《聚合物驅(qū)油技術(shù)》PPT課件.ppt

1、大慶油田高級技能人才培訓(xùn)中心 2008年8月,聚合物驅(qū)油技術(shù),目 錄,一、前言 二、喇南聚合物驅(qū)油工業(yè)性礦場試驗 三、喇嘛甸油田二類油層聚合物驅(qū)油試驗 四、喇嘛甸油田高濃度聚合物驅(qū)油試驗,一、前 言,一次采油技術(shù)：依靠天然能量，靠彈性驅(qū)，油井自噴生產(chǎn),采收率一般只有15-25%； 二次采油技術(shù)：依靠人工注水能量，水驅(qū)開發(fā)，采收率 一般為40-50%； 三次采油技術(shù)：亦稱強化開采（EOR）技術(shù),當(dāng)二次采油末期油田含水上升到經(jīng)濟(jì)極限,再用注水以外的新技術(shù)進(jìn)行開采,主要是向油層注入化學(xué)劑、氣體溶劑、熱流溶劑等。,三次采油技術(shù)： 1）熱力采油技術(shù)：蒸氣吞吐、蒸氣驅(qū)、熱水驅(qū)、火燒油 層； 2）氣體混相驅(qū)

2、(或非混相驅(qū))采油技術(shù):烴類(液化烴、富氣烴、貧氣烴）驅(qū)油、二氧化碳驅(qū)油、惰性氣體（氮氣）驅(qū)油； 3）微生物采油技術(shù)：微生物吞吐、微生物驅(qū)油、微生物封堵大孔道；,一、前 言,三次采油技術(shù)： 4）化學(xué)驅(qū)采油技術(shù)：聚合物驅(qū)油、表面活性劑驅(qū)油、表活劑吞吐、堿驅(qū)油、二元驅(qū)（表活劑聚合物）、三元驅(qū)（表活劑堿聚合物）、三元泡沫驅(qū)（表活劑堿聚合物天然氣）。 聚驅(qū)提高采收率：一類油層10%以上；二類油層8%； 三元驅(qū)提高采收率：一類油層20%左右。,一、前 言,1996-2004年大慶油田產(chǎn)油量構(gòu)成,大慶油田不同階段重大技術(shù)產(chǎn)量構(gòu)成曲線,含水下降(%),聚合物驅(qū)的效果,聚合物驅(qū)驅(qū)油機理 1,本體粘度使聚合物在

3、油層中存在阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù),是驅(qū)替水驅(qū)未波及殘余油和簇狀殘余油的主要原因; 2,界面粘度使聚合物溶液在多孔介質(zhì)中的粘滯力增加,是驅(qū)替膜狀、孤島狀殘余油的主要機理; 3,拉伸粘度使聚合物溶液存在粘彈性,是驅(qū)替盲狀殘余油的主要原因,三次采油從1992年在勝利油田開始實施，河南油田于1994年開始實施，1998年開始明顯見效。1999年三采的年增油量達(dá)到116萬噸以上，到2004年達(dá)到170萬噸。累計增油935萬噸 。,類高溫高鹽油藏聚合物三次采油技術(shù)取得突破,1 勝利油田聚驅(qū)試驗 1.1 勝利孤島油田中一區(qū)館3聚合物驅(qū) （1）油藏基本特征 中一區(qū)館3聚合物驅(qū)試驗區(qū)位于孤島油田主體部位的頂部,

4、 試驗區(qū)含油面積0.562km2，地質(zhì)儲量165104t。館3層系構(gòu)造平緩,南高北低,巖性以粉細(xì)砂巖為主,孔隙度33% ,空氣滲透率1.52.5m2 ,泥質(zhì)膠結(jié)為主,泥質(zhì)含量9.5 %15.0 % ,膠結(jié)疏松,油井出砂嚴(yán)重,油層滲透率變異系數(shù)為0.54。地下原油黏度為46.3mPas，油層溫度67。油層水礦化度50006000mg/L。,（2）工藝參數(shù) 總用量為450PVmg/L，三段塞注入，即0.06PV 2000mg/L+0.2PV 1500mg/L+0.04PV750mg/L，清水配制母液，污水稀釋注入。聚合物為PAM，分子量1500萬。 （3）處理效果 顯著的降水增油效果。綜合含水由注

5、聚前的90.2%最大下降至71.0%；日產(chǎn)油由注聚前的128t/d最高上升到351t/d。提高采收率12%。 注聚11個月后,油井陸續(xù)見效,日產(chǎn)油量上升,含水下降。見效率100%,每噸聚合物增油120.1t。,1.2勝利孤島油田中二南中聚合物驅(qū) （1）油藏基本特征 含油面積1.8km2，地質(zhì)儲量1185104t，油層溫度70.5，地層水礦化度5797mg/L，地下原油粘度85mPas。注聚前水驅(qū)采出程度38%，綜合含水已高達(dá)95%。 （2）工藝參數(shù) 二段塞注入方式，前置段塞為0.05PV聚合物溶液，濃度為2200mg/L，主段塞為0.27PV聚合物溶液，濃度為1700mg/L，溶液配制采用清水

6、配制母液、污水稀釋注入。 （3）處理效果 綜合含水由注聚前的95.0%下降到80.9%,下降了14.1%，日產(chǎn)油由注聚前的413t/d上升到1091t/d，增加了678t/d。提高采收率7.7%。,1.3勝利孤島油田中一區(qū)Ng4聚合物驅(qū) （1）油藏基本特征 Ng4為曲河流相，巖性以粉細(xì)砂巖為主，各沉積時間單元巖性自下而上由粗變細(xì)，具有明顯的正韻律特征。其滲透率在平面上變化具有方向性和區(qū)域性，變異系數(shù)0.638，注入水沿高滲透層竄流，注水開發(fā)效果差。中一區(qū)Ng4南北被斷層切割，東西分別與中二區(qū)和西區(qū)自然連接。 （2）工藝參數(shù) 注入方式為清水配制母液，清水稀釋注入。采用二段塞注入方式，注聚井第一段

7、塞注入0.066PV ，濃度1700mg/L，粘度56.5mpa.s；第二段塞注入0.2067PV，濃度1300mg/L，粘度35.1mpa.s。 （3）處理效果 含水大幅度下降，由注聚前的94.4%下降到86.5%，下降了7.9%；到2000年8月，已累積增產(chǎn)原油54.55l04t。,1.4勝利孤東油田七區(qū) （1）油藏基本特征 油層單一，非均質(zhì)性嚴(yán)重，油層屬河流相正韻律沉積，滲透率變異系數(shù)0.525。油層平均孔隙度34%，有效滲透率136110-3m2。地層溫度68，地下原油粘度為41.25mPa.s。 （2）工藝參數(shù) 注入聚合物干粉5779t，溶液344104m3，占0.314PV，平均注

8、入速度0.12PV/a，平均有效注入濃度1512mg/L。 （3）處理效果 綜合含水由95.3%，最低下降到89.7%，下降了5.6%；日產(chǎn)油由249t升到575t，日增產(chǎn)原油326t。提高采收率5.75%。,2 大港油田聚驅(qū)礦場試驗 2.1 大港油田港西五區(qū)一斷塊 （1）油藏基本特征 區(qū)塊含油面積3.5km2，原油地質(zhì)儲量為573l04t，水驅(qū)可采儲量235l04t。該區(qū)巖性為砂巖，地層水的礦化度6500mg/L，油藏溫度為52，油層的滲透率變異系數(shù)為0.78。 （2）工藝參數(shù) 聚合物驅(qū)油劑分子量在15002000萬范圍之內(nèi)，聚合物段塞(前緣、主體、后尾)前緣部分應(yīng)用高分子量聚合物EORPA

9、M-4，主體和后尾部分應(yīng)用質(zhì)優(yōu)價廉的聚合物SW-130。聚合物驅(qū)控制面積0.46km2，控制地質(zhì)儲量106l04t。,（3）處理效果 受益油井28口，已有13口油井收到了明顯的效果，累計增油34652t。受益井日產(chǎn)油由注聚合物前的137t上升到注聚合物后的172t，含水由91.2%下降到87.0。采收率提高了4.76%，可采儲量增加了15.42l04t。采油速度由注聚合物前的4.5%上升到6.8%。,2.2 大港油田港西三區(qū)二斷塊油層 （1）油藏基本特征 斷塊油層平均厚度11.8m，平均孔隙度31%，有效滲透率412l0-3m2，原始地層壓力10.65MPa，地層溫度52.9，地層原油粘度19

10、.lmPaS，地層水總礦化度7286mg/L。該斷塊屬于高滲透率、中等粘度的多層層狀油藏。油層縱向滲透率變異系數(shù)為0.780.83。 （2）工藝參數(shù) 聚合物溶液分三級段塞注入:前緣段塞濃度為1000mg/L，占總液量的26.2%;主體段塞濃度為500-1000mg/L，占總液量的45.6%;后尾段塞濃度為1000mg/L，占總液量的28.2%。AT-530聚合物。 （3）處理效果 截至2001年6月，平均月增油250lt，累積增油21.8l04t，已提高采收率10.34%。,3.河南油田聚合物驅(qū)試驗,4 江漢油田八面河面十二區(qū)聚驅(qū)礦場試驗 （1）油藏基本特征 平均油層厚度6.5m，油層溫度65

11、70，空氣滲透率為75910-3m2，層間非均質(zhì)系數(shù)為2.432.77，滲透率變異系數(shù)為0.81.49。地面原油密度為0.9372g/cm3，地下原油粘度21.1mPa.s，地層水礦化度25767.4mg/L。 （2）工藝參數(shù) 主體段塞于1998年11月10日正式投注，三口注聚井12-4-7、12-6-G33、12-8-G9分別按40 m3/d、60 m3/d、75 m3/d。到2000年8月18日停止注聚，歷時679天，累計注入聚合物溶液10.4104m3，折合聚合物干粉121.6t；注入期間聚合物平均濃度1169 mg/L，粘度110.91 mPa.s，注入地層孔隙體積0.31PV。,二、

12、喇南聚合物驅(qū)油工業(yè)性礦場試驗 根據(jù)大慶油田“八五”期間推廣應(yīng)用聚合物驅(qū)油規(guī)劃部署，1993年選定喇嘛甸油田南塊開始進(jìn)行工業(yè)性聚合物驅(qū)油礦場試驗。,北北塊,北西塊,北東塊,南中塊東部,南中塊西部,喇南,葡I1-2油層是喇嘛甸油田的一類油層，有效滲透率0.4m2以上，巖石顆粒較粗，粒度中值0.13-0.21mm；孔隙中值在0.1mm左右。,喇嘛甸油田地質(zhì)儲量8.1億噸，其中油層厚度大于4米的主力油層葡I1-2層地質(zhì)儲量近5億噸，聚驅(qū)前油層含水已高達(dá)90%以上，預(yù)計水驅(qū)最終采出程度也只能達(dá)到40%，油層中仍存在大量剩余油分散在不同部位，為了把這一部分剩余油挖潛出來，先對葡I1-2油層開展注聚合物采油

13、。,試驗?zāi)康模?研究多段多韻律非均質(zhì)厚油層采用不同井網(wǎng)井距及注入不同分子量聚合物的驅(qū)油效果。 1994年6月2日開始注入聚合物，試驗一區(qū)截止到1998年6月末已完成聚合物溶液的注入工作，轉(zhuǎn)入后續(xù)水驅(qū)。試驗二區(qū)截止到1999年5月完成聚合物溶液的注入工作，轉(zhuǎn)入后續(xù)水驅(qū)。,試驗區(qū)基本情況,試驗 方案設(shè)計,含水,（%）,一、二區(qū)中心井含水與聚合物用量關(guān)系曲線,試驗效果顯著 含水最大下降幅度達(dá)24.4個百分點,240PVmg/L,-24.4%,360PVmg/L,-19.7%,試驗取得以下結(jié)論: 一是喇嘛甸油田多段多韻律非均質(zhì)嚴(yán)重的葡I1-2油層，采用聚合物驅(qū)油可以取得較好的效果，采收率可比水驅(qū)提高1

14、0-13個百分點； 二是高分子量聚合物與低分子量聚合物相比具有油層工作粘度大、聚合物滯留量大、殘余阻力系數(shù)大等優(yōu)點，有利于提高聚驅(qū)采收率； 三是注前含油飽和度高低直接影響聚合物驅(qū)油效果； 四是合采井聚合物見效后受水驅(qū)層系干擾，效果不能充分發(fā)揮；,五是原注水井改為油井，在完善井組條件下，可以取得一定的增油效果，但見效時間滯后，含水下降幅度小，增油效果差； 六是聚合物驅(qū)采用300米直對行列井網(wǎng)，可達(dá)到0.12PV的注入速度，投資比212米五點法井網(wǎng)少、采收率提高幅度小； 七是212米五點法面積井網(wǎng)在注入速度0.17PV和注聚濃度1000 mg/L 條件下，聚合物驅(qū)油全過程為6年，前3年增油量占總增

15、油量的80%； 八是從注聚到含水98%，聚合物驅(qū)油全過程累積注入驅(qū)替液1.0PV，比水驅(qū)累積節(jié)省注水量0.9PV左右。,三、喇嘛甸油田二類油層聚合物驅(qū)油試驗 喇嘛甸油田二類油層是指大面積分布的中低滲透層薩1-3、薩1-3、薩4-7，有效滲透率在0.2-0.3m2，巖石顆粒較細(xì)，粒度中值0.09-0.16mm；孔隙中值在0.06mm。,試驗?zāi)康模?1、在充分利用一類厚油層的聚驅(qū)井網(wǎng)的基礎(chǔ)上，研究適合二類油層聚合物驅(qū)的井網(wǎng)和井距； 2、研究二類油層聚合物合理的注入?yún)?shù)，如注入速度、注入聚合物的分子量、注入濃度等； 3、研究二類油層聚合物驅(qū)提高采收率的幅度，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評價。,5-332,6-33

16、3,5-341,5-342,5-351,6-P34,6-P343,6-J3555,6-3536,6-3415,6-P342,6-P351,6-P352,7-3535,7-P35,7-3435,7-342,7-351,7-352,6-P3455,6-P3435,6-更P3555,6-P3415,6-P3425,6-P3515,6-P3525,1.4,234,484,13.1,12,11,7,試驗面積（Km2）,地質(zhì)儲量(104t）,孔隙體積（ 104m3 ）,有效厚度 （m）,采出井（口）,注入井（口）,中心井 （口）,采油井,注聚井,水驅(qū)平衡井,7-36,喇南上返試驗區(qū)井位圖,薩4-10油層沉

17、積相帶圖,葡I1-2油層沉積相帶圖,屬曲流河沉積砂體 砂體寬度 300400m 有效滲透率 0.20.3m2 砂體鉆遇率50% 一類連通率44.5%,屬大型砂質(zhì)辮狀河沉積 砂體寬度 800m 有效滲透率 0.40.5m2 砂體鉆遇率72% 一類連通率77.8%,二類油層發(fā)育特征,試驗區(qū)注聚以來油水井措施調(diào)整工作量,二類油層注聚以來，油水井共措施53井次，方案調(diào)整80井次，為二類油聚驅(qū)取得好效果奠定了基礎(chǔ)。,二類油層注聚措施調(diào)整工作量大,試驗區(qū)在注聚過程中，由于縱向上油層的非均質(zhì)性，注入剖面出現(xiàn)不均衡、層間吸水差異較大的問題，采取分層注聚后，有效減緩層間矛盾。,分層是減緩二類油層 層間矛盾的有效

18、途徑,層位,滲透率,6-P351,厚度,2.9,0.460,4.2,0.400,0.460,5.6,0.340,薩4-7,薩4-7,薩8-10,相對吸水量（）,32.6,吸水強度相差1.5倍,67.4,分層前,分層后,相對吸水量（）,6-P351井分層后吸水剖面變化情況,57.2,42.8,試驗區(qū)注聚以來，共對9口注入井實施分層注聚，分注率達(dá)81.7%。分層后中低滲透層相對吸水量提高了23.5個百分點，提高了差油層吸水能力。,分層前后吸水狀況變化情況,相對吸水量,（）,5.4,18.1,壓裂是提高二類油層動用程度的重要措施,由于二類油層性質(zhì)、連通狀況均較差，注聚后注采能力大幅度下降，壓裂成為改

19、善二類油層聚驅(qū)效果的重要措施手段。試驗區(qū)注聚以來，根據(jù)生產(chǎn)能力及含水變化，注采井實施壓裂10井次，占總井?dāng)?shù)的55.6%。,一是改善了注入狀況,注入量 （m3/d）,注入壓力 （MPa）,注入濃度 （mg/L）,注入粘度 （mPa.S）,7-3535井注入曲線,壓裂,+20,-1.7,二是提高差油層動用程度,6-P3425,含 水 （%）,含 水 （%）,含 水 （%）,6-P3525,6-P3435,- 4.5,49.5,-3.5,64.0,-3.8,77.1,80.9,油井壓裂后含水下降,904,1081,957,氯離子含量,（mg/L),6,886,824,氯離子含量,（mg/L),壓裂井

20、氯離子變化曲線,氯離子含量,（mg/L),778,時間,940,+162,1078,6-P3425,6-P3435,6-P3525,+124,+254,采出液中氯離子含量增加100-250mg/L，增加了新的出油層段。,三是增油效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益明顯,二類油層壓裂增油效果統(tǒng)計表,試驗區(qū)含水下降幅度大，增油效果顯著,上返試驗區(qū)中心井綜合開采曲線（7口井）,日產(chǎn)液 （t）,日產(chǎn)油 （t）,含 水 （%）,時間,采聚 濃度 （mg/L）,22,+ 33,最低點,見效前,見效后,97.6,73.4,-24.2,85.9,87.1,鉆控影響,上返試驗區(qū)中心井?dāng)?shù)模與實際對比,含水,（%）,87.5%,采收

21、率大幅度提高,累積增油12.49104t 階段提高采收率12.0個百分點 比數(shù)模最終提高采收率高1.3個百分點,提高采收率,（百分點）,1、二類油層平面、層間油層性質(zhì)差異較大，注聚中 應(yīng)實現(xiàn)聚合物分子量及濃度的個性化匹配；,4、二類油層注聚提高采收率能達(dá)到12個百分點以上 ；,3、分層分質(zhì)、壓裂是提高二類油層動用程度的有效 措施；,2、高粘低速是二類油層聚驅(qū)的有效注入方式；,5、試驗區(qū)經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有廣闊的推廣前景。,試驗取得的結(jié)論,不同階段采用高濃度聚合物驅(qū)均能改善驅(qū)油效果,不同時期轉(zhuǎn)注高濃度聚合物驅(qū)采收率與PV數(shù)關(guān)系曲線,一、室內(nèi)實驗情況,四、喇嘛甸油田高濃度聚合物驅(qū)油試驗,1000mg

22、/L,1800mg/L,2500mg/L,剪切速度（rpm),中分聚合物降解率與剪切速度關(guān)系曲線,1000mg/L,1800mg/L,2500mg/L,中分聚合物降解率與剪切時間關(guān)系曲線,剪切時間（min),實驗條件：剪切1 min,實驗條件：剪切速度4000 rpm,高濃度聚合物抗剪切能力強,高濃度聚合物粘彈性好,不同聚合物剪切速率與剪切粘度曲線,不同濃度聚合物的剪切速率與剪切粘度曲線,不同聚合物剪切速率與法向應(yīng)力差曲線,不同濃度聚合物的剪切速率與法向應(yīng)力差曲線,高濃度聚合物體系抗稀釋性強,2500萬1000mg/L聚合物稀釋曲線,2500萬2500mg/L聚合物稀釋曲線,時間（nim）,濃

23、度 （mg/L）,時間（nim）,不同濃度聚合物阻力系數(shù)與殘余阻力系數(shù)結(jié)果表,高濃度聚合物的阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)大,聚合物注入段塞優(yōu)化巖芯驅(qū)油實驗結(jié)果,優(yōu)化段塞組合可進(jìn)一步提高采收率,實驗條件：總用量均為2020PVmg/L，采用4.54.530（cm）的環(huán)氧樹脂膠結(jié)的兩維縱向非均質(zhì)正韻律人造巖心，變異系數(shù)0.72，飽和模型用水為人工合成鹽水，礦化度為6778mg/L，配制聚合物用水為人工合成鹽水，礦化度為508mg/L，巖心驅(qū)替用水為人工合成鹽水，礦化度為3700mg/L。,高濃度聚合物段塞突破時間較晚,為研究高濃度聚驅(qū)采聚濃度的變化規(guī)律，開展了高濃度聚驅(qū)見聚時間影響因素數(shù)值模擬研究。,注

24、采井距：250 m 有效厚度：2 m 油層滲透率：1000 md 孔隙度：0.26 初始含水飽和度：0.49 (縱向上一個層）,生產(chǎn)情況 年注入速度：0.13 PV 注聚合物體積量：0.65 PV 首先注入0.65 PV聚合物，然后轉(zhuǎn)入后續(xù)水驅(qū)。,高濃度無彈性,條件：高濃度、無彈性,條件：低濃度、無彈性,聚合物溶液粘性大小對見聚時間的影響,聚合物溶液的粘性對見聚時間的影響不大,高濃度無彈性,條件：高濃度、無彈性,條件：高濃度、低彈性,聚合物溶液彈性大小對見聚時間的影響,聚合物溶液的彈性越大，見聚時間越晚,條件：高濃度、高彈性,聚合物溶液彈性大小對見聚時間的影響,條件：高濃度、低彈性,不同分子量

25、聚合物高濃度體系 與油層匹配性研究,阻 力 系 數(shù),不同聚合物分子量阻力系數(shù)變化曲線,水測滲透率,殘余阻 力 系 數(shù),水測滲透率,水測滲透率： 0.3m2左右,注入孔隙體積(PV),2500萬分子量聚合物注入壓力變化曲線,水測滲透率： 0.5m2左右,0,2,4,6,8,10,0,1,2,3,4,5,6,注入孔隙體積（PV）,壓力,（atm),2000mg/L,2500mg/L,水測滲透率： 0.3m2左右,室內(nèi)研究表明，高濃度聚合物體系具有抗剪切性強，粘彈性好、阻力系數(shù)及殘余阻力系數(shù)大的特點，可比常規(guī)聚合物驅(qū)多提高采收率10個百分點以上。,高濃度聚合物驅(qū)礦場試驗區(qū)井位圖,基礎(chǔ)數(shù)據(jù),6-A22

26、05,5-P2028,5-P2128,6-22,6-P2105,6-P2100,6-P2200,6-2035,6-2135,6-P2188,6-P211,6-P2028,7-P2088,7-P203,6-P2128,7-P2128,7-P213,7-P2188,7-P211,7-P2028,8-斜P21,8-22,6-2215,7-2215,8-2135,8-2035,6-P2020,6-P2025,7-P2020,7-P2025,7-P2100,8-P2005,7-P2105,6-P2120,6-P2125,7-P2120,7-A2125,7-P2200,8-P2105,7-P2288,7-

27、P2205,8-P2205,7-21,5-P211,6-P2088,6-2015,7-2015,8-20,7-P1928,5-2215,6-P2288,6-2235,6-P2220,7-P223,8-2235,7-P2005,7-P2000,6-P1928,6-P2005,5-P2020,5-P2025,6-P2000,5-P1928,5-P2120,5-P2125,5-P2220,7-P2220,7-P2225,該區(qū)塊2001年2月注聚，試驗前注聚體積0.32PV，用量為290PV.mg/L。,二、現(xiàn)場試驗情況,高濃度聚合物驅(qū)試驗方案：,聚 合 物： 2500萬分子量聚合物,注聚濃度： 2500 mg/L,注入速度： 0.130PV/a,聚合物用量：2000 PV.mg/L,試驗區(qū)注高濃度聚合物前后吸水情況對比表,注入剖面得到明顯改善,高濃度試驗區(qū)中心井開采曲線(9口),試驗前,月上升0.94個百分點,月上升0