化學(xué)驅(qū)波及系數(shù)和驅(qū)油效率的研究.pdf

1、自二十世紀(jì)五十年代開始,國內(nèi)外就著手進(jìn)行了油田開發(fā)晚期或水驅(qū)結(jié)束后的化學(xué)驅(qū)油技術(shù)研究,而在九十年代化學(xué)驅(qū)油作為我國注水開發(fā)油田提高采收率的重要方法,已經(jīng)從機(jī)理研究、配方優(yōu)選進(jìn)入到先導(dǎo)性礦場(chǎng)試驗(yàn)階段,特別是聚合物驅(qū)油技術(shù)已在大慶油田實(shí)現(xiàn)了工業(yè)性應(yīng)用,并取得了明顯的增油降水效果.但是由于化學(xué)驅(qū)機(jī)理十分復(fù)雜,人們對(duì)其中的許多基礎(chǔ)性問題仍缺乏足夠的認(rèn)識(shí).因此,為了進(jìn)一步提高化學(xué)驅(qū)的驅(qū)油效果,完善化學(xué)驅(qū)油機(jī)理,有必要對(duì)化學(xué)驅(qū)中的物理化學(xué)滲流機(jī)理進(jìn)

2、行深層次的、系統(tǒng)的研究.這也正是"十五"期間國家重點(diǎn)基礎(chǔ)項(xiàng)目"大幅度提高原油采收率的基礎(chǔ)研究"的目的,"化學(xué)驅(qū)驅(qū)油效率和波及系數(shù)研究"即屬該項(xiàng)目的部分內(nèi)容.本文在對(duì)國內(nèi)外有關(guān)水驅(qū)與化學(xué)驅(qū)的波及系數(shù)和驅(qū)油效率資料調(diào)研基礎(chǔ)上,以大慶油田為依托,充分利用豐富的密閉取心檢查井巖心分析資料,總結(jié)出了大慶油田的水驅(qū)波及系數(shù)和驅(qū)油效率的變化特征,定量給出了大慶油田目前的水驅(qū)波及系數(shù)和驅(qū)油效率；依據(jù)砂巖油田的沉積規(guī)律,按照物理模擬的相似理論,設(shè)計(jì)出與大

3、慶油田主力油藏相似的二維及三維非均質(zhì)物理模型,并通過微觀網(wǎng)絡(luò)模型、大型二維平面均質(zhì)模型及三維物理模型的驅(qū)油實(shí)驗(yàn),對(duì)化學(xué)驅(qū)滲流機(jī)理、波及系數(shù)及驅(qū)油效率進(jìn)行了研究,揭示了聚合物驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油效率、波及系數(shù)和最終采收率值大小,以及驅(qū)油效率和波及系數(shù)對(duì)采收率提高值的貢獻(xiàn).特別是,對(duì)聚合物能否提高驅(qū)油效率給予了肯定的回答.主要研究結(jié)論可歸納為下述幾點(diǎn): 1、設(shè)計(jì)并制作了五種大型物理模擬實(shí)驗(yàn)用的物理模型,從阿爾奇原理出發(fā),通過測(cè)量電極

4、間的電阻率來判斷油層的含油飽和度,建立了一套由電極、數(shù)據(jù)采集板和數(shù)據(jù)輸出終端(電腦)構(gòu)成的自動(dòng)化程度較高的測(cè)量、采集系統(tǒng).飽和度測(cè)量誤差在1.0～1.5個(gè)百分點(diǎn)之間.實(shí)現(xiàn)測(cè)定化學(xué)驅(qū)不同驅(qū)替階段巖心內(nèi)的含油飽和度分布和化學(xué)驅(qū)的前緣位置. 2、建立了微觀驅(qū)油動(dòng)態(tài)彩色圖像量化處理系統(tǒng).主要具有以下幾方面的功能: ①實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀驅(qū)油實(shí)驗(yàn)過程動(dòng)態(tài)圖像的連續(xù)錄取(時(shí)間間隔約為1.5秒)；②對(duì)驅(qū)替過程的動(dòng)態(tài)圖象進(jìn)行分析得到不同驅(qū)替倍數(shù)下

5、的采出程度并繪制采收率曲線；③顯示宏觀目標(biāo)(如水前緣)在整個(gè)模型中的運(yùn)動(dòng)軌跡；④在適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù)下,跟蹤錄取目標(biāo)(如油珠)在孔隙中的運(yùn)動(dòng)情況,計(jì)算目標(biāo)在每一時(shí)刻的特征參數(shù),得到目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡；⑤對(duì)模型內(nèi)的孔隙參數(shù)進(jìn)行分析,得到微觀模型孔隙、喉道的特征值. 3、通過密閉取心檢查井巖心資料和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)分析與研究,宏觀上給出了大慶油田不同類型儲(chǔ)層的水驅(qū)波及系數(shù)和驅(qū)油效率.水驅(qū)波及系數(shù)變化范圍在41.4﹪～67.7﹪之間,水驅(qū)驅(qū)油效率處于

6、40.0﹪～65.0﹪之間,平均為為53.2﹪左右. 4、微觀和巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,聚合物驅(qū)的主要作用在于提高波及系數(shù),而且主要是提高中低滲透層的波及系數(shù)其驅(qū)油機(jī)理是:(1)流度比的降低提高了聚合物驅(qū)的波及系數(shù)；(2)聚合物溶液剪切應(yīng)力的增加,可以驅(qū)替孤島狀、膜狀剩余油.(3)聚合物溶液的粘彈性可以減少盲狀剩余油. 5、室內(nèi)巖心模擬實(shí)驗(yàn)表明聚合物驅(qū)可提高驅(qū)油效率8﹪左右.非均質(zhì)有隔層低滲透儲(chǔ)層波及系數(shù)提高21.9﹪左

7、右,中滲透提高波及系數(shù)10.1﹪左右,高滲透層提高波及系數(shù)7.1﹪；而非均質(zhì)無隔層低滲透儲(chǔ)層波及系數(shù)提高42.2﹪左右；中滲透提高波及系數(shù)23.4﹪左右,相比于有隔層模型來說,無隔層模型的水驅(qū)波及系數(shù)相對(duì)低一些,但是波及系數(shù)提高值卻是相反. 6、三元復(fù)合驅(qū)既能提高驅(qū)油效率,又能提高波及系數(shù),其驅(qū)油機(jī)理是:(1)超低界面張力的作用,增加了毛管數(shù),降低了剩余油含油飽和度,提高驅(qū)油效率；(2)聚合物的加入,增加了驅(qū)替劑的粘性,降低了油

8、水流度比,減緩了指進(jìn)現(xiàn)象,改善了驅(qū)替液的流場(chǎng)分布,增加了驅(qū)替液的波及系數(shù)；(3)三元復(fù)合體系與原油形成乳狀液,在運(yùn)動(dòng)過程中不斷碰撞、聚并,并逐漸形成油墻,擴(kuò)大波及范圍并將更多的微觀殘余油乳化分散成油滴驅(qū)替出來.(4)表面活性劑與堿的加入,改變了油層的潤濕性. 7、三元復(fù)合驅(qū)提高驅(qū)油效率值為32.18﹪.三元復(fù)合驅(qū)結(jié)束后,低滲透層波及系數(shù)增加了30.5﹪；中滲透層波及系數(shù)增加27.4﹪,高滲透層波及系數(shù)比水驅(qū)結(jié)束時(shí)增加14.8﹪.

9、而無隔層模型相對(duì)于有隔層模型來說,中滲透層提高波及系數(shù)幅度相對(duì)較高. 8、從驅(qū)油效率和波及系數(shù)對(duì)采收率的貢獻(xiàn)程度上看,聚合物驅(qū)驅(qū)油效率對(duì)提高采收率的貢獻(xiàn)為11.85﹪,三元復(fù)合驅(qū)貢獻(xiàn)為33.27﹪.三元復(fù)合體系充分發(fā)揮了其協(xié)同效應(yīng),大幅度提高了原油采收率,但為了充分發(fā)揮三元復(fù)合體系的驅(qū)替效果,應(yīng)主要將三元復(fù)合體系注入到高滲透油層,同時(shí)將中低滲透油層用聚合物驅(qū),之后進(jìn)行二元體系驅(qū)替中低滲透層,實(shí)現(xiàn)總量不變的情況下,大幅度提高原油采