中原油田三次采油技术研究发展方向

中原油田三次采油技术研究进展 勘探开发科学研究院 汇 报 内 容 三次采油技术进展 三次采油技术难度 三次采油技术攻关方向 三次采油技术难度 油田属储层变化大，非均质强的断块油气田。注采完善难度大，目前水驱控制程度大致为 75%、切需要以聚合物驱、交联聚合物调驱为主的三次采油技术提高水驱波及体积。 中原油田开发迫切需要三次采油技术 油田整体已进入高含水阶段 ， 含水大于 85%的油藏储量比例高达 同时部分油田已接近注水废弃阶段 （ 如濮城沙一下 、 沙二上 1油藏 ） ， 迫切需要以复合驱等低界面张力驱油技术提高驱油效率 。 油田深层低渗、特低渗油藏开发难度很大，很难有效实施注水开发，迫切需要以天然气等气驱为主的三次采油技术补充地层能量开采。 高温 高盐 高硬度 中原油田三次采油面临较大难度 温度 110 、矿化度 25 104,储量 28700 104t，占 三次采油具有较大的潜力 中原油田三次采油潜力合成聚合物或交联聚合物驱 表面活性剂及复合驱氮气、天然气（贫气）非混相驱 二氧化碳、天然气（富气）混相驱2625?044%625?045%346?04%583?044%三次采油技术进展 与先导试验 中原油田三次采油技术研究起步晚 ， 难度大 、 起点高 。 目前正在研究的三次采油技术已有多项技术进入现场试验 ， 初步形成适应中原油田地质特点的提高采收率技术系列 。 中原油田 三采总体状况 交联聚合物驱油技术 “ 八五 ” 期间对生物聚合物和交联剂开展了室内试验 ， 进行了大量先期研究工作 。 98年以来采用有机交联剂 ， 配制了耐温抗盐性能较好的胶态分散凝胶 。 结合交联聚合物调驱试验 ， 对聚合物浓度影响 、交联剂浓度影响 、 交联时间影响 、 剪切降解影响 、 油砂吸附影响以及热稳定性进行了评价实验 ， 并开展了 物理模拟驱油试验 。 技术研究进展 经过系统的室内实验和评价 ， 目前形成了一系列交联聚合物调驱体系 。 主要用于非均质严重 ， 波及体积小的开发单元 ， 体系适用于油藏条件： 油藏温度： 70 90 油藏地层水矿化度： 16 104; 二价阳离子： 3500； 2 9。 调驱体系已达到的指标 交联聚合物驱油技术已应用在胡 19块、文101北块、明一东等不同类型油藏的先导试验。 交联聚合物驱油技术应用均见到了不同程度的效果，胡 19块累积增油 4220t，文 101块累积增油5720t，明一东块累积增油 3169t。 交联聚合物驱油技术应用及效果 交联调驱体系具有耐温 （ 60） 、 抗盐性好 （ 20 104mg/l） ， 覆盖地质储量 3081万吨 ， 增加可采储量潜力 246万吨 。 体系在油藏条件下兼备调剖与驱油的功能，特别是在控制前缘水线推进速度和扩大注入液波及体积方面具有明显的作用。 进一步加强对油藏的适应性研究。从三个试验区的试验结果看。该交联调驱体系对明一东油藏的适应性相对较差。 交联聚合物驱油技术应用取得的认识 胡 19调驱前0 20 40 60 8012456789层位（解释层号）相对吸水量（%）调驱中0 20 40 60 80相对吸水量（%）调驱后0 20 40 60 80 100相对吸水量（%）注入井的吸水剖面改善较好 101152535产油量(t)85909510001/8/1 01/8/31 01/9/30 01/10/30 01/11/29含水(%)10110月 24日注聚 微生物采油技术 微生物采油技术进展 经过几年的研究探索，逐渐由应用研究、机理研究走向核心技术（菌种筛选与生产）的开发，目前已拥有从菌种筛选、室内评价、菌液生产到现场施工的全套技术。 所筛选菌种均来自本油田油层产出水 ， 菌种对原油的降粘能力强； 筛选分离到 25株厌氧嗜热嗜盐纯菌株 ， 可适应温度 90 、 矿化度 15 104 的油藏环境； 通过对部分代谢产物定量分析 ， 筛选的菌株有产生有机酸或气体等有机物的能力； 室内微生物驱油试验表明可提高采收率 7个百分点 。 菌种的技术特点 微生物菌液主要性能 菌液产品号 菌 种数 主要性能 0 产生物表面活性剂、降低表面与界面张力 1 产生气体、醇类，减小原油粘度 1 产生酸性物质，溶蚀岩石，增大绝对渗透率 0 使长链烃降解，减小原油粘度 0 50 60 70 80 90温度， 5 6 7 8 9 10 11p D+E 1501020304050607080901000 1 2 3 4 5 6注入倍数（出程度与含水率（%）采收率 %含水率 %01020304050607080901000 1 2 3 4 5 6注入倍数（出程度与含水率（%）采收率 %含水率 %卫 58块微生物（ A）驱油试验图（试验编号： 25） 室内微生物驱油实验表明可提高采收率 7%以上。 文 15块微生物驱油试验图（试验编号： 115） 共完成微生物单井吞吐 70井次的施工方案 、 现场实施 、 组织等工作 。 2000年 9月 2001年 12月 ， 微生物增产技术单井应用共 70井次 ， 其中采油一厂 62井次 ， 采油四厂 3井次 ， 采油六厂 5井次 。 试验井绝大部分为天然能量开发油井 。 试验井油层深度： 18463038m；矿化度： 6 25 104 ；温度： 75100 。 累积增液 累积增产原油 10031吨 ， 取得了显著的增油效果 。 微生物单井吞吐技术应用现场试验效果 采油一厂(16口井)微生物采油曲线010203040506070800 2 4 6 8 10 12月份油量油量(T)微生物试现场试验 增油效果 采油一厂微生物试验前后液量含水变化0204060801001201401601802000 2 4 6 8 10 12月份含水(%)液量(量(水(%)微生物试验前典型井情况 0102030401月2月2月2月3月3月3月4月4月日 期液量（2468101214油量（t)注微生物注微生物10 文56 期液量（量（T）液量油量注微生物 注微生物图 2 23 期油量（T）注微生物 2002年初选择明 159井组作为微生物驱油试验井组 ，该井组构造简单 ， 地层温度 、 渗透率及原油性质都较适合于微生物驱油技术的应用 。 经过对井组产出液进行取样 ， 开展了一系列室内研究 ， 包括菌种的筛选 、 地层水质的分析 ， 并进行物理模拟试验 。 结果表明 ， 以上 ，该项目于 2002年 10月 30日开始施工 ， 12月 26日施工完毕 , 累计注入微生物菌液 3220截止到 2003年 7月 25日 ， 累计增油 1300 t， 目前日增油 4.0 t。 微生物驱油技术的应用及效果 明 159井组生产曲线 024681012141618900000111122222)日产油量(t)含水（%）日期 气 驱 技 术 二氧化碳混相驱 室内试验研究 文 184块 小混相压力为 长岩心（ 2米）驱替试验表明水驱 水 98%时采出程度为 随后 (替注入三周期， 最终采收率为 采收率提高 31个百分点。 文184块流体注 量（粘度（氧化碳驱细管试验驱替压力与采收率关系02040608010012020 25 30 35 40 45驱替压力（收率，%)长岩心驱替注入孔隙体积倍数与原油采收率关系转注二氧化碳 二氧化碳吞吐技术研究 1998年在胡 19口二氧化碳吞吐现场先导试验 ， 2003年实施 6口 。 表明注二氧化碳的工艺技术是成功的， 胡 19 但尚需对二氧化碳吞吐适应的油藏条件 ， 方案的优化设计 、注入参数的优化等技术的配套进行深化研究 。 01020304050601 - 8 1 - 1 3 1 - 1 8 1 - 2 3 1 - 2 8 2 - 2 2 - 7 2 - 1 2 2 - 1 7 2 - 2 2 2 - 2 7 3 - 4 3 - 9 3 - 1 4 3 - 1 9 3 - 2 4 3 - 2 9日期累积油量不注C O 2 的累积油量注C O 2 后的累积油量增油量 文 188块氮气驱细管试验在温度为 136 、驱替压力为 42试验表明，对于注不进水、处于弹性开采、采收率小于 10%的油藏，注氮则可在此基础上提高采收率 20个百分点以上。 氮气非混相驱主要研究成果 氮气非混相驱室内试验研究 )）氮气水长岩心驱替试验注入倍数与采收率曲线 气水长岩心驱替试验注入倍数与生产压差曲线 现 场 先 导 试 验 气 驱 卫 42 累计增油 646吨 ， 注入压力稳定在 先导试验验证氮气驱工艺技术是成功的 ， 标志着氮气驱配套技术已趋于成熟 。 卫 42 文 72沙三中贫气近混相驱长岩心驱替试验表明 ，注气的最终采收率 (， 比注水的最终采收率(高 /气交替注入最终采收率高达 比注水提高采收率 最大注气压差是最大注水压差的 是水气交替注入最大压差的 天然气驱主要研究成果 室内试验研究 文 72块沙三中天然气驱物理模拟驱替试验 注 气突破， 注 隙体积天然气时 ,。 )文 72块沙三中天然气 /水交替注入物理模拟试验 从岩心驱替实验表明 ， 水驱结束后 ， 水 /气交替注入最终采收率高达 提 高 采 收 )天然气天然气水水水天然气文 72块沙三中天然气驱物理模拟驱替试验 在注天然气过程中最大注气压差为 最大注水压差的 水气交替注入最大压差的 )收率生产压差 注气可提高采收率 15个百分点以上，天然气回收率达 95%以上。 o 天然气驱主要研究成果 文 72沙三中数值模拟研究 聚合物驱油技术 1996年开展了耐温抗盐合成聚合物的研制攻关 ， 合成聚合物在矿化度为16 104、 价阳离子含量为3000， 在 90 条件下经 180天稳定性试验表明性能良好 ， 粘度为 粘度保持率在 2000年 5月 31日在卫 18 耐温抗盐合成聚合物驱油技术 检验该产品在现场的溶解性； 检验目前的聚合物生产工艺的可靠性； 检验该聚合物的注入性； 检验该产品在试验过程中技术指标的稳定性 。 试验目的 耐温抗盐合成聚合物驱油技术 P 3 2 表 示 ： 三 级 段 塞 ， 第 二 组 段 塞 大 小 组 合 方 式 。 - 2 3 、 - 2 4 、 - 2 5 、 - 2 6 分 别 表 示 聚 合 物用量 1 倍、 2 倍、 3 倍、 4 倍、 5 倍、 6 倍。卫 18 卫 18000年 5月 31日按设计注入 ，2001年 10月 5日实施完成 ， 累计注入合成聚合物溶液 31824并取得了认识： 试验效果及认识 走 出 了实质性的一步 ， 对中原油田三次采油的后续发展具有指导意义 。 因陋就简，充分利用现有设备，完成工艺设计、安装，达到现场应用的程度，为小断块油藏开展试验积累了经验。 卫 注聚后采收率 显示了聚合物驱的基本特征 。 “高温高盐油藏聚合物驱油技术研究”集团公司科技部攻关项目 研究进展和成果 评价实验工作主要分三个阶段：基本性能评价、数模参数测定和数模参数的重现性实验及结果的处理，这三个阶段的工作已基本完成。 聚合物 评价研究进展及成果 (一） 基本性能评价 在本阶段中完成了粉剂聚合物的溶解性、滤过性、增粘性、盐敏性、粘温性以及热稳定性等评价内容。 聚合物 评价研究进展及成果 溶解性 粉剂配制 6000的聚合物母液所需时间在 60小时以上，且不溶物含量较高。粉剂在清水中的溶解时间较短。 粉剂聚合物在清水中的溶解性6007008009001000110012000 10 20 30 40 50 60时间（h）粘度（制浓度为 3000、4000聚合物，达到完全溶解的时间都在9个小时以上。 聚合物 评价研究进展及成果 热稳定性 粉剂与胶体相比热稳定性有所改善 ,但存在不同时间溶液粘度值变动较大，原因可能与聚合物本身的分子结构和成分有关。 初始粘度 第 11 天 第 40 天 6090 27 4 2790 9 ) 97测试粘度 m P a . 0 100 150天数粘度(合物 评价研究进展及成果 （ 二 ） 数模参数测定： 完成了静吸附、流变、盐敏、岩心流动实验等。 聚合物 评价研究进展及成果 聚合物粘度 聚合物粘浓关系系数求解y = % ）综合参数(0(*测多项式 (实 测)聚合物 评价研究进展及成果 y = ）阻力系数、残余阻力系数阻力系数残余阻力系数濮 12块阻力系数、残余阻力系数 实验得出的具有代表性的 （ 三 ） 工艺参数的初步研究： 1、 现场水质的影响 水质聚合物粘度的影响曲线图0510152025303540450 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500外加量（）粘度（mg/l）此产出水处理的效果直接影响注入水中钙离子的浓度。 聚合物 评价研究进展及成果 （ 三 ） 工艺参数的初步研究： 2、 粉剂粒径的影响 一般地，聚合物粒径对配液质量和配液速度有较大影响。粒径大，溶解速度慢；粒径过小则易形成“鱼眼”；通过溶解性能评价实验，观察到有部分“鱼眼”，因此该粉剂的粒径稍稍偏细。 聚合物 评价研究进展及成果 建立骨架剖面 属性模型 研究完成了： 储层沉积模式及沉积相、沉积微相研究 储层时间单元的划分对比及微相描述 储层精细构造研究 储层参数解释模型及测井资料二次处理 储层非均质模型 三维可视化建模 油藏综合评价 精细油藏描述 研究进展及成果 6小层剩余油分布图 1小层剩余油分布图 平面： 区域属于水进式湖泊扇三角洲沉积体系，储层平面分布较为均匀，渗透率平均值较高，非均质性不很严重，加上长期井网调整，平面水驱波及面积较大，因此剩余油分布整体较为均匀。 层间： 由于各小层物性差异较小，层间矛盾不很突出，水井吸水较均匀，小层动用较均匀，层间剩余油分布相差不大； 层内 : 层内物性差异较大，非均质严重，层内动用差异较大，是主要挖潜方向。 剩余油分布研究成果 濮 2- 19 3 井吸水剖面变化对比示意图 （1 9 8 7 . 0 5 . 2 1 ）0 50 100 150S 2 上2 1S 2 上2 2S 2 上2 3S 2 上2 4S 2 上2 5层位渗透率（1 0（1 9 9 0 . 0 3 . 0 5 ）（1 9 9 1 . 0 4 . 4 7 ）（1 9 9 1 . 1 0 . 0 6 ）各小层物性差异较小，层间矛盾不很突出，水井吸水较均匀，小层动用较均匀，层间剩余油分布相差不大 . 濮 2 利用濮 12块地质模型，在不同井距（ 300m、 200m、 150m）条件下，模拟研究了水驱和相应的聚合物驱油的井网，濮 12块沙二上 2+3层系采用聚合物驱油的最大井距不能超过 250m， 目前濮 12块井网井距基本可以满足这一要求。 先导试验方案研究进展及成果 结合目前濮 12块注采井网及井况现状，先导试验设计了三套注聚井网，并进行了优化设计研究 先导试验方案研究进展及成果 优化结果： 最佳主段塞浓度为 2000。 总注入量为 450 。 456789100 100 200 300 400 500 600 700聚合物用量（L ）提高采收率幅度（%）10001500200025004567891075 150 225 300 375 450 525 600聚合物用量（ P V m g /L )提高采收率（%）50001000015000200002500030000净收益（万元）采收率净收益先导试验方案研究进展及成果 段塞组合优化： 主段塞浓度为2000 、 改变前置和后置段塞的浓度和段塞大小 ， 优化结果： 0 . 80 . 8 50 . 90 . 9 511 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12时间 ( 年 )含水(%)水驱不同井网比较： 注入量 、 注入浓度和注入组合等相同的条件下水驱储量动用程度和平面上井网控制程度最高的第一套井网 （ 方案 1） 各项技术指标均为最好 。 005 2007 2009 2011 2013 2015 2017时间（年）图 4- 10 P 92 1- 3v 方案在不同井网含水下降预测含水率（小数）水驱方案1方案2方案3先导试验方案研究进展及成果 推荐方案： 第一套井网 ， 五口注聚井日注液75012口油井日产液 850 段 塞 浓 度 为2000 、1500 、1000 ； 各段塞注入量比为： 9:2:1；注入干粉 2256t, 有效期 10年 ， 换油率 122 t/t。 0123456789102004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015时间（年）推荐方案历年主要指标变化趋势采收率提高百分点8486889092949698含水率（%）提高采收率含水率变化先导试验方案研究进展及成果 推荐方案聚合物驱不同时间流线图 低界面张力驱油技术 不同类型表面活性剂产品溶解性 、 耐盐性 、耐温性能研究； 针对试验区进行配方筛选 ， 确定形成低界面张力体系配方； 低界面张力体系适宜的温度 、 矿化度范围； 低界面张力体系热稳定性 、 乳化性能研究； 物理模拟试验研究 。 表面活性剂驱油体系研究 濮 83二元复合驱主要成果 试验确定了濮 83油藏条件下二元复配体系的配方：生物聚合物 1000, 、 ； 该体系适应的含盐量范围较宽，耐盐可达15 104,耐二价阳离子可达 4500,耐温可达 85. 在濮 面张力为 10m 生物聚合物与表面活性剂复配后，热稳定性好，能满足濮 83的油藏条件； 物理模拟试验表明：该体系具有较好的驱油效果。 ）10产品 好的协同效应 ， 适当调整二者 比例可使体 系界面张力 达到 10 由此确定适合 力体系配方为： 低界面张力体系配方筛选 复配体系热稳定试验 复配体系热稳定实验粘度变化图024681012140 10 20 30 40 50时间(天)粘度(表活剂+生物聚合物生物聚合物表活剂 +生物聚合物复配体系热稳定性能在粘度保持率上优于单独生物聚合物性能。通过聚合物性能改进，复配体系粘度可提高 2 3倍。 复合驱油体系物理模拟实验结果 V）采收率与含水率（）采收率 %含水率 %注入驱油体系后续水驱试验表明： 在水驱含 水达到 99% 时转注复 合驱油体 系 ， 可提高 采收率 21%， 含水下降 分点 不同段塞大小下的含水率和采收率 ）含水（%）81012141618提高采收率（%）含水提高采收率4446485052545658601500 2000 2500聚合物浓度（ 含水（%）8910111213141516提高采收率（%）含水（%）4681012141618提高采收率（%）含水率提高采收率聚合物浓度优化 表活剂浓度优化 段塞大小优化 通过对表面活性剂浓度、聚合物浓度、体系段塞大小优化，推荐方案为复合体系主体段塞 面活性剂质量百分比浓度 合物浓度 2000，该方案有效期为两年，累计增油11669吨，提高采收率 现场试验时间约 主要结论 中原油田三次采油 技术攻关方向 近期三次采油技术攻关： 针对储层变化大 ， 非均质性强 ， 水驱体积波及系数较小的中 、 高渗油藏 ， 以交联聚合物调驱 、 耐温抗盐聚合物驱等技术为主 ， 提高水驱波及体积是近期油田开发要开展研究的重要工作 。 长期三次采油技术攻关： 针对深层低渗 、 特低渗注水开