CN1478850A - 利用聚合物溶液与二元体系提高石油采收率的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用聚合物溶液与二元体系提高石油采收率的方法,采用污水配制抗盐聚合物并向聚合物驱工业化区块中注入复合体系段塞,即采取聚合物溶液与二元体系(碱/表面活性剂)交替注入方式,使聚合物驱采收率提高值在现有值基础上,再提高采收率。既能改善聚合物驱效果,又能简化地面工艺,对聚合物驱工业化区块具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于油田三次采油技术,具体地说涉及一种聚合物溶液与碱/表面活性剂在三次采油中的应用。
背景技术
碱/表面活性剂二元体系本身粘度低,流度控制能力差,加之它对前置和后置聚合物段塞有降低粘度的作用,使得整个化学剂段塞组合的流度控制能力进一步变差,进而导致化学剂主要进入高渗透层,中低渗透层波及效果差。
碱/表面活性剂二元体系与同等化学剂浓度的三元体系相比较,界面张力更低,洗油效率更高,一旦进入高渗透层后会使其含油饱和度降低,水相渗透率增加,流动阻力减少,进而导致更多的化学剂进入高渗透层。上述过程的进行会使得高渗透层含油饱和度愈来愈低,流动阻力愈来愈小(注二元时压力大幅度下降),愈来愈多的液体进入高渗透层,最终影响中低渗透层的波及程度和洗油效果。
上述结果表明,二元体系中的碱降低了前置和后续聚合物段塞粘度,直接影响它们的流度控制能力,进而使得二元体系的波及体积减小,最终影响聚合物溶液与碱/表面活性剂交替注入方式的增油效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚合物溶液与碱/表面活性剂在三次采油中的应用,充分发挥聚合物溶液扩大波及体积作用、又有效发挥二元体系较高的洗油效率,实现较大幅度地提高采收率的目的。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
(1)采用污水配制抗盐聚合物;
(2)交替注入聚合物溶液和碱/表面活性剂;
(3)注入塞段为
0.10PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.10PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.10PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.10PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A
0.2mg/L.S)+0.24PV(1000mg/L.p)。
其中,符号p为聚合物,S为表面活性剂。
采取聚合物溶液与二元体系(碱/表面活性剂)交替注入方式,向聚合物驱工业化区块中注入复合体系段塞,使聚合物驱采收率提高值在现有值(10%)基础上,再提高5个百分点。既能改善聚合物驱效果,又能简化地面工艺,对聚合物驱工业化区块具有重要意义。
附图说明
图1为实验例中方案1的采收率、含水和压力与PV数关系曲线。
图2为实验例中方案2的采收率、含水和压力与PV数关系曲线。
图3为实验例中方案3的采收率、含水和压力与PV数关系曲线。
图4为实验例中方案4的采收率、含水和压力与PV数关系曲线。
图5为实验例中方案8-1的采收率、含水和压力与PV数关系曲线。
图6为实验例中方案8-2的采收率、含水和压力与PV数关系曲线。
具体实施方式
为进一步说明本发明的技术内容和积极效果,下面给出若干实验例作进一步说明,其中实施方案8是本发明采用的技术方案。
物理模拟驱替实验
为了评价聚合物溶液与二元体系(碱/表面活性剂)交替注入改善聚合物驱的效果,开展了物理模拟驱替实验研究。
(一)实验条件
1、水
实验用水包括污水和清水,清水取自南二区聚合物配制站,污水取自南二区2-丁1-P30井。水驱和后续水驱用清水,二元(碱和活性剂)体系用污水配制。
2、化学剂
聚合物用大庆生产1400万聚丙烯酰胺,碱和活性剂采用四厂取样样品。聚合物溶液用清水配制,CP=1000mg/L,工作粘度24mPa.s。
3、物理模型
(1)二维纵向非均质物理模型,渗透率变异系数0.72,平均渗透率1000×10-3μm2
(2)均质仿五点法井网物理模型,一注一采,模型几何尺寸:长×宽×高=30×30×1.5(cm),平均渗透率1200×10-3μm2。
4、实验步骤
(1)水驱到含水98%;
(2)注设计尺寸化学剂段塞;
(3)后续水驱到含水98%。
(二)实验方案
方案1
方案1为聚合物驱油实验,它作为其它实验的对比基础。
方案内容:水驱到98%,注0.64PV聚合物溶液段塞,后续水驱到98%。
方案2
在0.64PV聚合物的基础上,增加0.2PV的(1.0wt%A、0.2wt%S)二元体系用量,具体方案内容:
0.10PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.10PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.10PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.10PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.24PV(1000mg/L.p)。
方案3
保证0.64PV不变,其中,0.44PV聚合物,0.2PV的(1.0wt%A、0.2wt%S)二元体系用量,具体内容:
0.10PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.05PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.05PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.05PV(1000mg/L.p)+0.05PV(1.0wt%.A、0.2mg/L.S)+
0.19PV(1000mg/L.p)。
方案4
按杏二区的方案设计,具体内容:
0.0375PV(P,1500mg/L.p)
+0.35PV(ASP,CA=1.2wt%,CS=0.3mg/L,CP=2300mg/L)
+0.10PV(ASP,CA=1.2wt%,CS=0.1mg/L,CP=1800mg/L)
+0.05PV(1000mg/L.p)+0.05PV(700mg/L.p)+0.05PV(500mg/L.p)。
方案5
保证化学剂用量与方案4一致,设计如下注入段塞:
0.0375(1500mg/L.p)
+0.05PV(1.2wt%.A、0.3mg/L.S)+0.05PV(2300mg/L.P)
+0.05PV(1.2wt%.A、0.3mg/L.S)+0.05PV(2300mg/L.P)
+0.05PV(1.2wt%.A、0.3mg/L.S)+0.05PV(2300mg/L.P)
+0.05PV(1.2wt%.A、0.3mg/L.S)+0.05PV(2300mg/L.P)
+0.05PV(1.2wt%.A、0.3mg/L.S)+0.05PV(2300mg/L.P)
+0.05PV(1.2wt%.A、0.3mg/L.S)+0.05PV(2300mg/L.P)
+0.05PV(1.2wt%.A、0.3mg/L.S)+0.05PV(2300mg/L.P)
+0.05PV(1.2wt%.A、0.1mg/L.S)+0.05PV(1800mg/L.P)
+0.05PV(1.2wt%.A、0.1mg/L.S)+0.05PV(1800mg/L.P)
+0.05PV(1000mg/L.p)+0.05PV(700mg/L.p)+0.05PV(500mg/L.p)
以上方案均采用二维纵向非均质物理模型。
方案6
三元复合驱油实验,方案内容:
0.3PV(ASP,CP=1200mg/L,CA=1.0%,CS=0.2%)+0.2PV(P,CP=1000mg/L);物理模型采用均质仿五点法井网模型。
方案7
保持化学剂用量与方案7相同条件下,设计如下注入段塞:
0.1PV(P,CP=1000mg/L)+0.1PV(AS,CA=1.0%,CS=0.2%)+0.1PV(P)+0.1PV(AS)+0.1PV(P)+0.1PV(AS)+0.1PV(P)+0.1PV(AS)+0.2PV(AS)。
物理模型采用均质仿五点法井网模型。
方案8
化学剂配方及段塞组成与方案2相同,但将聚合物变为北京恒聚抗盐聚合物,并且聚合物溶液采用污水配制。
方案8共完成了4块岩心,聚合物溶液的“工作粘度”为32.5mPa.s,第2-第4块为24mPa.s。
方案9
化学剂配方及段塞组成与方案1相同,但将聚合物变为北京恒聚抗盐聚合物,并且聚合物溶液采用污水配制。
方案10
保持方案2所用的化学剂量不变,形成三元体系和聚合物体系,其中
ASP=0.2PV(Cp=1200mg/L,CA=1.0%,CS=0.2%),
P=0.4PV(Cp=1000mg/L,24mPa.s)。
(三)实验结果分析
1、采收率
表2-1提供了均质和非均质岩心参数和驱油实验结果。
表2-1均质(仿五点法井网)和非均质岩心(VK=0.72)参数和实验结果
方案编号 | 模型编号 | 气测渗透率(×10-3μm2) | 含油饱和度(%) | 采收率(%) | |||
水驱 | 化学驱 | 增加 | |||||
单块 | 平均 | ||||||
1 | 3FA65-1 | 1008 | 70.2 | 36.4 | 51.8 | 15.4 | 15.2 |
3FA65-2 | 1100 | 71.2 | 35.6 | 50.6 | 15.0 | ||
2 | 3FA65-3 | 990 | 71.8 | 36.4 | 53.8 | 17.4 | |
3 | 3FA65-5 | 1080 | 70.3 | 36.4 | 49.5 | 13.1 | |
4 | 3FA65-6 | 1110 | 70.5 | 36.6 | 57.0 | 20.4 | |
5 | 3FA65-7 | 1106 | 70.3 | 36.2 | 51.9 | 15.7 | |
6 | AX30-3 | 350 | 77.4 | 48.4 | 66.7 | 18.3 | |
7 | AX30-4 | 350 | 77.9 | 49.8 | 62.0 | 12.2 | |
8-1 | 3FA65-8 | 1049 | 72.1 | 35.5 | 71.9 | 36.8 | |
8-2 | 3FA65-9 | 1032 | 71.8 | 36.5 | 56.6 | 20.1 | 26.9 |
8-3 | 3FA65-10 | 1118 | 72.3 | 35.7 | 67.8 | 32.1 | |
8-4 | 3FA65-11 | 1002 | 74.4 | 36.4 | 64.0 | 28.5 | |
9-2 | 3FA65-13 | 1082 | 71.6 | 35.7 | 52.7 | 17.0 | 18.9 |
9-3 | 3FA65-14 | 1101 | 73.4 | 35.3 | 56.2 | 20.9 | |
10-1 | 2FA72-20 | 1016 | 74.9 | 36.1 | 56.5 | 20.4 | 19.7 |
10-2 | 2FA72-21 | 998 | 74.3 | 35.4 | 54.4 | 19.0 |
从表中所列实验数据可以看出:
(1)“方案1”与“方案2”相比较,由于后者较前者在0.64PV聚合物段塞基础上增加了0.2PV的二元体系,平均采收率由15.2%增加到17.4%,采收率增幅为2.2%。尽管“方案2”的采收率有所增加,但与多用的0.2PV二元化学剂段塞相比较,采收率增幅不大,经济效益并不理想。
(2)“方案1”与“方案3”相比较,一方面“方案3”尽管段塞尺寸与“方案1”相同,但因活性剂价格较高,实际化学剂费用“方案3”要比“方案1”高。另一方面,“方案3”的采收率增幅不及“方案1”。由此可见,“方案3”无论从技术还是从经济两个方面都不如“方案1”。
(3)“方案4”与“方案5”相比较,化学剂用量和物理模型完全相同,但前者增油效果远高于后者,也就是说在清水配置中分子量聚合物溶液条件下,聚合物溶液与碱/表面活性剂交替注入方式的增油效果不如合注(三元复合驱)的好。
(4)“方案6”与“方案7”相比较,化学剂用量和物理模型也完全相同,但仍然是前者增油效果远好于后者,进一步证明了分注不如合注好。
综上所述,在清水配置中分子量聚合物溶液条件下,聚合物溶液与碱/表面活性剂交替注入方式的增油效果不如同等化学剂用量条件下聚合物驱或三元复合驱的好。
为减小碱对聚合物溶液粘度的影响,“方案8”采用污水配制抗盐聚合物(北京恒聚),由于该聚合物溶液不但粘度较高,而且其粘度受二元体系的影响较小,有可能克服上述聚合物溶液与碱/表面活性剂交替注入方式的不足,最大限度地做到既充分发挥聚合物溶液扩大波及体积作用、又有效发挥二元体系较高的洗油效率,实现较大幅度地提高采收率的目的。
表1中“方案8-1”聚合物溶液粘度为32.5mPa.s,尽管仍然采取“方案2”的段塞组成和化学剂浓度,但它的采收率增幅为36.8%,比“方案2”高出近20%,增油效果十分明显。
为了使聚合物溶液段塞粘度与“方案2”相同条件下来进行对比,“方案8-2-8-4”聚合物溶液粘度为24.0mPa.s。表1所列实验结果表明,三次平行实验的平均采收率增幅为26.9%,比“方案2”高出近10%,仍然显示出良好的增油效果。
表1中“方案9”采取“方案1”的段塞组成和化学剂浓度,但用污水配制抗盐聚合物(北京恒聚)溶液,聚合物溶液粘度为24.0mPa.s。表1所列实验结果表明,三次平行实验的平均采收率增幅为18.9%,比“方案1”高出近3.7%,显示出抗盐聚合物良好的增油效果。
“方案8”与“方案9”相比较,前者较后者采收率增加8%,表明聚合物溶液与碱/表面活性剂交替注入方式具有较好的扩大波及体积和提高洗油效率的作用。
“方案8”与“方案9”相比较,前者较后者采收率增加7.2%,表明在污水配制抗盐聚合物条件下,聚合物溶液与碱/表面活性剂交替注入增油效果比合注的要好。
2动态反映特征
三、数值模拟方案优选
1、试验区地质模型的建立
根据试验区地质研究结果,先后建立了两个模型,小模型和大模型。小模型包括了四号注入站东部部分,其中注入井15口,生产井14口,纵向上划分为六个试验层,葡I11-2、葡I21、葡I22、葡I23、葡I3、葡I4,平面东西方向网格数为17,南北方向网格数为17,总节点1734。;大模型包括了整个四号注入站的9口中心井,北以南二区丁一排为界,南至南二区三排,西部以断层为界,东至南2-丁2-P133与南2-2-斜P133的连线,共有注采井41口,其中注入井21口,生产井20口,纵向上划分为六个试验层,葡I11-2、葡I21、葡I22、葡I23、葡I3、葡I4,平面东西方向网格数为29,南北方向网格数为25,总节点4350。
2、数值模拟计算结果
利用小模型计算了六个方案,计算结果见表3-1。
表3-1:数值模拟计算结果
方案编号 | 采收率提高值(%) | 备注 |
1 | 12.76 | |
2 | 13.74 | |
3 | 11.72 | |
4 | 24.05 | |
5 | 21.55 | |
8 | 15.65 | |
9 | 14.19 |
注:数值模拟方案与物理模拟方案相同。
从表3-1可以看出,数值模拟计算结果在趋势上与物理模拟实验结果一致。
从以上给出的各实施例中可以看出:
1、在清水配置中分子量聚合物溶液条件下,聚合物溶液与碱/表面活性剂交替注入方式的增油效果不如同等化学剂用量条件下三元复合驱的好。
2、采用污水配制高分子量抗盐聚合物,可以改善聚合物溶液与碱/表面活性剂交替注入方式的不足,既能充分发挥聚合物溶液扩大波及体积作用、又能有效发挥二元体系较高的洗油效率的作用,实现较大幅度地提高采收率的目的。在同等化学剂用量条件下,本发明的增油效果比三元复合驱的效果理想。
Claims (2)
1、一种利用聚合物溶液与二元体系提高石油采收率的方法,采用污水配制抗盐聚合物并交替注入聚合物溶液和碱/表面活性剂。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,注入塞段为:
0.10PV(1000mg/L.聚合物)+0.05PV(1.0wt%.碱、0.2mg/L.表面活性剂)+
0.10PV(1000mg/L.聚合物)+0.05PV(1.0wt%.碱、0.2mg/L.表面活性剂)+
0.10PV(1000mg/L.聚合物)+0.05PV(1.0wt%.碱、0.2mg/L.表面活性剂)+
0.10PV(1000mg/L.聚合物)+0.05PV(1.0wt%.碱、0.2mg/L.表面活性剂)+
0.24PV(1000mg/L.聚合物)。
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