大庆油田二元驱后非均相体系提高原油采收率实验研究

作     者：李贤杰 

作者单位：东北石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：皮彦夫;曹瑞波

授予年度：2023年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：非均相体系 性能评价 多孔介质 运移规律 参数优选 驱油效果 

摘      要：大庆油田经过多年化学驱开发,非均质性进一步加强,优势渗流通道发育严重,造成后续注入液低效无效循环,严重制约了采收率的提高。面对该难题,大庆油田勘探开发研究院结合大庆油田化学驱后储层物性特征和流体渗流规律,自主研发了预交联凝胶颗粒(PPG)。在一定压力下发生形变运移至油层,实现大孔道封堵,与聚表二元复配成非均相体系可发挥协同作用,扩大中低渗层波及体积。对二元驱后低效无效循环难题提出对策,实现二元驱后进一步提高采收率。本文通过室内实验对PPG、聚合物和表面活性剂浓度范围进行优选,对PPG颗粒进行膨胀性、稳定性和粘弹性评价。通过双管并联实验,针对三种PPG颗粒与二元体系复配后形成的非均相体系进行选择性调剖性能研究。针对三种不同粒径、膨胀倍数的PPG,运用长岩心模型研究PPG在储层多孔介质中的运移规律,通过三管并联实验,研究PPG在目标油藏中的配伍性,筛选出非均相体系中的PPG颗粒。通过三层非均质物理模型参数优选出非均相体系中PPG、聚合物、表面活性剂最佳注入浓度、体系和保护段塞最佳注入量。针对大庆油田一类油层物性参数,研制三层非均质井网物理模型模拟实际矿场,对压力场和饱和度场进行分析,研究PPG非均相体系驱油效果和渗流规律。实验结果表明,PPG具有良好的稳定性、膨胀性与粘弹性。PPG优先封堵高渗层,具有良好的注入性、选择性调剖能力和液面改善能力。PPG膨胀倍数固定,随着PPG的粒径的增大,在不同渗透率岩心的阻力系数和残余阻力系数越大,封堵效果越好。PPG粒径固定,膨胀倍数越大,在不同渗透率岩心得到的阻力系数和残余阻力系数越小。依据阻力系数、残余阻力系数、剖面改善率、分流率、压力变化、采收程度等因素综合优选出膨胀倍数为3,粒径0.15～0.3mm的PPG颗粒作为PPG/二元体系非连续相。优选出300mg/L的PPG、1400mg/L的聚合物、含量0.35%的表面活性剂作为PPG/二元体系连续相。0.5PV的非均相体系和0.2PV与主段塞等粘度的保护段塞是最佳注入PV数。优选出的体系在非均相驱阶段采出程度为17.14%,总采收程度69.59%。二元驱后三维井网物理模拟实验表明:PPG/二元驱后,中、低渗层饱和度变化显著,主流通道明显拓宽。PPG以“堆积挤压封堵-压力升高-变形破碎运移-压力减小的方式通过孔喉,挤压变形通过的瞬间产生的压差,“拉、“拽残余油。注入压力呈波动升高,实现PPG在储层中选择性调剖,显著提高中低渗层采出程度,含油饱和度明显降低。二元后非均相复合驱提高采收率值为14.82%,降水增油效果显著。