（油气田开发工程专业论文）大庆长垣杏南开发区葡Ⅰ组聚合物驱油的方法研究.pdf

中国_ i 油勘探开发研究院硕十论文 a b s t r a c t r e s e a r c h i n go nt h em e t h o do fi m p r o v i n gt h e e f f e c to f p o l y m e rd i s p l a c e m e n ti n p u - 1f o r m a t i o ni nt h es o u t ho f x i n g s h u g a n go i l f l e l do fd a q i n go i l f i e l d o nt h eb a s i so ft h ep o l y m e rf i e l dt e s ta n dl a be x p e r i m e n to nt h ex i n g1 3d e v e l o p m e n t a r e ai nx i n g s h u g a n go i l f i e l d ，t h i sp a p e r a n a l y s e st h r e em a i nf a c t o r st h a ti n f l u e n c e dt h er e s u l t o fp o l y m e rd i s p l a c e m e n t f i r s t ，t h eo b j e c t i v ef o r m a t i o no fp o l y m e rd i s p l a c i n gi sn o tc o m p l e t e ， t h ec o n t r o l l i n gd e g r e eo fn e tp a t t e mi sl o w ；s e c o n d 。t h ec o n c e n t r a t i o no fc a ”、m g ”i n i n j e c t e dw a t e ri sh i g h ，w h i c hc a u s e st h ec o n c e n t r a t i o no fi n j e c t i n gs y s t e mi sh i g hb u tt h e v i s c o s i t yi si o w ；l a s t t h ew a y o fs e r i e so fs t r a t ac o m b i n a t i o ni sn o tr e a s o n a b l e ，w h i c hm a k e s i td i f f i c u l tt od e v e l o pt h i n b e da n dt h i n - i n t e r b e d i nt h i sp a p e r 。w ea l s od i s c u s sw h i c hn e t p a t t e r na n dn e tp a c ea r es u i t a b l ei nt h ep o l y m e rd e v e l o p m e n tb l o c k ，d i s c u s sh o w t oi m p r o v e t h ei n j e c t i n gs y s t e ma n dh o wt om a g a g et h ep o l y m e ra r e at e c h n i c a l l ya n dr e a s o n a b l y t h r o u g ht h er e s e a r c h w et h i n kt h a ti ti sp r o f i t a b l et ot a k et h ew a y o fp a t t e ma r r a n g e m e n to f 。c o m b i n a t i o no ft h i r di n f l l lw e l lp a t t e ma n dt e r t i a r yo i lr e c o y e r yw e l lp a t t e r n ”f u r t h e r 。w ec a n r e s o l v et h ep r o b l e mo nw a t e rq u a l 耐b yi m p r o v i n gp o l y m e rp r o p e r t i e s ，t a k i n gf md e a l i n g t e c h n o l o g yt od e c r e a s et h es a l i n i t yo fi n j e c t e dw a t e ra n da d d i n gc r o s s - l i n k i n ga g e n t k e yw o r d ：x i n g s h u g a n go i l f i l d ，p o l y m e rd i s p l a c e m e n t ，w e l ln e tp a t t e m 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国石油勘探开 发研究院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同 志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：醛；圭，坚日期：主芝坚笙芗 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油勘探开发研究院有关保留、使用学位论文的规 定，即：中国石油勘探开发研究院有权保留送交论文的复印件，允许论文被 查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或 其他复制手段保存论文。 签名：睦，坠：坚导师签名： 日 期： 中国f i 油勘探开发研究院硕十论文 第1 章前言 第1 章前言 1 1 目的 聚合物驱油技术已成为油田高含水后期提高原油采收率的一项重要技术，目前在油 田开发中的应用越来越广泛。通过重点科技攻关，大庆油田的聚合物驱油技术已由先导 性矿场试验步入工业化应用阶段，大庆油田聚合物驱潜力几乎全部集中在大庆长垣。大 庆长垣是一套河流体系沉积的特大型砂岩油层，油层大面积稳定分布，连通性好，但自 北向南沉积特点、流体性质呈有规律的变化，萨中以北的萨i i 、萨i i i 及葡i 油层，面积 分布稳定、厚度大、物性好、渗透率高、层内非均质性比较严重，属于正韵律、多段多 韵律和复合韵律型的河道砂体，是油田聚驱开发的主力油层( i 类油层) ，聚合物驱提高 采收率幅度大。聚合物驱油可以提高采收率1 0 以上，而、杏树岗油田油层条件相对较 差，聚合物提高采收率幅度相对较小雎】。 截止到2 0 0 0 年，大部分发育厚度大、渗透率高的一类油层已经注聚，考虑到油田 可持续发展以及合理有效利用地下资源，大庆油田开展了二类油层上返的室内和现场试 验研究。影响二类油层聚合物驱油因素更加复杂，从油层条件、注入体系的优化、动态 反映特点和技术指标的预测评价等问题都有待深入的研究川【4 】【5 】，同时在一类油层聚驱 中不明显的影响因素也可能突显出来，成为影响二类油层聚驱效果的主要因素。因此围 绕如何提高二类油层的聚驱效果，降低成本，提高经济效益，已经成为聚驱技术殛待解 决的课题。杏南油田葡i 组油层以窄小河道为主、河问砂、尖灭区发育，属于二类油层， 利用已有试验数据预测试验结束后，提高采收率为5 8 【1 11 7 1 ，远低于其它注聚区块，探 索和研究提高聚驱效果的方法尤其重要，它关系到大庆油田长垣南部大部分区块如何注 聚、能不能注聚的问题【2 11 9 1 ，因此如何改善该类油层聚合物驱效果对于实现油田可持续 发展具有非常重要意义。 1 2 本课题研究内容 一是研究影响杏十三区葡l 组油层聚驱效果的主要因素，包括：通过精细地质研究， 对砂体发育状况分析；通过试验区的注采动态变化，对分子量与砂体适应性进行分析， 研究注入压力上升快的矛盾：通过岩心驱替实验，研究流度比对注入能力和提高采收率 的影响：对层系组合情况进行分析，研究影响聚驱效果的情况。 中国石油勘探开发研究院硕士论文第1 章前言 二是提出改进措施。包括：从井网调整完善的角度，提出改进措施，提高聚驱效果； 对注入化学剂进行优选，选择适合杏南油田的注入体系；从层系组合方法上进行研究， 寻找最佳的三次采油开采方法；从注入参数上来提出改进措施，优选合适的注入参数。 1 3 国外与国内现状 1 3 1 国外 早在2 0 世纪6 0 年代初，国外就开展了胶束驱、碱驱和聚合物驱的室内研究和矿场 试验工作。在各种化学驱方法中，聚合物驱是唯一的一种经过定规模的工业性试验而 获得较好效果的提高采收率方法。从7 0 年代到1 9 8 5 年，聚合物驱试验达到高潮，美国 共进行了现场试验1 8 3 次，但平均采收率只有4 9 ，经济效益差。之后，矿场试验规 模减小，但室内研究却一直没有停止。 许多资料报道，国外一般是否定聚合物驱油的，主要是认为聚合物驱只能扩大波及 体积，不能提高驱油效率，因此采收率增值有限。但是，这种观点在1 9 9 5 年的欧洲e o r 会议上有所动摇，仍有报告认为，聚驱在技术上和经济上是可行的。 除此之外，聚合物驱在前苏联的奥尔良油田和阿尔兰油田、加拿大的h o r s e f l yl a k e 油田、法国的c h a t e a r e n a r d 油田和罗马尼亚、印度、委内瑞拉都进行了一些工业性试 验，不同程度地获得了聚驱的成功，但规模不大，注入段塞较小，综合效果低于国内水 平。 1 3 2 国内 我国的聚驱起步较早，在2 0 世纪6 0 年代既开始了小型聚驱矿场试验，经过“七五” 到“九五”的连续攻关，聚合物驱已经开始了工业化矿场应用。 1 9 9 7 年，聚驱产油量居世界首位： 1 9 9 8 年，聚驱项目1 6 个，而同期美国只有l o 个； 2 0 0 0 年，仅大庆油田，聚驱产油量已达8 0 0 xl o a t ： 2 0 0 1 年，大庆油田的聚驱产油量已达1 0 0 0 1 0 4 t ： 我国聚驱平均采收率达到1 0 ( 大庆认为经济下限为6 。7 ) 。 大庆油田聚驱主要在渗透率大于0 3 “m 2 的油层条件下进行的，低于0 3 “m 2 的油层 条件下的聚驱开展的较晚且很少，而且主要是小部分的二类油层。 目前，国内主要油田如大庆、辽河、胜利的孤岛、孤东等油田地层水的矿化度主要 在3 0 0 0 7 0 0 0 m g l 之间，聚合物溶液在油层中的盐敏效应小，适合聚合物驱油。但是， 2 中国石油勘探开发研究院硕士论文 第1 章前言 对于注入水矿化度高，尤其是钙、镁离子含量高达9 0 m t g l 的杏南油田，采用普通中分 聚合物配制的溶液浓度高，而粘度却很低，对聚驱效果影响较大。相比较而言，国外油 田对聚合物驱的水质要求则很高。因此，从长远发展的角度来看，研究抗盐的聚合物更 加有利。 大庆油田长垣北部主力油层主要以泛滥分流平原相的高渗透带状条带状河道砂体 组成，砂体发育好，单层厚度大，平面展布规模大，聚驱效果好：而以发育规模相对较 差的大庆长垣南部油层，聚驱还处在试验探索阶段。虽然室内研究认为，渗透率在0 1 h m 2 的油层条件下可以注聚，但是，在现场试验方面还没有成功的经验。 中国石油勘探开发研究院硕士论文第2 章油藏特点研究 第2 章试验区概况与油藏特点研究 2 1 试验区基本情况 杏十三区聚合物驱工业性试验区位于杏树岗油田南部，太1 0 3 井区，面积3 4 1 k m 2 ， 主要发育萨i i 组和葡i 组两个油层组。试验区平均单井发育砂岩厚度4 1 4 6 m ，有效厚 度1 6 9 1 m ，其中葡i 组油层平均单井发育砂岩厚度2 5 4 3 m ，有效厚度1 3 2 2 m ：油层 渗透率变异系数为0 5 8 。试验目的层为葡i 组油层，试验目的层的地质储量 5 2 4 8 1 x 1 0 4 t ，地1 f - t l 隙体积1 0 3 5 1 5 x 1 0 4 m 3 。 根据杏1 3 丁2 检p 3 3 6 井资料分析，主力油层岩性为细砂岩，细砂含量7 7 5 ， 含有少量的粉砂，中砂极少，粒度中值为0 1 6 8 m m 。胶结物以泥质为主，泥质含量7 0 ，其次为钙质。胶结类型为孔隙一接触式，其粒间孔隙为孔隙的主要形成。平均孔隙 度2 6 2 ，平均空气渗透率0 5 2 0 u m 2 ，平均原始含油饱和度为7 2 2 ，油层润湿性为 弱亲油。 杏十三区油层原始地层压力1 1 2 3 m p a ，饱和压力7 0 8 m p a ，油层温度摄氏4 5 c 。 原油属低含硫、高凝固点的石蜡基原油，油藏流体参数如下： 地面脱气原油密度为o 8 5 1 9 c m 3 ，原油地面粘度为1 3 9 m p a s ，地下原油粘度 6 7 m p a s ，凝固点摄氏3 1 ，含蜡量2 1 5 ，含胶量1 0 7 0 ，体积系数1 1 1 5 ，原始 气油比4 2 9 m 3 t 。天然气相对密度o 6 18 1g c m 3 ，甲烷含量8 7 6 3 ，二氧化碳含量 o 7 7 。地层水总矿化度8 1 6 7 m g l ，氯离子含量2 4 5 3 m g l ，水型为n a h c 0 3 型。 2 2 试验区开采简史 杏十三区于一九七七年投入开发，基础井网采用6 0 0 m 井距反九点法面积注水井网， 开采葡i 组油层。八七年进行一次加密调整，调整井网采用3 0 0 m 井距五点法面积注水 井网，以开采非主力油层为主，使基础井网中未射孔的萨i i 组油层投入开发，其中部分 井射开了主力油层。九五年针对主力油层井距大、注采系统不完善的矛盾，对一次加密 调整井中的部分井进行了补孔，补开部分低含水层。九六年针对十三区动用差的薄、差 层及表外储层进行了二次加密调整。 一九九八年为了丌展聚合物驱工业性试验在太1 0 3 地区新钻3 5 口试验井，试验 4 中国石油勘探开发研究院硕士论文第2 章油藏特点研究 井采用五点法面积井网，注采并距2 1 2 m ，共有试验井7 2 口，其中采出井4 3 口( 新钻 采出井3 1 口，代用采出井1 2 口) ：注入井2 9 口( 新钻注入井4 口，代用注入井2 5 口) 。 试验井于1 9 9 8 年1 1 月下旬投产，1 2 月底进入水驱空白试验阶段。从投产初期到2 0 0 3 年底，全区累积注水6 8 7 1 0 7 x 1 0 4m 3 ，注入地下孔隙体积为0 0 6 6 p v ；累积产液 7 1 3 4 7 1x 1 0 4 t ，累积产油5 6 0 3 3 x 1 0 4 t 。 2 3 试验区油层沉积特征 杏十三区聚合物驱试验区葡i 组分为4 个砂岩组，8 个自然层、细分为1 6 个沉积单 元，从砂体分布上看，葡i 组油层1 6 个沉积单元从下至上沉积环境依次为：葡1 3 。3 。 为三角洲内前缘相沉积，葡1 3 矿2 。为三角洲分流平原相沉积，葡1 2 t b - - l 。为三角洲内前缘 相沉积，葡1 1 r 1 。、葡i4 ：为三角洲外前缘相沉积。可见，除葡1 3 。葡1 3 。和葡1 3 。 三个沉积单元基本以大面积连续分布河道砂为主外，其余各沉积单元基本以不连续河道 砂分布或以大面积河间砂分布为主。 以三角洲内| j 缘相沉积的葡1 3 。3 。葡1 2 i b - - 1 ：。和以三角洲外前缘相沉积的葡 i i r l 。葡i4 ：中河道砂发育较少，且多为窄条状、不连续分布。如葡1 1 细分三个沉 积单元，其中葡1 1 。单元，河问砂以片状、条带状分布为主，尖灭区大面积分布占5 5 6 ， 内部发育2 条窄小的顺直河道，河道特征已不明显，为残留的水下分流河道；葡i l 。单 元以连片分布的薄层席状砂为主，内部发育5 条残留的水下分流河道，河道砂体呈窄条 带状分布，连续性很差，多数水下分流河道特征不明显，厚度较薄，一般为1 2 m ，尖 灭区分布范围较小：葡il 。单元，席状砂在东部连片分布，在西部不发育，在连片分布 的席状砂内部发育2 条残留的水下分流河道，呈断续分布。这类砂体在平面上分布连续 性很差，在注采上表现为砂体连通性不好。 从砂体沉积相带图来看，在平面上砂体分布连续性相对较好的葡1 3 。葡1 3 。和葡 1 3 “三个沉积单元中，河道砂发育最好的葡1 3 。层其东北部发育为大面积河间砂和尖灭 区，其它两个沉积单元中部及边部均有河间砂及尖灭区呈镶嵌状多处分布，个别区域面 积较大，使得注采井在厚层上连通条件变差。 杏十三区聚合物驱试验区l o 个小层河道砂钻遇率差别较大，最低的葡1 2 。钻遇率 中国i i 油勘探开发研究院硕+ 论文第2 章油藏特点研究 为8 3 ，最高的葡1 3 ：钻遇率为7 4 7 ，而尖灭区在各个沉积单元均有分布，最小比例 为9 7 ，最大为8 2 0 。薄、差层普遍存在河道砂钻遇率低、河间砂和尖灭区钻遇率较 高的特点，即使发育较好的厚油层葡1 3 。、葡1 3 。也存在一定比例的河间砂和尖灭区( 见 表2 - 1 ) 。 表2 _ 1备十三区聚合物驱试验区葡i 组油层发育厚度和钻遇率 发育厚度m河道砂河间砂钻遇率尖灭区 序垮沉积单元 砂岩有效钻遇率宽度m 】 葡1 1 10 l0 7 21 581 0 04 1 94 23 2 葡1i2 11 3o 8 81 5 31 0 04 583 8 9 3 葡12 l 。 o5 303 88 31 0 02 7 86 39 4 葡12 l b 08 6 0 7 4 2 6 22 0 02 0 8 5 30 5 葡i2 2 l7 213 75 1 92 0 0 - , 6 0 01 8 82 9 3 6葡i3 0 6 305 61 1 61 0 0 也0 02 686 1 6 7 葡13 2 7 5 663 57 4 76 0 0 2 4 0 01 0 11s 2 8 葡i3 3 1 5 4i 3 87 1 36 0 0 2 4 0 01 9 09 7 9葡i3 07 20 5 51 632 0 05 472 9 o 1 0 葡14 2 0 6 2o 2 38 32 0 09 7 8 2 0 从表2 1 可以看出，葡i3 ：、3 。发育较好，但从试验区动态数据分析，在该河道 上发育的注采井都有明显的不受效现象，例如，试验区有6 口中心采出井，在该层的发 育厚度和连通厚度与其它井相近，但单位厚度增油量只有1 8 1 吨，比其它井少8 0 0 多吨。 为分析这些井效果差的原因，采用了复合砂体单一河道识别技术，对该油层进行更深入 的解剖。 复合砂体单一河道识别技术是对油层精细认识的过程，首先对油层微相进行划分和 测井相模式的建立：从取芯井单井综合划相入手，确定岩电关系，进行测井相分析，建 立测井曲线相模式：然后在垂向上识别单一河道，通过在层内识别沉积间歇面、冲刷面 等关键技术的研究，在沉积单元的内部细分出不同期次沉积的河道砂体：第三步是单一 河道追踪及平面组合：先恢复区域古地理环境，依据古地理恢复确定出河道展布方向及 横向上单一河道的宽度，然后进行单一河道追踪、对比及组合。复合砂体单一河道识别 后对河道砂平面接触关系认识更加清楚，以前认为大面积分布的河道砂体处于同一河 道，河道砂体间应属于一类连通，进行单一河道识别后可知，以前大面积分布的河道砂 6 中国石油勘探开发研究院硕士论文第2 章油藏特点研究 体并不是同一条河道砂体，而是数条单一河道侧向上的拼合，单一河道间存在以下几种 接触关系：一是两条单一河道间存在泥岩尖灭区，使得以前认为连通的河道砂体实际上 不连通；二是不同单一河道问存在变差带，借助于河间薄层砂体连通，连通差；三是不 同单一河道间局部连通。 为了进一步验证研究成果的可靠性及单一河道识别方法的可行性，一是应用解剖区 块注示踪剂检测资料进行了验证( 表2 - 2 ) ：二是在杏八九区纯油区西块用基础井和一次 井对葡i3 。、葡i3 。单元的复合砂体应用该方法进行了单一河道识别，用二次井的资料 进行验证。总的看符合程度较高，证明了研究方法的可行性及研究成果的可靠性( 表 2 3 ) 。 表2 - 2 示踪剂检测井单一河道识别符合情况统计表 注一踪剂井 序 连通层检测验证见示踪剂时间 主要发 检测井 号 井号层位 数( 个)结果结果( d ) 育层 杏1 3 一丁卜p 3 3 2 2见 符合 3 4 葡杏1 3 1 3 31见符合6 4 l 杏1 3 一丁l 一3 2葡1 3 1 3 , - 3 2杏1 3 - 1 - p 3 3 3 2不见 井漏 杏1 3 一丁卜p 3 3 3o不见符合 杏1 3 一丁2 - p 3 3 4 3 见符台 4 8 葡太1 0 31 见符台 1 5 2 2 杏1 3 - 1 卜3 3葡1 3 1 3 z 一3 a杏1 3 一l p 3 3 3 3不见符合 相邻二次井见 杏1 3 一丁2 _ p 3 3 3 i 见符台4 0 告1 3 一丁2 - p 3 3 3 z 见符合 4 0 杏1 3 - 丁2 - p 3 3 40见不符5 5 3 告1 3 - 丁2 - 3 3全井葡1 3 ： 杏1 3 - 2 _ p 3 3 30不见符合 杏1 3 2 3 4 l 见符台1 0 2 杏1 3 一丁卜p 3 3 4 5 见符合 9 4 葡 杏1 3 一丁1 - p 3 3 5 l见 符合 3 6 4 杏1 3 一丁1 3 4全井 1 3 , 一3 ， 太1 0 30不见符合 杏1 3 - 卜p 3 3 4 4 见符合1 2 6 杏1 3 一t2 - p 3 3 3l 见符台 7 2 杏1 3 一丁2 - p 3 3 2l 见符合 2 5 0 5 杏1 3 一丁2 3 2全井 葡1 3 。 杏1 3 2 一p 3 30 不见符台 杏1 3 2 一p 3 3 3o不见 符合 中国石油勘探开发研究院硕士论文第2 章油藏特点研究 表2 - 3单一河道问二次加密谓整井钻遇变差带情况统计表 两条单一河道问的 二次加密井 二次加密井 合计 二次加密井总井数 钻遇河同的情况 钻遇尖灭的情况 井数比例井数比例井数比例 ( u ) ( u ) ( ) ( 1 2 1 )( )( 口)( ) 葡1 3 2 h6 33 04 7 6 22 13 3 3 35 18 0 9 5 葡1 3 ：9 84 24 2 8 64 24 2 8 68 48 57 l 葡1 3 。4 41 63 6 3 62 35 2 2 73 98 8 6 4 图2 - i 葡1 3 t 地层渗透率等值图 围2 - 2葡1 3 ，地层系数等值图 另外从葡i3 ：、3 。两个沉积单元渗透率等值图和地层系数等值图看( 图2 一l 、2 2 ) ， 大面积河道砂有明显的条带状变差部位，也说明该技术确实是可行的。 由于存在这种复杂关系，使注聚效果差别很大，利用新认识结果分析，发现受效差 的61 3 井中实际连通方向平均只有1 1 8 个，连通厚度只有3 9 0 米，对于受效好的井， 其连通方向3 0 9 个，连通厚度7 8 2 米。 2 4 小结 三角洲分流平原相沉积和三角洲内外前缘相沉积的过渡相中，河道砂体发育连续 差，即使大面积分布的河道砂体并不是同一条河道砂体，而是数条单一河道侧向上的拼 中国l i 油勘探开发研究院硕十论文第2 章油藏特点研究 合，这些大面积分布的河道砂体单一河道间存在以下几种接触关系：一是两条单一河道 间存在泥岩尖灭区，使得以前认为连通的河道砂体实际上不连通；二是不同单一河道问 存在变差带，借助于河间薄层砂体连通，连通差：三是不同单一河道间局部连通。这种 连通上的差别在聚驱中表现尤为突出，因为河间薄层砂体连通或河道问存在泥岩尖灭区 的情况由于聚合物溶液高分子量，高粘度的影响，注入非常困难。因此在考察聚合物驱 的油层发育特点时，应该对沉积环境进行精细解剖。 9 中国石油勘探开发研究院硕士论文 第3 章井距与油层适应性研究 第3 章并距与油层适应性研究 3 1 理论依据 合理的开发方式应以最大限度地适应油层分布状况，控制住最大的面积和储量。因 此，在一定的井网条件下，研究井网对储层空间或油层储量的控制程度，首先是求得并 网对每个油砂体控制的空间或储量，然后再求出井网对一组油层或一套开发层系全部储 层空间或储量的控制程度。控制储量可由下式求出： = ( 玑f ) ( 3 一1 ) f ；i 大庆油田水驱开发过程中，人们往往采用咀连通厚度百分比来统计的方法，即通常 称为水驱控制程度的统计方法。 描述公式为： 叩=h连h总(3-2) 这种计算方法有两方面缺陷： 忽略了连通的方向性，一个连通方向和多个连通方向在公式中体现不出来； 忽略了连通的类别，公式中认为一类连通和二类连通意义一样。 用此方法研究聚驱控制程度，其误差比研究水驱更大，因为二类连通对于水驱一般 是连通的，而对于聚驱，由于聚合物粘度高，分子量大，二类连通基本不能注入。为了 研究井距与油层的适应性，引入聚驱控制程度的概念：即在一定聚合物分子量条件下， 聚合物溶液可波及的油层孔隙体积占油层总孔隙体积的百分比。这种概念的引入，考虑 了以上两方面缺陷。 室内研究表明，要想保证聚合物正常注入，需要一类连通。 3 2 井网与油层适应性 运用聚驱控制程度研究试验区，该区采用五点法面积井网，井距2 1 2 米。在该井网 条件下，聚驱控制程度低，只有5 9 8 ，边角井控制程度更低，只有4 3 2 1 ，即使发 育较好的厚油层控制程度也只有7 4 3 0 。从聚驱效果较好的大庆油田的一些区块统计 表明：当聚驱控制程度大于7 0 时，聚驱效果较好。因此，由于该区块聚驱控制程度低， 导致有效连通差，影响了聚驱效果。 分析动态资料，也可反映出该区井距偏大。从试验区与油层发育较好的北二西东块 1 0 中国石油勘探开发研究院硕士论文第3 章井距与油层适应性研究 不同时期压降曲线表明：由于试验区井距大，压力传导阻力大，导致注聚后注采井压差 大；而井距合适的北二区东块注入井静压和采出井静压相近。 2 40 2 20 2 00 18 0 16 0 ；0 ol2 0 氆10 o e0 6 0 o 20 2 4 2 2 2 0 1 8 01 6 vld 孟 兰i2 i ( i 8 6 4 2 l 二l 一 不同时期注采井压力 图3 - i试验区不同时期压降曲线形态图 图3 - 2北二区东块不同时期压降曲线形态图 另外，由于井距大，不能形成有效的注采关系，导致吸产液指数下降幅度大，达 到7 8 左右，比其它区块高1 0 3 0 个百分点( 见图3 - 3 、表3 - 1 ) 。由于造成一定堵塞， 使在相同聚合物用量条件下，采出浓度低。目前，杏十三区见聚浓度为3 5 0 m g l ，占注 入浓度的2 5 9 3 ，而其它区块在相同用量下，见聚浓度达到7 0 0 m g l ，占注入浓度的7 0 ( 见图3 - 4 ) 。 一屡蠹量l 一采兰 靴 中国f i 油勘探开发研究院硕十论文 第3 章井距与油层适应性研究 蛊 j 越 避 罚 联 图3 _五个区块采聚浓度变化区曲线 表3 - 1 部分试验区产液指数变化表 产液指数( t dm p a m ) 下降幅度 试验区 水驱聚驱 ( ) 北一新两36 4l9 84 5 6 喇南一区 3 3 71 0 26 97 北二西东块4 6 32 1 75 2 9 北三西西块2 7 9i 6 04 2 6 杏f 三区 25 2 o 5 l7 7 6 9 由于杏十三区葡i 组油层条件差、井距大，注聚后注入压力一直持续上升，在聚 合物用量4 5 0 m g l p v 前，注入压力上升幅度较大，与其它注聚区块明显不同，全区注 入速度由0 1 4 p v a 下调到0 1 0 p v a ，葡i3 层注入速度为0 1 2 p v 7 a 时，基本扼制了注 入压力继续上升的势头。 3 3 小结 出于聚合物粘度高，分子量大，二类连通基本不能注入。所以在研究井距与油层的 适应性时应该运用聚驱控制程度。聚驱控制程度考虑了一个连通方向和多个连通方向的 差别；也考虑了连通的类别：同时考虑了聚合物溶液的粘度和分子量。这种聚驱控制程 1 2 中国石油勘探开发研究院硕士论文第3 章井距与油层适应性研究 度的计算标准应该在现场注入前通过室内研究获得。 通过应用聚驱控制程度进行评价，发现该试验区的聚驱控制程度要远低于水驱控制 程度，同时对于利用水驱控制程度无法解释的动态现象，利用聚驱控制程度可以得到较 为合理的解释。 中国石油勘探开发研究院硕士论文第4 章注入体系与油层适应性研究 第4 章注入体系与油层适应性研究 4 1 粘度对聚驱效果影响分析 4 1 1 杏十三区试验区注入溶液粘度低 在表4 一卜1 中我们列出了大庆油田中五个水源水质分析结果。从表中可以看出，杏 十三区试验区采用的畲二水源水的总矿化度与其它水源水的总矿化度相近，但是钙、镁 等二价阳离子含量高达7 4 8 7 m g l ，是其它水源水的2 倍以上，而二价阳离子对聚合物 溶液粘度的影响远大于一价离子对聚合物溶液粘度的影响。 杏十三区试验区由于注入水质差，注入的聚合物溶液是大庆油田目前所有注聚区块 中浓度最高、粘度最低的( 见表4 一卜2 ) 。由此造成的危害主要有两方面： 一方面是由于浓度高，聚合物的吸附捕集量大，容易造成薄、差层的过早堵塞； 另一方面是由于粘度低，易造成高渗层过早突破( 见表4 一卜3 ) ，起不到持续的调剖 作用，影响最终的聚驱效果。 以杏1 3 - 丁2 - p 3 3 5 井为例，该井处在砂体变差部位，油层发育较薄，全井有效厚度 为6 3 m ，主力油层葡1 3 。层有效厚度为4 6 m ，为该井的主产层，且层内发育差异大， 油层底部2 3 m 的厚度渗透率为0 6 3 31 1m 2 ，为该层上部的2 3 倍；该井在注聚受效含水 下降1 6 5 个百分点后，聚合物很快突破，含水回升1 3 2 个百分点，见聚浓度达到 l1 0 6 2 m g l 。 但提高见聚井周围注入井聚合物的浓度和粘度后，部分井的见聚浓度下降，并且含 水亦出现下降的趋势，如杏1 3 - 丁2 - p 3 3 5 井，在提高连通注入井杏1 3 - 丁2 - 3 5 井的注 聚浓度后( 6 月份注入浓度由1 3 5 0 m g l 提高到1 8 0 0 m g l ，注入粘度由3 3 0 m p a s 上升 到5 9 0 m p a s ) ，该采出井见聚浓度下降到5 0 9 1 m g l ，含水也下降了6 6 个百分点， 可见注入粘度的高低对聚驱效果的影响很大。 表和卜f杏二水源与其它水源水质分析对比表 k + 坩q a +c a 2 + m g ” f c - a h c o f c 0 1 +s o 2 总矿化度 水样名称 m g lm g lm p la l g lm g lm g lm g lm g lm g l 北一区断西注入水 2 4 1 5 02 8 0 64 8 60 41 0 6 3 63 3 56 l6 0 2 8 6 4 58 6 28 6 萨南试验区注入水2 0 56 81 0 3 362 70 0 03 4 3 64 6 3 8 22 8 9 91 4 8 67 6 4 3 l 杏五试验区注入水2 2 35 43 87 01 1 1 0 ， 7 0 9 22 5 6 2 87 5 6 24 5 5 l7 2 1 6 7 六厂试验区注入水 9 8 1 52 0 45 0 80 45 39 61 5 7 6 0 1 4 9 667 33 3 8 6 0 杏二水源水1 6 8 8 24 5 6 92 9 1 811 2 4 1 l5 1 2 5057 68 8 6 0 6 1 4 主里! ! 迪墅堡茎垄堕窒堕堡堡窭兰! 皇壅垒堡墨皇塑星堕壁丝塑堑 表4 一卜2大庆油田聚合物试验区注入参数对比表 区块 地层条件注 入 参数 目的层小有数注入粘度注聚合物聚合物 目的层层数 厚度 渗透率淫透率 浓度速度 分子量 甩量m g l 名称 变异系数 m m g l m p t p v a万p v 1 1 9 24 4 l0 1 9 35 7 37 言五区中块p 吐l 以1 4 1 3 0 0 3 6 蛐5 0 6 07 59 8 83 6 00 2 0 1 2 0 0 1 2 8 2 8 0 002 0 中k 西部单 p h 4 51 l60 l - - 6 007 , - 0 87 5 63 1 704 51 0 0 l l 5 0 4 s i i j 1 j6 f f ( 空气j 0 5 加75 5 2 ( 9 t )j 扣i o0 4 5f o 一f 1 0 04 9 1 巾k 一部璀 p h _ 51 50o3 - 3 q 空气0 枷81 1 3 54 s 0 0o6 41 7 1 0 0 0 北一断西h t _1 320s 7 ld 7 5 3 n 8 1 23 0 - 4 00 1 95 7 0 1 7 0 0 喇南一区p l l - z 1 4 19 6 l4 0 m0 1 7 l1 7 0 06 4 4 喇南二二区p h - z 41 361 0 3 53 2 00 1 2 61 2 0 05 9 5 萨南p 1 2 0 6 8 30 6 51 0 4 l6 670 1 41 2 0 0 杏十i 区 p l l 4 1 320 2 7 l0 5 81 3 5 03 2 00 1 41 2 0 05 7 0 表4 _ 卜3 试验区见聚特高并统计表 j r呼有效厚度m见聚日期 最高见聚浓度( 7 月) 杏1 3 - 丁l p 3 3 01 8 82 0 0 0 0 58 1 38 沓1 3 丁l 。i ) 3 3 6 1 7 。12 0 0 0 0 97 4 9 9 杏i 3 丁2 - p 3 3 5632 0 0 0 0 51 1 0 62 杏1 3 丁2 检p 3 3 6 1 2 22 0 0 0 0 98 6 7 9 2 5 0 2 0o 采 出 程1 5 - o 度 一1 00 5 0 o o 3 00 一好层聚驱采收率 - 一差层聚驱采收率 4 5 0 5 0 0 聚合物粘度( m p as ) 图4 - i 一1试验区不问流度比与聚驱采出程度关系 璺至垫墅堡茎茎塑塑堕堡主笙奎箜! 童堡垒签墨兰鎏星重查! 婴銎 根据文献资料，聚合物驱油在保证驱替条件下，非均质油层流度比一般应控制在 0 2 5 o 5 之间。为研究杏南地区提高粘度对于最终采收率的影响，开展了室内 实验。分别选用有效渗透率3 8 0 1 0 “m 2 和1 8 0 1 0 一u 秆的人造岩芯进行相同浓 度、不同粘度驱油试验，结果见图4 一卜l 。 4 1 2 室内实验情况 4 i 2 1 聚合物溶液的配制 选用不同处理水( 处理水各离子矿化度见下表4 1 4 ) 配制浓度均为1 3 5 0 m g 1 ，粘 度分别为2 8 m p a s ，3 2 m p a s ，4 0 m p a s ，4 5 m p a s 和5 0 m p a s 的聚合物溶液： 表4 - 1 - 4 配制相同浓度、不同粘度聚合物所用不同处理水各离子含量及其矿化度对照表 浓度( m g l ) 1 3 5 01 3 5 01 3 5 01 3 5 01 3 5 0 粘度( m p a s ) 5 04 5 4 03 2 2 8 实测粘度( m p a s )4 9 74 5 44 0 1 3 1 92 8 5 h c 0 3 。( r a g c ) 3 4 9 0 3 3 8 0 7 6 4 2 8 3 55 2 3 5 56 0 2 ，8 8 c r ( m g j l ) 7 0 97 9 7 69 7 4 91 2 4 0 81 2 4 0 8 c a 2 + ( r a g c ) 3 3 6 l4 3 9 54 9 1 25 9 4 56 9 8 m 9 2 + ( r a g l ) 1 5 6 21 2 5 41 5 6 82 l - 9 52 0 3 8 s 0 4 ( r a g l ) 5 5 7 64 3 3 76 8 1 57 4 3 58 0 5 5 k + 十n a + ( m g l ) 1 3 6 0 21 4 1 8 61 7 1 32 0 3 6 72 2 7 6 3 总矿化度( m g l ) 6 6 l7 0 2 2 48 3 0 i1 0 0 7 0 61 1 2 5 ，3 2 1 6 中国石油勘探开发研究院硕士论文第4 章注入体系与油层适应性研究 岩心的选取 实验选用根据实验区两类物性油层制作的人造石英砂胶结长方岩心( 3 0 c m 4 5 c m x4 5 c m ) ，岩心各项原始数据见下表4 - 1 - 5 ： 表4 - 1 - 5 不同流度比实验取心数据对照表 岩心孔隙度气测渗透率水测渗透率 编号 ( )( f a d )( m d ) r h 一12 5 75 1 4 03 1 4 4 r c - l2 3 13 0 1 o 1 8 5 2 r h 一2 2 4 24 7 8 02 9 0 8 r c 一22 3 6 2 8 5 01 7 4 5 r h 一32 5 55 1 6 o3 1 0 2 r c 一32 3 43 0 7 01 8 8 4 r t t 一42 5 24 9 8 0 3 0 0 5 r c 一42 4 33 0 2 01 8 7 4 r h 一52 5 15 1 0 03 0 5 8 r c 一52 3 7 3 1 8 0 1 9 0 2 r h - 6 2 5 45 2 5 03 2 0 4 r c 一62 3 63 2 5 01 8 8 7 2 3 实验结果( 见表4 1 6 ) ： 表4 1 - 6 不同流度比对两类物性油层聚驱效果影响实验结果 实验岩 原始含油水驱水驱残余聚合物聚驱提高总采 饱和度采收率油饱和度粘度采收率收率 心编号 ( )( ) ( )( m p ms )( )( ) r h l 7 1 6 84 1 4 93 9 7 82 0 1 5 9 8 5 7 哇7 r c - 17 0 4 24 0 4 84 0 4 62 01 4 6 25 5 1 0 r i t 一2 7 1 7 24 1 3 03 8 4 62 81 6 7 25 8 0 2 r c 一26 9 4 5 4 0 0 43 9 2 02 8 1 6 0 8 5 6 1 2 r h 一37 2 7 04 2 6 54 0 4 23 21 8 7 36 1 3 8 r c 一36 9 3 04 2 1 53 8 6 93 21 6 9 5 5 9 1 0 r h 一4 7 1 2 64 0 6 23 9 8 54 01 8 4 35 9 0 5 r c 4 6 9 5 24 0 8 14 0 1 54 01 7 0 25 7 8 3 r h 一5 7 1 4 64 1 8 44 1 4 54 51 8 8 56 0 6 9 r c - 5 7 0 5 44 1 2 44 1 7 04 51 6 9 55 8 1 9 r h 一67 1 0 9 4 0 6 44 0 5 85 0 1 9 1 l 5 9 6 9 r c - 67 2 1 34 1 3 24 2 9 65 01 7 3 25 8 6 4 1 7 中国j i 油勘探开发研究院硕十论文第4 章注入体系与油层适应性研究 从曲线图4 一卜2 上可以看出，随着聚合物溶液粘度的增大，提高采收率值增加， 在溶液粘度为3 0 m p a s 3 5 m p a s 之间，采收率急剧增大1 2 个百分点，但是， 当粘度大于4 0 m p a s 以后，采收率虽然继续增加，但是增幅逐渐减小。 能 驰 丑 眯 舞 粼 5 o 卜好层聚驱采收率 _ 差层聚驱采收率 一l j j 4 5 0 5 0 0 聚合物粘度m p a s 图4 i - 2 不同流度比聚驱采出程度对比曲线 4 2 聚合物分子量与油层适应性研究 试验区主力油层岩性为细砂岩，细砂含量7 7 5 ，含有少量的粉砂，中砂极少，粒 度中值为0 1 6 8 m m ；胶结物主要以泥质为主，泥质含量7 0 9 6 ，其次为钙质。 为弄清聚合物分子量与油层的适应性，研究了聚合物分子回旋半径与岩心孔隙半径 中值的关系。实验中聚合物分子的回旋半径是根据f l o r y 高分子溶液理论采用公式计算 得到的，公式如下： 。 l u = l o m r e 3 m 一1 ( 4 - 1 ) 式中： k 】聚合物在水溶液中的特性粘数； m 聚合物分子量： 中常数，庐= 0 d 3 印增3 = 4 2 2 x1 0 “； 中国石油勘探开发研究院硕士论文第4 章注入体系与油层适应性研究 实验原理： 岩心驱替过程中，随着注入孔隙体积的增加，阻力系数则持续增高，说明聚合物分 子过大而发生了堵塞；如果阻力系数随注入孔隙体积的增加，初期上升速度快，而后逐 渐趋于平缓并直到平衡，说明没有发生堵塞。 根据这一原理，我们采用5 种不同分子量的聚合物，配制5 种不同浓度的聚合物溶 液，分别对1 7 块岩心进行室内驱替实验。 实验表明，油层孔隙半径中值r 5 0 大于或等于5 倍的聚合物分子回旋半径，则该分 子量的聚合物可以进入油层。 根据这一结果，可以确定聚合物分子量与油层的适应关系： 与1 0