目前,我國各主力油田已先后進入開發(fā)后期,如何控制含水上升,穩(wěn)定原油產(chǎn)量是石油工業(yè)面臨的重大課題。在這種形勢下,研究新的驅(qū)油方式開發(fā)殘余油已成為人們關(guān)注的中心。熱力驅(qū)、化學(xué)驅(qū)和混相驅(qū)等3次采油新技術(shù)在室內(nèi)研究和現(xiàn)場試驗中均取得了較好的效果,尤其化學(xué)劑驅(qū)油技術(shù)表現(xiàn)出了十分誘人的前景。然而在現(xiàn)場應(yīng)用中,這些3次采油新技術(shù)還存在驅(qū)替成本高、注入工藝復(fù)雜等問題[3]。近年來,PS劑驅(qū)油技術(shù)在國內(nèi)研究進展較快,各大油田積極關(guān)注該驅(qū)油技術(shù),并開展了注PS劑的室內(nèi)實驗研究。遼河、大港、勝利等油田開展的單井吞吐試驗,取得了較好的降水增油效果。但作為油藏驅(qū)替劑在國內(nèi)尚屬首次,為了盡快積累礦場試驗經(jīng)驗,在W31斷塊開展了先導(dǎo)性試驗。另外,PS劑驅(qū)油成本低、地面改造工藝少、先期投資小,同時能減少造紙廢液對環(huán)境的污染,因此,該驅(qū)油技術(shù)有望在各油田推廣應(yīng)用。

1油藏地質(zhì)開發(fā)特征

W31斷塊構(gòu)造屬于霸縣凹陷南馬莊構(gòu)造帶文安斜坡構(gòu)造南段,為一斷鼻構(gòu)造油藏(圖1),含油面積0.8Km²,地質(zhì)儲量107×104t。主力油層為下第三系沙2段 油組,油層分布縱向上集中,橫向上較穩(wěn)定;油層連通較好,連通率為82.0%,孔隙度19.0%,滲透率115.4×10^-3μm²,原始地層壓力23.5～23.8MPa,油層溫度92.2℃,地層水礦化度高,平均為27025.3mg/L,水型為NaHCO₃,斷塊原油性質(zhì)較差,油水粘度比49.7,地下原油粘度15.9mPa.s。W31斷塊采用400m井距三角形井網(wǎng)布井,共有采油井6口,開井6口;日產(chǎn)油49t,采油速度1.67%,綜合含水61.4%,累積產(chǎn)油31.1×10⁴t,地質(zhì)儲量采出程度29.4%,可采儲量采出程度64.6%;注水井4口,開井3口,日注水134m³,累積注水55.1×104m³,累積注采比0.60。

2室內(nèi)實驗評價

在W31斷塊注PS劑前,首先對PS劑的物理化學(xué)性質(zhì)進行了測定,研究了PS劑對油水界面張力、原油粘度的影響;進行了注PS劑模擬驅(qū)替實驗和天然巖心吸附實驗。

2.1PS劑驅(qū)油機理實驗

2.1.1有效降低油水界面張力　　分別將W31斷塊的W31井和W31-10井的原油與濃度為1%的PS劑水溶液進行乳化后,在模擬地層條件下對油水界面張力進行測定。實驗結(jié)果表明:油水界面張力明顯下降,其中W31-10井的原油與配制地層水之間的界面張力下降幅度為5

0.3%,W31井的下降幅度為93.6%。

2.1.2對原油產(chǎn)生較好的乳化作用　　利用W31斷塊地面原油和不同濃度、不同比例的PS劑水溶液配制成乳化流體,在溫度為50℃、剪切速率為10s^-1的條件下,對混合液的粘度進行測定(表1,2)。在水油比例相同的條件下,不同濃度PS劑水溶液對流體粘度的影響不同, PS劑濃度越大,流體粘度下降越明顯;在W31斷塊原油中加入相同濃度的PS劑水溶液,并將PS劑水溶液與原油的體積比例從原來試驗的3∶7改變?yōu)?/SPAN>5∶5,6∶4和8∶2,流體粘度由63.98mPa.s下降到27.37mPa.s,流體粘度下降幅度較大。肉眼觀察試管中的試驗流體,加入PS劑后乳化流體流動性變好。將乳化液滴在定量試紙上,油滴邊緣的試紙被水潤濕,說明乳化流

體屬于水包油型。實驗結(jié)果表明:PS劑水溶液對原油具有較好的乳化作用。

2.2PS劑驅(qū)油模擬實驗

2.2.1長巖芯驅(qū)替模擬實驗　　為了研究注PS劑能否提高采收率,以及探索其使用方法,利用國內(nèi)較先進的長巖芯模型,模擬地層條件,完成注PS劑驅(qū)替的模擬試驗。從2個模型實驗(表3)可以看出,注入水中加入少量的PS劑,可以明顯改善水驅(qū)油效果,驅(qū)油效率分別提高了7.1%～13.1%。

注:2個模型均為直徑5cm,長度114cm。

2.2.2平面模型驅(qū)油實驗　　對W31斷塊進行了相同劑量、不同段塞、不同濃度、相同注入時機的PS劑平面模型驅(qū)油實驗(表4),3個平面模型驅(qū)油實驗都是在水驅(qū)油至含水率80%時改注PS劑,驅(qū)油效率提高了13.4%～15.4%。同時,注入的PS劑濃度越大,段塞越小,驅(qū)油效果越好,提高采收率的幅度越大。

2.3　PS劑巖芯吸附實驗　　由于巖石對注入劑有吸附作用,將在一定程度上降低注入效果,因此,采用W31斷塊天然巖芯,對PS劑的吸附作用進行了測定。由圖2可以看出,注入濃度在1.5%以后,隨著濃度的增加,吸附量增加變緩,并基本保持穩(wěn)定。

2.4原油脫水實驗　　將1.2%的PS劑水溶液與W31斷塊原油以體積比3∶7混合后,加入一定量的破乳劑,4h后,脫水效果很好。常規(guī)情況下,PS劑的使用不會對原油的脫水產(chǎn)生不良的影響,常規(guī)使用的破乳劑完全能夠滿足脫水的需要。目前W31斷塊在站內(nèi)進行簡易脫水,在破乳劑的使用上(曾使用過ST-911,ST-916,KST-914),與注PS劑前對比,用量沒有增加。因此,常規(guī)破乳劑可以滿足脫水的需要。

綜上所述,PS劑對原油具有較好的乳化能力,可以降低油水界面張力,模型實驗均可以不同程度地改善驅(qū)油效果,而且乳化后的原油采用常規(guī)破乳劑即可滿足脫水的需要。室內(nèi)實驗評價

說明:進行PS劑驅(qū)油可以改善水驅(qū)效果,提高原油采收率。

3現(xiàn)場驅(qū)油試驗效果評價

在室內(nèi)實驗評價結(jié)果的基礎(chǔ)上,對W31斷塊注PS劑現(xiàn)場試驗。由于PS劑以水為載體,物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,注入時間較短,所以地面流程改造較小,而且原則上保持生產(chǎn)方式不變,注采比不變,油井不進行增產(chǎn)措施。現(xiàn)場試驗分2期進行,第1期試驗采取了籠統(tǒng)注入方式,由于注入水沿著高滲透層段突進,影響了PS劑效果的發(fā)揮;第2期試驗在對注水井采取調(diào)剖后注入,提高了注入濃度,縮短了注入段塞體積。

3.1現(xiàn)場注入情況　　第1期試驗從1996-12-26開始,至1997-03-27結(jié)束,歷時92d,累計注入

PS劑總量127t,注入PS劑水溶液段塞體積12210m³,段塞實際濃度為1.04%,段塞體積為0.0072PV。

針對1期試驗中存在的問題,以及平面模型實驗結(jié)果,制定了2期試驗方案。根據(jù)方案安排,2期注入試驗前,對W31-8井進行了籠統(tǒng)調(diào)剖和分注措施,對W31-9井進行了分層調(diào)剖措施,并于1998-05-11開始現(xiàn)場注入,至1998-07-22結(jié)束,歷時73d。2期注入PS劑總量為162t,注水10904m3,段塞平均濃度1.48%,段塞體積0.0067PV。

3.2油藏見效反應(yīng)情況

3.2.1注水井壓力下降　　W31-9井注PS劑前進行了分層調(diào)剖,1998年4月注水壓力為10.3MPa,注水83m³;注PS劑后,在注水量基本保持不變的情況下,壓力下降到9.3MPa。W31-8井由于注入PS劑前進行了分注措施,對下部的主要吸水層11號層進行了控制,日配注為35m³,對上部的8,9,10號層進行加強,日配注為30m³;從分層測試結(jié)果看,注水壓力保持在14.5MPa,可以同時滿足上下段配注的需要。實際注水壓力為17.5MPa,6月16日注水壓力突然降至9.3MPa,降低到分注前的注水壓力,主要是由于堵劑返吐,導(dǎo)致封隔器失效。

3.2.2油井含水下降　　從5月11日開始2期注PS以后,1期試驗中的2口見效井(W31-4和

W31-10)仍然繼續(xù)保持有效;從1998年12月起,W31-4,W31-5和W31-10井含水率持續(xù)下降,日產(chǎn)油量上升,見到了明顯的增油降水效果。這3口井均為W31-9井組對應(yīng)的油井,其中W31-5井為1期試驗的未見效井。

W31-9井為對應(yīng)W31-4,W31-5和W31-10井注PS劑的試驗井。W31-9井1998年3月進行了分層調(diào)剖,其主要吸水層11號層的吸水量由調(diào)剖前的66.2%下降至45.4%,目前繼續(xù)降至20.8%,下部的14,15號層由20%提高至49.8%,目前下降到18.2%,12,13號層的吸水量得到了提高,由13.8%提高到目前的37.0%。根據(jù)油井W31-5井的產(chǎn)液剖面結(jié)構(gòu)分析,下部的17號層與W31-9的14,15號層對應(yīng),相對產(chǎn)液量由1997年的12.9%提高至目前的50.4%,與W31-9的12,13號層對應(yīng)的13,14號層相對產(chǎn)液量由26.9%提高至39.3%,全井產(chǎn)油量上升,含水下降。

從區(qū)塊整體效果來看,區(qū)塊含水從1998年4月注PS劑前的74.2%下降到1999年1月的70.9%,下降了3.3%,井口產(chǎn)油量由58t上升到72t,上升了14t,取得了明顯的降水增油效果,到目前為止,多數(shù)油井繼續(xù)有效。

4結(jié)論

(1)室內(nèi)實驗結(jié)果表明PS劑具有降低油水界面張力和原油粘度的能力,能夠作為改善油田驅(qū)油效果的添加劑應(yīng)用到油田生產(chǎn)中。另外,將黑液與表面活性劑和聚合物組成黑液體系并優(yōu)化配方后應(yīng)用于驅(qū)油,更能顯著提高原油采收率[5]。

(2)注PS劑現(xiàn)場應(yīng)用情況表明,PS劑驅(qū)油受效井?dāng)?shù)多、有效期長,可以改善水驅(qū)油效果,提高原油采收率。

(3)PS劑是以水為載體的注入劑,在現(xiàn)場實施中具有地面改造投入較少,工藝簡單,易于開展的特點,有較大的推廣領(lǐng)域。

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