中高渗油藏聚表复合驱技术研究与应用

2015-12-24唐海龙

石油化工应用 2015年10期

唐海龙

（中油辽河油田公司，辽宁盘锦 124010）

辽河中高渗油藏动用储量占水驱油藏动用储量34 %，累积产量占水驱累产量的51 %，在辽河油田42年开发过程中发挥了重要作用，主力区块基本达到一类开发水平，继续水驱稳产难度极大，急需转换开发方式大幅度提高采收率，形成新的产量接替[1]。

三次采油技术是水驱油藏进一步提高采收率的接替技术，而化学驱是目前最为成熟的三次采油技术，化学驱主要包括聚合物驱、碱水驱、表面活性剂驱及其互相复配的二元、三元复合驱，聚合物驱已经相对成熟，复合驱技术先后经历了强碱三元复合驱、弱碱三元复合驱、低碱三元复合驱到聚表复合驱，聚表复合驱已成为今后化学驱发展的趋势，在化学剂成本相同的情况下，可以达到与三元体系相同的驱油效果，并且避免了碱带来的伤害[2]。

欢喜岭油田锦16 块主力含油层位为兴隆台油层，其主要沉积微相为扇三角前缘亚相河口砂坝。储层物性好，平均孔隙度31.1 %，平均渗透率3 442×10-3μm2。油层单层厚度较大，且以反韵律和复合韵律为主。经历30 余年注水开发，2006 年底采出高达46.4 %，综合含水94 %。2007 年该块的二元复合驱工业化试验作为股份公司重大开发试验项目，目的层为兴Ⅱ5～Ⅱ8。

1 化学驱油研究技术

1.1 化学驱潜力量化技术

通过动、静态精细刻画剩余油的分布，并在不同时期动态建模拟合水驱剩余油潜力的基础上，通过专业化学驱数模软件对化学驱剩余油潜力进行量化模拟。量化研究结果表明，水驱剩余可采储量12.5 万t，化学驱阶段剩余可采储量58.8 万t，较水驱增加可采储量46.3 万t，其中化学驱扩大波及体积增加可采储量28.9 万t，提高驱油效率增加可采储量17.4 万t。

1.2 化学驱井网重建技术

强注强采五点法井网150 m 井距效果好；顺沉积部署，形成侧逆向驱，有利水线均匀推进。通过调研国内油田化学驱井网设计发现，五点法面积井网应用最为普遍；同时应用数值模拟研究不同井网设计表明，在相同井网密度情况下，五点法井网要好于其它井网[3]。

图1 不同井网类型采收率提高值

锦16 块水驱油具有顺向驱水进速度快、相应油井见水早含水高的特点，逆向驱与侧向驱具有水进速度较慢、见水晚、含水低的水驱规律。因此，注采井排应避免顺向驱油。

在井距的选择上，充分考虑了不同井距的化学驱控制程度，提高采收率的程度。在相同的注入条件下，化学控制程度越高，采收率值越高。当化学控制程度提高到91.9 %以上时，采收率值提高值增加幅度相对减小。同时考虑到锦16 块储层非均质性严重、易出砂的特点，为了避免其对化学驱开发效果的影响，试验区也不易采用较大井距，此外注采井距缩小有利于保持化学驱的注入采出能力，在不超过破裂压力的条件下，较小的井距有利于保证较高的注入速度和较高的产液能力。因此在获得较好的技术经济效果的情况下，选择150 m 井距较为合适。

图2 化学驱控制程度与采收率的关系

1.3 化学驱射孔优化技术

通过柱状混凝土靶打靶实验，研究不同射孔参数条件下射孔孔眼直径、穿深、内表面积、孔容等数据，初筛选射孔弹；通过套管靶注聚粘损实验，研究不同孔径在不同流量情况下，与聚合物溶液粘度损失率对应关系；通过模拟地层砂岩靶注聚粘损实验，研究射孔后模拟地层砂岩对聚合物溶液的粘度损失率。最终确定选择射孔枪140 型，射孔弹BH46RDX43-1，粘损率降至24 %。

根据储层、隔夹层分布特点，优化射孔层段，注采对应射孔，天窗位置避射，隔夹层位置预留坐封。并明确主要射孔原则：注入、采出井对应完善射孔，保证储量有效动用；根据目的层上下隔层状况优化射孔，保证注入剂不漏、不窜，得到有效利用；各井要根据实际情况留足座封位置，便于后期措施调整。

根据开发井的井别、套管尺寸、水淹状况等因素，结合装弹工艺、套管强度影响、对聚合物剪切影响等优化各类注采井射孔参数。注入井采用高孔密高相位射孔降低剪切，采出井厚层内部采用级差射孔，高阻段采用高孔密，低阻段采用低孔密，先期调整产出剖面。

1.4 聚表复合驱配方研制技术

国内化学驱研究实践表明，碱的存在会导致结垢和破乳难的问题，会对储层造成伤害，同时给采出液处理带来难题。复合驱的发展经历了强碱复合驱、弱碱复合驱、低碱复合驱到无碱复合驱，辽河化学驱的开展直接跨越有碱复合驱采用无碱复合驱[4]。

研制的聚表复合配方具有以下特点：（1）体系增粘性好，控制流度能力强，提高波及体积；（2）降低油水界面张力，提高驱油效率；（3）体系稳定性高（抗老化性、抗剪切能力、抗吸附性、流变特征好）。

研制的聚表复合驱配方在粘度、流变性、界面张力和驱油效率方面都达到了较高的指标，其中复合体系粘度120 mPa·s，界面张力2.13×10-3mN/m，提高驱油效率达到20.3 %，综合性能最优。

1.5 多段塞注入方式优选技术

建立系列岩心模型，包括从短岩心到长岩心，短岩心可以快速、高效筛选聚合物，利用长岩心使化学剂注入量增大，减小实验误差；从单管到双管、三管并联，从均质岩心到非均质岩心，均是从不同角度模拟储层非均质性；可以体现出不同相对分子质量、浓度、注入量聚合物的调剖作用；优化配方体系与段塞组合方式，缺点是没有考虑化学剂的吸附损失。通过物模试验，实现段塞组合方式及浓度、尺寸初步优化[5]。在此基础上，应用数值模拟软件对四段塞十项参数采用正交设计方法，设计4 套方案59 组实验优化段塞尺寸、浓度。通过物模、数模与经济评价相结合，优选出合理的化学驱方案。

最终优化的具体方案为：空白水驱＋前置聚合物段塞（2 500 mg/L 聚合物0.1 PV）＋驱主段塞｛0.35 PV×［0.25 wt%（S）+1 600 mg/L（P）］｝＋驱副段塞｛0.2 PV×［0.15 wt%（S）+1 600 mg/L（P）］｝＋聚合物保护段塞（1 400 mg/L 聚合物0.1 PV）＋后续水驱（到区块含水98 %）。注入化学剂总孔隙体积0.75 PV。

与水驱相比，累计增油46.3×104t，提高采收率15.5 %（见图3）。

1.6 化学驱监测方案设计技术

首先建立了完整监测流程，从配置、注入到采出全过程共监测23 项指标，其中，配制过程监测化学剂浓度、性能是否达标，注入过程监测体系性能变化及注入动态，采出过程监测采出液中化学剂浓度及油、气、水性质变化。

然后按照五个兼顾即新老井兼顾、地面地下兼顾、试验区内外兼顾、生产与观察兼顾、井筒井间兼顾，建立完善监测系统，满足跟踪调整需要。重点项目如地层压力、产吸剖面、饱和度等固定监测区域、统一方法和频率，便于综合对比评价。

2 化学驱油技术应用

2.1 制定化学驱工作程序

化学驱的工作程序一般分为三个阶段：室内研究评价阶段，先导试验阶段，扩大推广阶段。室内研究评价阶段主要完成化学驱机理研究，配方体系设计及油藏方案设计等工作；先导试验阶段重点研究内容是化学驱阶段的跟踪调控和效果评价等工作；扩大推广阶段是在建立油藏筛选标准、确定研究技术方法，评价技术指标，经济界限分析的基础上，逐步扩大推广到不同层位、不同区块进行部署研究。

2.2 建立化学剂检测评价方法

建立了2 项检测标准，制定了聚合物和表面活性剂企业检测标准[6-7]，为锦16 块聚表复合驱用化学剂的质量检测、评价方法、性能评判等提供了试验依据，也为化学剂达到方案设计要求，保证化学驱实施效果提供了保障。应用色谱指纹法进行聚合物、表活剂的化学驱浓度检测，能够准确、高效、批量检测，为化学驱跟踪调控提供了及时可靠的数据。