體膨聚合物調驅機理與效果研究

體膨聚合物調驅機理與效果研究

大慶已經(jīng)投入使用40多年，已經(jīng)進入高含水開發(fā)的后期階段。自2003年底以來，大慶長垣地區(qū)的總含水量為89.45%，長垣北部的總含水量為93.1%?！翱厮€(wěn)定油”的任務非常艱巨。長期以來，盡管油田在開發(fā)、開發(fā)和應用方面做了大量工作，但能夠適應油藏地質特征的高效、經(jīng)濟的調整結構技術很少。近年來，預交復合（“體育集團”）結構劑的獨特密封原理引起了礦場的注意，并對現(xiàn)有注入井進行了調整和施工。然而，與油田應用現(xiàn)狀相比，對體育集團三維擠出機械效率的研究較少，相關文獻報道較少。根據(jù)實際需要，作者利用顯微逃反和物理模擬實驗法研究了體育集團三維擠出機和效果。1聚合物和溶劑廠聚合物預交聯(lián)體膨聚合物(以下簡稱“體膨聚合物”)由大慶萬通公司生產.攜帶液為水或聚合物溶液(質量濃度為1g/L).聚合物為聚丙烯酰胺HPAM,由大慶煉化公司生產,相對分子質量為2500×104.溶劑水包括清水和污水,均取自大慶第六采油廠喇400聯(lián)合站.物理模型分為微觀和二維縱向非均質物理模型2種.微觀模型由玻璃燒結而成,巖心和物理模型由石英砂與環(huán)氧樹脂壓制而成,模型分為高中低3個滲透層,各層滲透率分K別為2.1,0.7,0.2μm2.2聚合物驅的方案2:聚合物+體膨型聚合物方案1:水驅至含水率98%,0.57PV聚合物驅,后續(xù)水驅至含水率98%.方案2:水驅至含水率98%,0.57PV(聚合物+體膨型聚合物)混合液驅,后續(xù)水驅至含水率98%.方案3:水驅至含水率98%,0.27PV(聚合物+體膨型聚合物)混合液驅,0.3PV聚合物驅,后續(xù)水驅至含水率98%.方案4:水驅至含水率98%,0.3PV聚合物驅,0.27PV(聚合物+體膨型聚合物)混合液驅,后續(xù)水驅至含水率98%.各方案中聚合物溶液及“聚合物+體膨型聚合物”混合液的黏度均為25mPa·s.3流量特征3.1“橋堵”的發(fā)生過程體膨聚合物顆粒在微觀模型內“運移、橋堵和繞流”過程見圖1.圖1中驅替方向從右上角至左下角,右下角為純油區(qū).由圖1(a～g)可以看到,顆粒隨攜帶液在孔道內運移,并在運移過程中相互聚并成粒徑較大的顆粒.當其通過孔隙喉道時,捕集作用發(fā)生,此時喉道并沒有被完全堵死,仍有部分液體通過,液體所攜帶微小顆粒在此不斷發(fā)生新的捕集,最終形成“橋堵”.由圖1(h～l)可以看到,一旦某個方向發(fā)生“橋堵”,后續(xù)液體就會“繞流”其他方向,使這些方向的波及范圍擴大.由圖1(m～p)可以看到,隨著后續(xù)液體的推進,新的“橋堵”現(xiàn)象還會在別的喉道處發(fā)生,形成“運移、橋堵和繞流”運移過程,達到不斷調整后續(xù)液體流動方向和擴大波及范圍的目的.3.2體膨聚合物混合液聚合物溶液和體膨聚合物混合液的注入壓力與PV數(shù)(PV為注入孔隙體積倍數(shù))關系曲線見圖2和圖3.由圖2和圖3中曲線變化趨勢對比發(fā)現(xiàn),體膨聚合物混合液的注入壓力波動明顯,反映了體膨聚合物顆粒在巖石喉道內“運移、捕集、再運移、再捕集”的流動特征.4影響評估的效果4.1“聚合物溶液+體膨聚合物混合液”調驅效果差,中低滲透層吸液量不高,且出口壓力上升,則內模型主要物性參數(shù)和采收率數(shù)據(jù)見表1.表1表明,體膨聚合物混合液段塞會影響聚合物驅油效果,而且它與聚合物段塞的組合方式也將影響聚合物驅油效果.在4個實驗方案中,“方案2”采收率增幅最大,“方案3”次之,“方案4”最小.由此可見,體膨聚合物混合液整體段塞調驅效果最好,聚合物整體段塞調驅效果最差,它們的段塞組合方式介于二者之間.在段塞組合方式中,“體膨聚合物混合液+聚合物溶液”調驅效果較好,“聚合物溶液+體膨聚合物混合液”調驅效果較差.體膨聚合物混合液整體段塞調驅能夠取得較好的增油效果,主要得益于體膨型聚合物顆粒對高滲透層內大孔道的有效封堵,使得流動阻力增加,進而導致注入壓力升高.受注入壓力升高的影響,中低滲透層吸液壓差會增大,吸液量也會隨之增大.在2種段塞組合方式中,當采用“體膨聚合物混合液+聚合物溶液”調驅時,由于體膨聚合物顆粒對高滲透層的有效封堵,使得后續(xù)聚合物溶液更多地轉向進入中低滲透層,從而擴大了波及體積.當采用“聚合物溶液+體膨聚合物混合液”調驅時,首先進入模型的聚合物對高滲透層封堵效果差,注入壓力升幅較小,中低滲透層吸液壓差增幅較小,相應的吸液量增幅也就不大,即便后續(xù)混合液段塞能夠使注入壓力有較大幅度提高,但由于受段塞尺寸的影響,其注入壓力提高幅度和持續(xù)時間都將不如前一種段塞組合方式,中低滲透層吸液量受到不利影響,并最終影響調驅效果.4.2體膨聚合物混合液注入pv數(shù)在聚合物溶液和體膨聚合物混合液驅替過程中,采收率﹑注入壓力和含水率與注入PV數(shù)關系見圖4與圖5.圖4和圖5中壓力曲線對比可以看出,體膨聚合物混合液注入過程中壓力要高于聚合物溶液注入過程的值.由此可見,注入壓力升幅愈大,擴大波及作用效果愈明顯,采收率增幅也就愈大.5體膨聚合物混合液調驅效果分析(1)體膨聚合物顆粒在孔隙內呈現(xiàn)“運移﹑捕集﹑橋堵和繞流”運動特征,有利于后續(xù)注入液體轉向進入尚未波及區(qū)域.(2)在段塞尺寸和黏度相同條件下,體膨聚合物混合液調驅效果要好