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1、聚合物驱注入方案编制摘要：目前我国的各大油田，大部分都已进入高采出程度、高含水期，开展新的采油技术十分必要。聚合物驱油技术机理相对简单，增油效果较为明显，聚合物驱现在已经成为老油田增产挖潜的主要技术。在聚合物驱实施过程中，影响其增油幅度的因素很多，聚合物驱注入方案的合理与否就是一个重要的影响因素。本文就将对聚合物驱注入方案的科学编制做以介绍。 关键字：物驱；注入方案；注入段塞；注入浓度；分子量 前言 并非所有的油藏都适合聚合物驱，即使是适合聚合物驱的油藏，其增产幅度也有很大差别。其原因主要有两个，一方面是地质条件，油气水的性质；另一方面是聚合物产品的性能、水驱开发的状况、聚合物驱地质油藏工程方
2、案等。而聚合物驱注入方案有在聚合物地质油藏工程方案中占有首要的位置。可见，聚合物驱注入方案的研究具有举足轻重的作用。下面就简要介绍一下聚合物驱注入方案的编制。 在筛选出适合的聚合物驱的油藏以后，就要着手编制聚合物驱的注入方案，该方案包括聚合物的相对分子质量、聚合物用量、注入段塞和浓度及注入方式等各项指标，主要利用室内驱油试验、数值模拟和经济评价等手段，对比指标为技术指标和经济指标两种。筛选的过程是首先进行室内驱油试验，初步确定聚合物溶液浓度、段塞大小和用量，然后设计不同注入用量、浓度和注入方式，利用数值模拟进行计算，确定各项技术指标和经济指标。最终综合室内研究试验、数值模拟和经济优化结果，考虑
3、现场实际，选取提高采收率的幅度和经济效益两者都相对较高时的各项参数作为最佳的注入方案。 编制方案是在充分认识油层状况和分析目前生产状况的基础上，综合考虑各种因素，并有针对性的研究过程。其内容应包括如下几个方面。1、 油藏地质开发简况：其中包括地质概况和油藏开采简史。1、 地质开发简况通过研究开发区块的油藏地质特征，认清油层的发育状况，油层连通性，油层非均质性，油层物理性质及油层流体的性质。主要内容包括：油藏构造形态，断层发育和分布情况，油层砂体发育状况及其变化规律，油层平面和纵向上的非均质性描述，油层温度等。2、 油层开采历史通过油层开发历史，能够使我们进一步了解该区块的开发状况，对分析油层水
4、淹状况和剩余油分布有很大帮助。内容包括：该区块开发初始时间，开发层系，基础井网类型，开采方法，开发过程中采取的调整手段、时间、目的，特别要分析聚合物驱油目的层的开发过程和当前的开发状况。2、 油藏描述深刻地描述油层及分析水淹特点是认识油层及开发现状的关键，做好该项工作有助于准确认识经长期开发过程至今油层中的剩余油分布状况。1、 油层发育情况描述油层的沉积环境，统计有代表性的取心井岩心分析资料，分析油层的非均质性和油层类型。描述油层的砂体分布，分析油层厚度和渗透率分布状况，统计油层的平均物理参数。2、 沉积单元划分叙述油层从沉积时间上划分为几个时间单元。描述各时间单元的油层发育情况，砂体分布及油
5、层物理性质等。3、 水淹情况划分利用单井水淹层测井解释资料统计分析油层的水淹状况，分析并描述单井和区块的平面及纵向上的水淹状况和水淹特点。3、 聚合物驱层系组合及井网部署1、 层系组合 油田的油水井往往穿越的是多个油层，这些油层之间的性质差异很大，这种差异导致了油田开发的层间矛盾，及高渗透层的开发效果明显好于低渗透层。在开发过程中一般把邻近的层作为一个层系来组合开采，以减少层间矛盾。2、 井网部署聚合物驱是在水驱的基础上采用的开发方式，其井网是在水驱井网的基础之上调整形成的。因此既要尽可能地减少钻井投资，又要取得好的开发效果，这两者成为我们进行井网部署主要考虑的问题。井网部署的原则：（1）充分
6、考虑与与原井网的衔接，充分利用老井；（2）油水井数比控制在1:1左右；（3）同时充分考虑对聚合物驱油层系的更换。井网部署的最终效果是在综合考虑各种因素后确定所采用的井网类型和井距大小。4、 注聚合物前油水井生产状况聚合物驱开发区块内有老井也有新井，而且新井多分布在老井之间，因此，分析新井资料可使我们对油层有一个进一步的认识。通过分析开发区块内的油水井生产状况我们可以从宏观上认清各井的生产能力和注入能力，为方案编制提供指导性的依据。大量实验、矿场试验和数值模拟研究表明，除油层条件外，聚合物驱注入参数所采用的注采方式对聚合物驱油效果具有不同程度的影响。在编制聚合物驱方案时应结合室内试验、矿场试验和
7、数值模拟研究结果，充分论证所选注入参数和注采方式。5、 聚合物驱注入参数及注采方式确定 1、注入参数选择（1）聚合物相对分子量的优选 由于聚合物分子的纤维特性，加上它的延伸和缠绕能力，使得相对分子质量成为其性能的重要影响因素，相对分子质量越大，分子间的作用越强，增粘效果越好。当然相对分子质量过大，对油层的注入带来困难；相对分子质量太小，聚合物的增粘效果又会大大降低。因此，在进行聚合物矿场设计时，必须事先研究聚合物相对分子质量与油层渗透率的匹配关系。根据大量的试验研究得出油层渗透率与聚合物相对分子质量的匹配关系。 图1 聚合物相对分子质量与岩心渗透率匹配关系室内试验表明，在相同的剪切速率下，虽然
8、聚合物相对分子质量越大，其溶液通过炮眼剪切降粘损失越大，但其保留粘度仍比低相对分子质量的高。另外，由于在相同的浓度下，高分子质量聚合物的增粘效果好于低相对分子质量聚合物。因此，要达到相同的驱油效果所需的聚合物的量，高相对分子质量聚合物要少于低相对分子质量聚合物。因此，在注入能力允许的情况下，只要聚合物相对分子质量与油层的渗透率匹配，就应该采用高相对分子质量聚合物。 （2）聚合物的合理用量 聚合物的用量的确定是聚合物驱中一个比较重要的问题。聚合物的用量一般用聚合物溶液注入油层空隙体积的倍数和注入质量浓度的乘积来表示。在确定用量时不仅要考虑到增油效果，还要考查整个项目的经济效益。 聚合物用量的确定
9、比较早的方法是前苏联的一种方法，即采用采收率增值与吨聚合物增油量的乘积作为综合指标，来衡量聚合物的合理用量。在一定的油层条件和聚合物增粘效果下，聚合物的用量越大，提高采收率越高。但当用量达到一定程度之后，提高采收率幅度随用量的增加变化不大。虽然吨聚合物增油始终是降低的，但是综合指标呈现出上升，后下降的过程，在390时候出现峰值。 由于上述方法所确定的聚合物用量只能反映聚合物用量本身的技术效果，没有全面反映聚合物驱油的经济消息，因此，近年来人们主要使用经济评价的方法来优化合理用量。主要是因为，在进行聚合物驱时，化学剂的消耗只是总投入中的一部分，总投入中还包括地面建设投资、前期井网调整费、各项税收
10、及其其它费用。经济评价表明，聚合物驱项目具有前期投入高，后期产出多的特点：在聚合物驱的初期，增油量很少，但各项费用已经支出，累计净现金流量为负值；随着增油量的增加，累计净现金流量逐步达到最高。 （3）聚合物溶液的注入质量浓度 室内研究表明，随着质量浓度的增加，聚合物溶液的粘度增大，流度比改善的程度越大，聚合物驱的波及体积越大，提高采收率的幅度越大。特别是油层渗透率的变异系数越大，即油层的非均质越严重，采用高质量浓度聚合物溶液，对扩大波及体积的作用就越大，驱油效果就越好。室内试验和数值模拟的研究结果都表明，随着聚合物溶液注入质量浓度的提高，采收率增加幅度增大，当达到某一质量浓度后，再增加质量浓度
11、采收率的增加幅度变小。 在相同的用量下，随着聚合物质量浓度的提高，聚合物驱提高采收率值增加。当聚合物溶液的质量浓度超过2000mg/L时，聚合物驱提高采收率值增幅减缓。这主要是由于聚合物的质量浓度较低时，提高聚合物的质量浓度，可以大大增加驱替相的粘度，改善水油流度比，从而提高聚合物驱的效果。当聚合物的质量浓度为2000mg/L时，水油流度比达到最佳值，因此再提高聚合物溶液的质量浓度，提高采收率的幅度不大。 （4）聚合物溶液的注入段塞设计 聚合物溶液的注入段塞设计主要包括段塞尺寸和注入方式。段塞尺寸的设计主要考虑聚合物的滞留和段塞前后的粘度指进现象。段塞的大小可有多种选择：一种是聚合物再油井突破
12、后再注入顶替水，可避免粘性指进对聚合物溶液段塞的破坏，但这可能就需要较多的聚合物量，影响经济效益；另一种调节段塞大小，使得在聚合物溶液前缘混合带在油井突破之后顶替水也随后到达，这就大大减少了聚合物段塞的尺寸。 通常在矿场实施中，都采用“阶梯型”段塞结构的注入方式，即聚合物溶液分几个连续的段塞，其浓度依次降低。主要基于随聚合物溶液浓度的增加，提高采收率随之增大这一观点。其设计方法是：第一级段塞为主力段塞，它的浓度略高于同量下的优化整体段塞质量浓度，其后各级段塞的质量浓度为前级段塞质量浓度的50%80%。由于注聚合物段塞过程中，段塞前缘聚合物吸附和稀释，是质量浓度降低，而减弱驱替效果，因此可以考虑
13、增设前缘段塞。前缘段塞的用量占总用量的20%30%，质量浓度取同等用量下优化整体用量的60%左右，其质量浓度与优化的质量浓度相当；其余用量作为流度保护段塞，其质量浓度为主题段塞的50%左右，用量为总用量的10%20%。当然各个油田的具体条件不同，可采用不同的段塞结构形式，但都以取得最佳的效果和好的经济效益为前提。 数值模拟研究结果表明，优化聚合物“三阶梯”段塞驱油效果优于相同条件下的聚合物整体段塞。在聚合物用量增加到500时，不同的注入方式影响不大。这样就可根据矿场的具体情况进行注入方式的设计，从中优选出最佳的段塞结构设计方案。 在聚合物驱的注入方案中，还应该考虑到地层水矿化度的问题。为了防止
14、地层水的矿化度引起聚合物溶液粘度的下降，应该在聚合物溶液段塞前后加入低矿化度水预冲洗段塞和聚合物溶液段塞后加入低矿化度水的保护段塞。 另外，由于地层发育、流体分布等原因，需要对注入井分类设计不同的注入参数，方法是一样的。 2、 确定注采方式（1） 分层注入方式分层注入是指在注入井中的同一层系上下段的渗透率极差较大，在笼统注入的情况下高渗透率层段注进的多，低渗透率层段注进的少、甚至不注进，因而采取上下层段分别注入的开采方式。其作用就是使同一层系内油层条件差异较大的层段都能注进，达到各层段驱替液均匀推进，最大限度地提高采收率。在方案编制中应对符合分层注入条件的井应用数值模拟方法进行效果计算，根据计
15、算结果确定是否选择分层注入开采方式。（2） 分步射孔方式分部射孔是指对于在同一层段内上下部位的水淹状况差异较大，在该层段全部射开的情况下，高水淹部位的产出液会严重影响该井的含水时，采用只射开低水淹层的开采方式。其作用是抑制产出液的含水，尽可能多地采出油层中低渗透且含油较多的部位的剩余油，从而最大限度提高采收率。同分层注入方式一样，采用数值模拟确定是否选择分步射孔方式及分步射孔井的补孔时机。（3） 聚合物段塞注入方式 数值模拟表明，当聚合物用量大于500时，应采用单一整体段塞注入方式。当聚合物用量小于500时，应采用优化的聚合物段塞组合注入方式。6、 聚合物驱实验方案1、 油、水井配产配注（1）
16、 注入井配注首先要搞清开发区块内每口注入井的注入能力，即在一定的注入压力下其可能的注入量。在确定了注入速度时，则以注入井为中心的井组为单元，根据区块注入速度要求，按碾平厚度为注入井进行单井配注。结合单井注入能力，调整确定聚合物驱注入井的单井配注量。（2） 生产井配产在注入井配注量的基础上，计算生产井的单井配产量，并结合井间关系及生产井的生产能力进行局部调整，从而确定生产井的配产量。（3） 有断层区块的配产配注如聚合物驱开发区内有多条断层，且断层可把区块分隔成若干小区块，则应对断层分隔的小区块分别进行配产配注。2、 开采指标预测（1） 建立油藏地质模型所建立的地质模型尽量包含整个开发区，各井的工作制度及油层条件尽可能符合实际。地质模型的框架是由各井点参数形成的，井点之间的关系是通过插值方法建立的，为了
