油藏條件下泡沫復合驅(qū)三維油藏物理模擬實驗研究_圖文

1、2007年5月 第22卷第sl期西安石油大學學報(自然科學版Jot衄atofXi蚰Shiy叫uiv商wNahm“缸erlEditionMay 2007 vd 22No sl文章編號:16734364X(2007sl一016004油藏條件下泡沫復合驅(qū)三維油藏物理模擬實驗研究 徐暉1,秦積舜2,姜江橋1(1中國石油大學(北京石油天然氣工程學院,北京102249,2中國石油勘探開發(fā)研究院,北京100083摘要:利用“高溫高壓復雜驅(qū)動體系三堆物理模擬系統(tǒng)”進行了泡沫復合駐提禹原油采收率的三難 物理模擬實驗,借助模型上布置的差壓傳感器和飽和度剎量探針,測量了泡沫復合驅(qū)的開采效果、 壓力場和飽和度場,研究

2、了泡沫復合驅(qū)提高波麓效率與驅(qū)油效率的盎觀滲流機理模型主對角線兩 倒的剩余油在注泡沫以后.獲得明顯的動用,在油藏內(nèi)形成一個從主流線向兩側(cè)擴展的油墻采收 率增值時應著泡沫液突破點,且在泡沫澆突破之后有相對較長的低分水生產(chǎn)階段.本班泡沫驅(qū)實驗 中,對注入泡沫方式進行了探索,采用了泡沫洼直接注入,較好的解決了注八泡沫的阿題.美罐詞:泡沫復售驅(qū);提高采收率;壓力場;飽和度精;宏觀滲漉機理;物理模型中圍分婁號.'TE35746文獻標識碼:A泡抹復合驅(qū)是在三元復合驅(qū)及天然氣驅(qū)基礎(chǔ)上 發(fā)展起來的新的三次采油技術(shù)泡津復臺體系由堿、 表面活性劑、聚合物及天然氣組成【lJ.氣體(天然 氣、氰氣等侵入充滿蘭元

3、復合體系(堿、表面活性 荊、聚合物的孔噱介質(zhì)中,擠壓孔晾中的渡體形成 葭膜,或孔昧喉道處的藏楣截斷氣體.形成分離氣 泡泡誅的生成使氣相滲透率降低麗形成較高的視 黏度;同時.泡沫液膜的組分是由三元復合體系組成 的.液膜可以隨著泡沫進入儲層較差的部分降低油 水界面張力,驅(qū)替剩余油所以,泡沫復臺驅(qū)具有氣 驅(qū)和三元復臺驅(qū)的雙熏優(yōu)點,既能太幅度降低油水 界面張力.提高驅(qū)替效率,叉能降低油水流度比,提 高波及效率2圳室內(nèi)研究和現(xiàn)場試驗都表明泡沫 復臺驅(qū)是比較有發(fā)展前途的一種蘭次采油方 法【561實驗裝置與實驗方法11實驗裝置本實驗裝置采用“高溫高壓復雜驅(qū)動體系三維 物理模擬系統(tǒng)”,該系統(tǒng)由物理模型模塊、動

4、力模塊、 信息鍘量模塊和主控模塊等構(gòu)成其先進性是在高 溫高壓條件下進行三維物理模擬,動態(tài)測量飽和度 場翱壓力場高溫高壓復雜驅(qū)動體系三維物理模擬實驗流程 如圖1折示瓣目曲糍靜 囊霉圍1高溫高壓復雜驅(qū)動體系三維翱理棱c【系統(tǒng)實驗藏程12實驗模型物理模型為無機礦物鹽燒結(jié)模型模型參數(shù):幾 何尺寸為300mm×300mmx 80rran,孔隙度為收稿日期:2006-11.07基金項目:國家重點研究發(fā)展規(guī)劃項目(編號:G1999022511資助作者葡舟:棘拜(1972.,男.博士研究生,主要從事抽氣田開發(fā)理論與油藏滲瘟理論研究 瓣椽暉等:油藏條件下泡沫復臺驅(qū)三維漓藏物理橫擬實驗研究 一16124

5、9%,滲透卑為18耐按壓力場和飽和度場測試要求,內(nèi)模型上布置 模擬注入井(4L,生產(chǎn)井(孔、引壓和飽和度探針插 L;上述各孔為3mm通孔或盲孔,以方便安裝和引 出管線內(nèi)模型表面覆涂高溫樹脂進行密封模型上布置了18個壓差傳感器用以測量不同 點的壓差,2個壓力傳感器分別測量模型進口、出口 的壓力,通過模型上分布的22個飽和度探針測定各 點對應的電阻率值,由電阻卑值可求得該點對應的 含水飽和度,進而確定模型中的油水分布,研究泡津 復合驅(qū)提高原油采收率的宏觀滲流機理13實驗條件(1實驗溫度:50:(2實驗壓力:模擬上覆地層壓力.5MPa;最高 驅(qū)替壓力.25MPa;最高回壓22MPa(3物理模型:采用

6、(30×30×8d苻膠結(jié)模型(4物理模型赦l點分布:物理模型壓力場測點和 飽和度場測點分布圖如圖2所示閣豳(a模型壓力場測點目 (b內(nèi)模型飽和度蛹測點目 嗣2物理模型壓力塌和飽和度場潮點圈(5泡沫液:根據(jù)勝利油田地質(zhì)研究豌提供聚合 物、起泡劑、配液水礦化度資料(7000mg/L和配液 方法配制泡辣液原液為l 800u城/L聚合物溶液, 在原液中加05%的起泡劑泡沫液配好后.加壓至 2M陸混氣經(jīng)估算。2MPa下氣液比約為104 14實驗步驟按以下步驟進行驅(qū)替實驗(1探針標定:用不同濃度的NaCI溶液進行標 定,得到有關(guān)公式(2壓差傳感器標定:用氣動壓力計標定(3物理模型封裝:

7、根據(jù)實驗要求.布設(shè)測點。 安裝飽和度探針和差壓管;用環(huán)氧樹脂封裝模型; 連接信號線和測壓線等;物理模型人倉(4模型基礎(chǔ)參數(shù)測定:抽空飽和模擬地層 水。得到孔黥體積和孔辣度;測水相滲透率;飽 和油造束縛水,并根據(jù)油驅(qū)水數(shù)據(jù)計算束縛水飽和度(5亦驅(qū)油:用4mI,/min水驅(qū)油,計量飽和度、 壓差、流量等數(shù)據(jù),水驅(qū)至實驗要求的古水率(6泡沫驅(qū):根姑不同實驗要求,按設(shè)計段塞順 序、大小采用4mL/min流量注人泡沫段塞(7后水驅(qū):用4mL/min流量繼續(xù)木驅(qū)至含東 98%2實驗結(jié)果和分析2l開采效糶泡沫復合驅(qū)開采效果見圖3在本實驗條件下, 無水采收率為208%,水驅(qū)結(jié)束時采收率為 514%,注完泡沫和

8、后續(xù)水驅(qū)結(jié)束時采收率為 654%.泡沫復臺驅(qū)最終提高采收率為151%從 含水率曲線看.注約02PV時開始見水,水驅(qū)結(jié) 束時含水率達到97%左右;注泡沫階段吉水開始 緩慢F降,后續(xù)水驅(qū)階段含水迅速下降,吉水率一度 下降到最低點約35%,然后又上升到100%從采收 率曲線看.泡津復合驅(qū)階段采收率增加緩慢;后續(xù)水 驅(qū)階段采收率太幅度提高.最終采收率提高151%從產(chǎn)氣體積曲線看.注入約17Pv流體時,氣體開 始突破,注入約19PV流體時,產(chǎn)氣量達到最高 值.隨后迅速下降,選說明氣體一旦突破即會集中產(chǎn) 出對應產(chǎn)氣體積曲線和采收率曲線可以看出,采收 率增值對應著泡沫液突破點,且在泡沫菠突破之后 有相對較長

9、的低含水生產(chǎn)階段因此,有效的控制泡 沫液突破時間對于提高采收率增值幅度或效果有重 要意義I。礦。 H 7七 一 /一 f艇 , (。 L圓周3泡律復臺驅(qū)開采效果曲線22壓力變化由達西定律、流場勢場分布規(guī)律可知壓力變化 是油藏流體流動的動態(tài)反映,分析壓力的變化可知 _d §#r k162西安石油大學學報(自然科學版油藏流體的流動情況,因此壓力的研究是非常重要的現(xiàn)通過對注井、生產(chǎn)井、主流線、非主流線、死油區(qū)晷點的壓力變化來分析聚合物驅(qū)擴大渡及體積的程度和研究宏觀滲流機理由泡沫復合驅(qū)階段模型對角線壓力變化曲線芒享最d鼎旺#孔驤體扳倍數(shù)圈4模型內(nèi)辯角雛壓力變化曲垃從圖4可以看出,泡沫驅(qū)能夠攔

10、高地層的整體 壓力.并且.在井附近出現(xiàn)顯著的壓力降櫥斗,這表 明,注入技術(shù)對于泡沫驅(qū)是致關(guān)重要的泡沫復合驅(qū)各階段模型內(nèi)壓力場如圖s所示. 注入泡沫藏以后,地層模型的壓力場有了明顯的變 化.商滲通道被有效的控制,壓力場的分布有了明顯 的改善,波及區(qū)域顯著擴大從壓力場分析,泡沫驅(qū) 提高采收率的機理是通過賈敏效應改善驅(qū)替渣的波 及能力從圖5還看出.在泡沫驅(qū)和后續(xù)水驅(qū)開始時,主 流線上壓力值明顯高于兩側(cè)非主流線上壓力值,而 且有一個較密的等值線條帶,即高壓力梯度變化帶 圖5(d這高壓力梯度帶逐漸從主流線向兩側(cè)非 主流線剩余油區(qū)伸展,提高了披及范圍另外,油藏 內(nèi)高壓力梯度帶形成時間與運動速度與油墻形成時

11、 間與運動速度基本相同,因此油藏內(nèi)不同時間的壓 力梯度也反映了油墻的運動變化a水驅(qū)開始壓力塥圈 抽水驅(qū)結(jié)束力櫥田c&*Jf蚺壓力蛹日(e后續(xù)水驅(qū)縮束壓力抽 (f高速術(shù)驅(qū)結(jié)束壓力墑圈 雷5泡律復臺驅(qū)壓力墻變化23飽和度變化泡沫復合驅(qū)各階段模型內(nèi)飽和度場如圖6所 示從飽和度場分析,弱余油區(qū)域得到明顯的渡及, 主對角線兩側(cè)的剩余油在注泡沫以后,獲得明顯的 動用,不僅駔替出主流線上的殘余油,而且通過提高 波爰范圍驅(qū)替出兩側(cè)澍余油區(qū)內(nèi)的剩余油,在油藏 內(nèi)撂成一個從主流線向兩側(cè)擴展的油墻飽和度場 描述的現(xiàn)象進一步證明了泡沫驅(qū)提高采收率的主要 機理是通過賈敏效應改善驅(qū)替液的波及能力3結(jié)論(1泡沫驅(qū)提

12、高采收率的機理是通過賈敏效應 改善驅(qū)替液的渡及能力,泡沫復臺體系的流動阻力 遠大于液體的流動阻力,泡沫復合體系提高波及體 積主要是通過調(diào)節(jié)孔隙空間的壓力平衡來實現(xiàn)的 泡沫驅(qū)能夠提高地層的整體壓力,并且,在井附近出 現(xiàn)最著的壓力酶漏斗,這表明,注入技術(shù)對于泡沫驅(qū) 是致美重要的(2在泡沫復臺體系的協(xié)同作用下,不僅驅(qū)替出 主流線上的殘余油,而且通過提高波及范圍驅(qū)替出 兩側(cè)剩余油區(qū)內(nèi)的剩余油,在油藏內(nèi)形成一個從主 流線向兩側(cè)擴展的油墻(3采收率增值對應著泡沫液突破點。且在泡沫 泣突破之后有相對較長的低古永生產(chǎn)階段因此,有 I徐暉等:油藏條件下泡津復臺驅(qū)三維由藏物理模擬實驗研究 一163一e后續(xù)水驅(qū)結(jié)牽

13、飽W度墉 (”高速木驅(qū)結(jié)束飽自廛櫥目 圈6泡沫復臺驅(qū)飽和度場變化 效地控制泡沫液突破時間對于提高采收率增值幅度 或效果有重要意義(4本次泡沫驅(qū)實驗中,對注入泡抹方式進行了 探索.采用了泡津液直接注入.較好的解決了注泡 沫的闡題參考文獻:1】廖廣志,李立眾,孔繁華.等常規(guī)泡沫驅(qū)油技術(shù)M北京:石油工業(yè)出版社,19992李和全泡沫復合驅(qū)體系滲流機理及數(shù)值模擬研究 D北京:中國石袖大學(北京。19983伍曉林,陳廣宇,強國印.等泡沫復合體系配方研究 口大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2000,19(3:27.294葉仲斌,魏發(fā)林,羅平亞,等泡沫增效三元復臺驅(qū)油體系 滲流行為研究J西南石油學院學報,0嗽,24H:4

14、9-52 5張思富,廖廣志,張彥慶.等大慶油田泡沫復臺驅(qū)油先 導礦場試驗J石油學報,2001,22(1:49.536于會采.萬新德,劉琴.等從泡沫復臺驅(qū)先導性礦場試 驗中取得的認識口大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2001,20 (2:108.1107】趙福麝采油化學M】東營:石油大學出版杜,1989編輯:王墀(上接第159頁(3掃描電鏡和恒速壓汞喉道分析表明喉道半 徑是決定巖石應力敏感程度的主要因素參考文獻:113a,Am】P.Davi目DK,Davidk D耐%Stressmp曲, dent Peability:Charaetmizatiand ModelingJ SPE56813,19992辜積舜變圍壓條件下低謦砂巖儲層滲透牢變化規(guī)律 研究J】西安石油學報(自然辯學版,2002,17(4:28. 313】石玉江,孫小平長慶致密碎屑巖儲寨層應力敏感性分析【J石油勘探與開發(fā),2001,28(5:85.874阮敏,