Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.------------------------------------------author------------------------------------------date第五章聚合物驱油藏工程方案研究第二章 聚合物驱油知识及机理第五章 聚合物驱油藏工程方案研究并非所有油藏都适合聚合物驱油,即使是适合聚合物驱的油藏,其增产幅度差别很大其原因是一方面决定于油藏复杂的地质条件,油、气、水性质;另一方面聚合物产品性能、水驱开发状况、聚合物驱方案等方面,都对增产幅度有很大影响本章主要讨论适合于聚合物驱的油藏条件及聚合物驱地质油藏工程方案研究第一节 聚合物驱适用的油藏条件对于非均质比较严重、原油粘度较高、注水开发效果较差的油藏,采用聚合物驱油技术可以获得较好的效果由于受聚合物产品的性能、油藏条件和经济效益等的限制,不是所有的油藏都能采用聚合物驱,根据国内外大量的室内试验和现场实施结果,初步探索出一套聚合物驱油藏初步筛选标准(表5-1)表5-1 适合聚合物驱的油藏筛选标准参数油藏类型空气渗透率mD渗透率 变异系数油层原油粘度mPa•s地层温度℃地层水矿化度mg/L剩余可流动油饱和度 %其他条件适宜范围砂岩>200.5~0.820~100<70<6000>10无底水无气顶最大范围>10 10~200<93<10000 表5-1中的筛选标准是人们在长期的研究和实践中形成的,并得到逐步的修改和完善,虽然还有一些分歧,但可以有效地指导聚合物驱的矿场实施,避免不必要的投入。
对于某一油藏进行聚合物驱,还要作更加细致的研究1、油藏类型聚合物驱适用的油藏类型为陆相沉积的砂岩油藏,砂体发育连片,不含泥沙或含量非常少,这样可以防止聚合物的过多吸附而影响驱油效果;对于具有气顶的油藏,或者地层具有裂缝的油藏不能应用聚合物驱,因为注入的聚合物会充填到气顶中,或者沿着裂缝前进造成聚合物绕流,而不能在多孔介质的孔隙中流动降低流体的流度近年来,随着调剖技术的发展,有高渗透大孔道或微小裂缝的油藏也可应用聚合物驱油技术2、油层渗透率油层渗透率及其分布是聚合物驱能否成功的重要因素对于渗透率较低的油层进行聚合物驱,一方面由于注入能力低,注入压力上升较多,延长了注入周期;另一方面,井筒附近注入的聚合物溶液渗流速度快,造成聚合物严重的机械剪切3、渗透率变异系数渗透率变异系数表示油层的非均质程度一般地说,聚合物驱适合于水驱开发的非均质砂岩油田渗透率变异系数较小的油层,一般油层比较均匀,水驱开发效果好,聚合物驱提高采收率幅度低陆相沉积的油田一般油层非均质比较严重,水驱开发效果差,当油层渗透率系数在0.5-0.8之间时,聚合物驱油增产幅度较大油层的非均性,包括很多内容:从宏观上看,有纵向非均质、平面非均质;从微观上看,有孔隙结构非均质,矿物组成非均质等。
4、地层原油粘度原油的粘度在很大程度上决定了聚合物驱是否可行一般原油粘度在20-100mPa.s之间,其流度比可以得到较好的改善,适合进行聚合物驱如果其他条件允许,可以适当放宽到10-200mPa.s而原油粘度太高,需要更多的聚合物溶液质量浓度和更多的聚合物,这对油层的注入能力及经济效益均有影响5、油层温度聚合物驱的油层温度不能太高,虽然许多聚合物的热稳定性可以达到120℃或者更高,但使用时油层温度最好不要超高93℃.多数聚合物在70℃左右,其性质就会发生变化,聚丙烯酰胺在70℃表现出很强的絮凝倾向高温下降解反应会加速,吸附量增大,当温度高于70℃时,要求体系严格除氧温度还会对聚合物驱所需的其他化学添加剂,如杀菌剂、除氧剂等产生影响油层温度太低对聚合物驱也有不利的影响,因为在这样的温度下细菌的活动通常会加剧最适合聚驱的油层温度为25-40℃6、水质地层水和注入水矿化度低,有利于聚合物增粘a、矿化度高,聚合物粘度低,残余阻力系数低,这些因素都影响聚合物驱采收率高价阳离子不但能够严重降低聚合物的粘度,更严重的是引起聚合物交联,时聚合物从溶液中沉淀出来,这就是所谓的聚合物与油田水不配伍因此聚合物驱油藏地层水矿化度不应太高,一般应小于6000mg/L,如果经济上允许的话,可以提高到10000 mg/L。
孤岛采油厂目前地层水矿化度5000mg/L,有利于聚合物驱油国外高矿化度油田进行聚合物驱时,多采用“预冲洗”的办法,即注聚合物前先注一段淡水(低矿化度水)将聚合物溶液与高矿化度地层水隔开 b、地面水:用什么质量的水配制聚合物,至今没有严格的规定,但要尽量选取低矿化度的水,不超过900mg/L,最好在200~400mg/L随着温度升高,粘度损失增大,因此,配制用清水温度不要超过18℃,但温度太低不利于聚合物的溶解,不要低于8℃国外对水质的控制非严格,一般均要经过“脱氧处理”、“软化处理”对于地面注入地层的水要求避免堵塞油层、管道和地面设施,防止井和地面设施腐蚀从以上分析可以看出,聚合物适用的油藏条件主要是由聚合物产品本身的性能决定的随着科学技术的不断发展,生产工艺的不断进步,如果能生产出耐温、耐盐性好,且价格较低的新型聚合物,其适用的油藏条件还可以放宽题库问答题)根据国内外已有的经验,下列情况不适宜聚合物驱:渗透率太低的油层不适宜聚合物驱;油层有明显裂缝,不适宜聚合物驱;泥质含量太高(大于25%)的油层不适宜聚合物驱;水驱残余油饱和度太低(低于25%)的油层不适宜聚合物驱;底水油田(或油层),慎用聚合物驱。
同时,聚合物驱对油藏条件有很强的针对性,这就要求油藏描述要更深入细致因此,对实施三次采油的油田、区块、层系都要利用水淹层密闭取心技术、水淹层内及薄层精细测井系列与解释技术、井间岩性和物性变化预测技术、示踪剂测试技术以及室内微观物理模拟技术等,深化油藏认识,掌握长期注水后油性、物性、孔隙结构、矿物组成的变化、粘土的分布状态、水窜通道的分布及其对开采的影响;掌握流体性质的组分、离子含量以及控制剩余油分布的主要因素等,以降低项目的风险第二节 聚合物驱油方案及地质基础聚合物的驱油机理及矿场试验结果证明聚合物驱油效果与油层地质条件、油层流体性质、井网井距及聚合物溶液本身的性质有着密切的关系 聚合物驱是在油田的中、后期采用的驱油方法,此时油田已步入高含水阶段,层间矛盾突出,开采难度大,开采成本逐年增加,再加上聚合物驱比水驱工艺技术复杂,动态监测困难,且投资及生产费用都很高,因此,所编制的聚合物驱油开发方案必须是在充分认识区块油藏条件的前提下,具有科学性、全面的开发方案 一、聚合物驱选区矿场试验区块,应在聚合物驱油方法筛选潜力评价入选的一、二类单元中选取,这类单元、区块注采系统比较完善,测井、岩心、流体性质和注水开发动态资料比较齐全,有推广应用前景。
并要确定注聚范围的具体边界另外,为了便于聚合物驱油的矿场试验,总结了其选择的条件:(1)试验区选择在注水井开发的砂岩区块;(2)试验区所在区块对将来工业性推广应具有代表性;(3)试验区选择在具有较好的注采系统,且边界尽量封闭的地区;(4)试验区所处的地区具备测井、岩心、流压性质和注水开发动态资料;(5)试验区所处地理环境交通方便、地势平坦、便于地面基建的工程施工 二、聚合物驱方案内容 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: (1)油藏地质开发简况:其中包括地质概况和油层开采简史2)油藏描述:内容包括油层发育状况、沉积单元划分和剩余油分布、水淹状况和特点 (3)聚合物驱层系组合及井网部署 (4)注聚合物前的油水井生产状况 (5)聚合物注入参数优选:内容包括聚合物分子量、用量、溶液浓度和注入速度的优选 (6)确定注采方式:其中包括分层注入和分步射孔方式的选择,聚合物段塞注入方式及聚合物溶液段塞前后加保护段塞注入方式的选择 (7)确定聚合物驱实施方案8)开采指标预测 (9)聚合物驱经济效益预测 (10)方案实施要求 三、地质开发简况 1、地质开发简况 油田开发是一个长期连贯的过程,开发效果与油藏条件、井网类型和开采方法有着密切的关系。
因此,在聚合物驱方案编制过程中,要认真研究油藏地质特征,已往的开发历史和效果等问题 (1)地质概况 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,断层发育和分布状况,油层砂体发育状况及其变化规律,油层平面和纵向上非均质性的描述,油藏的油、气、水性质,油层温度,油层原始压力,油层原始含油饱和度,开发区块石油地质储量 (2)油层开采简史 通过分析开发区块油层的开发历史,能够使我们进一步了解该区块的开发状况,对以后分析油层的水淹状况和剩余油分布有很大帮助主要内容包括: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)油层发育状况 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及油层类型 描述油层的砂体分布状况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沉积时间单元的油层发育状况、砂体分布及油层物理性质 叙述油层的油水分布状况,统计说明各沉积时间单元的油、水饱和度分布状况及平均含油饱和度 (3)水淹状况分析 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通过分析和描述力求对油层水淹状况有一个比较清楚的认识 四、聚合物驱层系组合及井网部署 1、层系组合 油田中的油水井往往穿透的是多个油层,这些油层之间的性质差异很大,这种差异导致了油田开发中的层间矛盾,即高渗透层的开发效果明显好于低渗透层,如二者一起笼统开采,则高渗透层便抑制了低渗透层的开采效果在开发过程中一般把邻近的、油层性质相近的层作为一个层系来组合开采,以减小层间矛盾 层系组合的原则是:(1)同一层系内油层及流体性质、压力系统、构造形成、油水边界应比较接近;(2)一个独立的开发层系应具备一定的地质储量,满足一定的采油速度,达到较好的经济效益;(3)各开发层系间必须具备良好的隔层 2、井网部署 聚合物驱是在水驱基础上采用的开发方式,其井网也是在水驱井网的基础上调整形成的。
因此既要尽可能减少钻井投资,又要取得好的开发效果,便成为我们进行井网部署主要考虑的问题钻井投资与钻井数成正比,井数又与开发效果成正比,合理地解决好这一矛盾就可以得到合理的聚合物驱开发井网 在部署井网时遵循的原则是:(1)充分考虑与原井网的衔接,充分利用老井;(2)油水井数比控制在1:1左右;(3)同时要充分考虑对聚合物驱油层系的更换 井网部署的最终结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 由于聚合物溶液粘度比较高,注入聚合物溶液后,将使油层渗流阻力增大,注入能力大幅度下降,主要表现在注入井注入压力上升,注入量下降应用数值模拟方。