刘崇江 ，蔡　萌 ，苗雪晴 ，王　澈，孙宇丹

(1.大庆油田有限责任公司 采油工程研究院，黑龙江 大庆 163453；2.大庆油田有限责任公司 第一采油厂，黑龙江 大庆 163000；

3.大庆油田有限责任公司 第六采油厂，黑龙江 大庆 163000；4.大庆师范学院 机电工程学院，黑龙江 大庆 163712)



大庆油田二三类油层三元复合驱分质分压注入技术研究

刘崇江1，蔡萌1，苗雪晴2，王澈3，孙宇丹4

(1.大庆油田有限责任公司 采油工程研究院，黑龙江 大庆 163453；2.大庆油田有限责任公司 第一采油厂，黑龙江 大庆 163000；

3.大庆油田有限责任公司 第六采油厂，黑龙江 大庆 163000；4.大庆师范学院 机电工程学院，黑龙江 大庆 163712)

摘要：矿场试验表明：三元复合驱比水驱提高采收率高20个百分点。对于非均质性严重的大庆油田二三类油层，三元液沿着高渗透层突进，中低渗透层动用程度较低，影响了整体驱油效果。对此，在聚驱分注工艺基础上，发展研究了三元复合驱分质分压注入技术，研制了高节流低粘损压力调节器、高调节范围低压力损失分子量调节器及全过程偏心配注器，实现高渗透层段注入量及中低渗透层段分子量的双重控制；分注管柱与水驱工艺完全兼容，水驱、三元驱转换时无需更换管柱，节省了开发成本。307口井现场应用表明：该技术一次投捞成功率95.6%，2-3层平均单井测调时间3天左右，可提高油层动用程度8%左右。

关键词：二三类油层；三元复合驱；分质分压注入；压力调节器；分子量调节器；油层动用程度

大庆油田实践表明三元复合驱与水驱相比，可多提高原油采收率20个百分点以上[1-3]。随着三元复合驱开发的不断深入，二三类油层已成为主要开发对象，由于渗透率差异及层间矛盾的影响，三元液主要沿着高渗透层突进，低效无效循环现象严重，中低渗透层动用程度低，影响了整体驱油效果。根据聚合物驱注入经验，分层注入技术可有效缓解层间矛盾，改善注入剖面，提高油层动用程度；前期先导试验，利用聚合物驱分注工具进行了三元液的分注，结果表明分注技术存在明显不适应性[4]：由于注入体系介质影响，聚驱分注工具对三元液的剪切降解率比聚合物溶液高一倍以上，粘度损失率较大，影响了整体驱替效果。为解决上述问题，本文研究发展了适用于三元复合驱的分质分压注入技术，优化分注工具，管柱可同时满足空白水驱、三元复合驱及后续水驱的全过程驱替需要，降低投资和施工成本，为大庆油田原油持续稳产、高产发挥重要作用。

1高节流低粘损压力调节器

1.1三元复合驱分注剪切机理

为了确定出利用聚驱分注工具分注三元液粘损大的原因，对聚合物溶液和三元液流经分注工具前后微观结构进行了观察，由图1、图2可知：三元液流经分注工具后，分子线团网络结构破坏程度比聚合物溶液大，导致粘损增高。

1.2高节流低粘损压力调节器

根据三元分注剪切机理，对分注工具结构进行了优化，研制了适合于三元复合驱的压力调节器。调节器采用分体结构设计，现场使用时可通过更换下端调节机构，进行压力调节，实现流量控制。从而控制高渗透层突进，改善注入剖面，提高油层动用程度。流量50m3/d下，节流压差1.5MPa，粘损率<8%。

图1　聚合物剪切前后微观结构对比图

图3　高节流低粘损压力调节器

现场使用时，还可把下端调节机构换成水嘴，进行分层注水，方便可行。压力调节器产品形成系列化，共分为四种规格，现场测试时可串联使用，节省了测试备件数量，降低了投资成本。

2高调节范围低压力损失分子量调节器

室内模拟试验表明：聚合物分子量与地层渗透率存在一定匹配关系[5]。若按照高渗透层渗透率选择注入分子量，易造成中低渗透层的堵塞[6]；若按照中低渗透层渗透率选择分子量，则降低了高渗透层的动用程度。因此，需研究一种特殊机构，在当地面注入同一分子量三元液时，在管柱内对中低渗透层的分子量进行调节，从而满足注入需求。

2.1分子量调节机理

三元液中聚合物流变特性属于非牛顿流体，同时具有粘性和弹性的性质。三元液中聚合物分子微观以颗粒、枝状结构及网状结构分布在水溶液中，分子链是柔性链结构。在外力作用下，其分子构象可以改变，即蜷曲的高分子链可以拉伸，当拉伸力去掉以后，又能恢复其自然蜷曲状。当聚合物溶液由于速度的急剧变化，作用在聚合物分子链上的剪切应力超过临界剪切应力时，分子链会发生断裂，致使反转恢复不可逆，实现机械降解的目的。可以导致分子链分解、断裂，使聚合物分子形态和尺寸发生变化，从而造成聚合物分子量的降低[5]。

2.2分子量调节器

根据上述机械降解原理，设计了分子量调节元件(如图4所示)，实现三元液中调节聚合物分子量的调节。流量50m3/d下，分子量调节范围20-50%，压力损失1.0MPa。

图4　高调节范围低压力损失分子量调节器

现场使用时，分子量调节器还可以串联使用，将大分子量聚合物剪切成中、小分子量聚合物，从而满足中低渗透层的注入需要，提高油层动用程度。

3全过程偏心配注器

聚驱分注配注器尺寸较大，与水驱不能兼容，水驱、三元驱转换时需更换管柱，增大了开发成本。对此设计了新型全过程偏心配注器[7](图5)，对偏心结构重新进行了优化设计，在尺寸缩短20%的基础上，实现与水驱完全兼容，可满足空白水驱、三元复合驱及后续水驱的全过程驱替需要。

图5　全过程偏心配注器

4现场应用

三元复合驱分质分压注入技术在大庆油田共现场应用307口井，配套测试工艺简单，投捞负荷与普通水驱井测试相当，测试队伍可独立完成投捞、验封及测试调配工作[8，9]。一次投捞成功率95.6%，2-3层单井平均测试时间3天左右，具备推广应用条件。注入井B1-42-P278，笼统注入期间，5个层只有2个层吸液，有效厚度动用比例只有39.2%；采用分质分压注入技术后，吸水层数由原来2个增加至4个，有效厚度动用程度提高到78.5%，动用比例提高39.3个百分点(图6)。

统计现场应用307口应用井现场效果，分注后油层动用程度比笼统井平均提高8个百分点，油层动用程度得到明显改善。

5结语

(1)三元复合驱分质分压注入管柱与水驱工艺完全兼容，管柱可同时满足空白水驱、三元复合驱及后续水驱全过程驱替需要，降低投资和施工成本；

(2)压力调节器采用流线型环形降压槽结构，流量50m3/d下，节流压差可达1.5MPa，粘损率<8%；

(3)分子量调节器采用“双曲线+梯形口”结构，在流量50m3/d下，分子量调节范围可达到20-50%，压力损失1.0MPa；

(4)307口井分质分压井现场应用表明：二三类油层的动用状况得到明显改善，油层动用程度提高8个百分点以上。

[参考文献]图6北1-42-P278井分质分压前后注入剖面对比图

[1]程杰成，王德民，李群，等．大庆油田三元复合驱矿场试验动态特征[J]．石油学报，2002，23(6)：37-40．

[2]程杰成，廖广志，杨振宇，等．大庆油田三元复合驱矿场试验综述[J]．大庆石油地质与开发，2001，20(2)：46-49．

[3]程杰成．“十五”期间大庆油田三次采油技术的进步与下步攻关方向[J]．大庆石油地质与开发，2006，25(1)：18-22．

[4]蔡萌，孙英，刘龙达，等．三元复合溶液在偏心配注器中流动流场的数值分析[J]．采油工程，2013，3(1)：12-16．

[5]程杰成，王德民，吴军政，等．驱油用聚合物分子量的优选[J]．石油学报，2000,21(1)：102-106．

[6]周万富，赵敏，王鑫，等．注聚井堵塞原因[J]．大庆石油学院学报，2004，28(2)：40-42．

[7]柴方源，徐德奎，蔡萌．二、三类油层聚合物驱全过程一体化分注技术[J]．大庆石油地质与开发，2013,32(2)：92-95．

[8]裴晓含，段宏，崔海清，等．聚合物驱偏心分质注入技术[J]．大庆石油地质与开发，2006，25(5)：68-69，73．

[9]李建云．聚合物驱多层分质分压注入技术研究与应用[J]．内蒙古石油化工，2010(1)：130-132．

中图分类号：TE39

文献标识码：A

文章编号：2095-0063(2015)06-0065-03

收稿日期：2015-08-26

基金项目：大庆市指导性科技计划项目：松辽盆地高光谱油气异常探测关键技术研究与应用(szdfy-2015-58)。

作者简介：刘崇江(1964-)，男，黑龙江大庆人，高级工程师，从事采油工程研究。

DOI10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2015.06.016