條件允許的情況下，在進(jìn)行二元主段塞注入前注入少量凝膠段塞可以調(diào)高驅(qū)油效果。

3 結(jié)論與建議

（1）前置高濃度小段塞后續(xù)低濃度大段塞的驅(qū)油效果好于前置高濃度大段塞后續(xù)低濃度小段塞的驅(qū)油效果。

（2）如果條件允許在進(jìn)行二元主段塞注入前注入少量凝膠段塞可以調(diào)高驅(qū)油效果。

［1］ 任芳祥，孫洪軍，戶昶昊.遼河油田稠油開發(fā)技術(shù)與實踐［J］.特種油氣藏，2012，19（1）：1-8.

［2］ 康萬利.大慶油田三元復(fù)合驅(qū)化學(xué)劑作用機(jī)理研究［M］.第一版.北京：石油工業(yè)出版社，2001.58-59．

［3］ 楊艷，蒲萬芬，劉永兵.NNMB/NAPS二元體系與原油界面張力［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報，2006，28（1）：68．

［4］ 王敬，劉慧卿，張穎.常規(guī)稠油油藏聚合物驅(qū)適應(yīng)性研究［J］.特種油氣藏，2010，17（6）：75-77.

［5］ Miller K.State of theartofwestern Canadian heavy oilwaterflood technology［A］.petroleum society's 6th Canadian in ternational petroleum conference［C］，Calgary，Alberta，Canada．2005：251.

［6］ 張紹東，束青林，張本華等.河道砂常規(guī)稠油油藏特高含水期聚合物驅(qū)研究與實踐［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2005.133．

［7］ F．R．Wassmuth，W．Arnold，K．Green，et al．Polymer Flood Application to Improve Heavy Oil Recovery at East Bodo［J］.Journal of Canadian Petroleum technology，2009，48（2）：55-61.

［8］ 韓伯惠，廖廣志.提高采收率方法的前景和問題［J］.國外油田工程，1997，10（6）：53-56．

［9］ 王友啟，周梅，聶俊.提高采收率技術(shù)應(yīng)用狀況及發(fā)展趨勢［J］.斷塊油氣田，2010，17（5）：628-631.

Experimental study on influences of the dosage of injectionmethod on heavy oil disp lacement efficiency

YANWen-hua，WU Dong-ying，WANG Ning-yu
（Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery，Ministry of Education，Ministry of Education，Northeast Petroleum University，Daqing 163318,China）

In order to solve the problems such as high crude oil viscosity,low efficiency of conventionalwater injection and fast formation pressure drop,Long 618 block is a conventional heavy oil block located in Liaohe oil field.The core experiment is carried out to study the effect of injection method on oil displacement efficiency.The results show that the oil displacement effect of the low-concentration large slug is better than that of the low-concentration slug with high concentration and large slug,and the injection of small amount of gel slugs can increase oil recovery.

heavy oil;chemical flooding;injectionmethod;slug;recovery ratio

TE357.6

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170441

2017-01-21

中國石油科技創(chuàng)新基金“特高含水期二元驅(qū)多段賽等流度驅(qū)油方法研究”（2013D-5006-0203）

閆文華（1967-）女，博士，教授，2009年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣田開發(fā)工程專業(yè)，從事油田開發(fā)及提高采收率研究。