CN104314533A - 一种利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其包括首先将高、低填砂管岩心各自抽真空,饱和地层模拟水;用模拟盐水以注入速度为1mL/min分别驱替高、低填砂管岩心并测定孔隙体积和渗透率;以注入速度为1mL/min饱和地面脱水脱气原油;将饱和原油后的填砂管岩心密封后恒温放置48h;以注入速度为1mL/min驱替并联的高、低渗填砂管岩心,并计算水驱采收率;以1mL/min的注入速度,注入一定体积的盐敏自增稠聚合物溶液,随后注入模拟盐水进行过顶替;将并联的高、低填砂管岩心密封恒温放置120h待其增稠。本发明的方法操作简单、方便,注入性好,地层适用范围广,能有效改善注水地层的吸水剖面,提高原油采收率。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发工程技术领域中进一步提高原油采收率的技术,尤其涉及一种利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法。
背景技术
随着油田注水开发程度的不断加深,油藏的非均质性和不利的油水流度比造成注入水沿优势通道突进,大大的降低了注入水的波及体积。水驱波及不均已经进一步演变成优势通道间窜流,水驱效果进一步变差,使油田的稳产基础变薄弱。且在高含水阶段下地层仍有大量的剩余油,只是由于储层分异严重,使得储层的动用程度得到限制,因此仍具备继续挖潜的潜力。在改善水驱开发效果的各类工艺措施中,对前期注水开发过程中产生的优势通道进行调控是一项行之有效的方法。目前国内外在对优势通道调控的方法主要有两种:利用体相冻胶对优势通道进行调控和利用颗粒对优势通道进行调控。利用体相冻胶进行调控的方法,由于在实施过程中冻胶对各种设备和地层孔隙的剪切,色谱分离效应、地层水稀释以及地层的物理化学条件(温度、压力、地层水矿化度)敏感,因而其成冻时间、形成的冻胶强度和进入地层深度难以控制。而利用颗粒进行调控的方法由于受颗粒自身大小的限制,地层适用范围窄,并且其成本较高,严重限制该方法的矿场规模化应用。同时,现有的对优势通道调控提高采收率的方法中常规聚合物溶液单独使用时,主要用于驱油,调剖堵水作用效果弱,且常规聚合物主要是阴离子聚丙烯酰胺,在高矿化度盐水中的金属离子可与中和聚合物分子链的电负性,会导致聚合物分子链由舒展变为蜷曲,聚合物溶液的粘度大幅度下降,表现出来抗盐性较差。
发明内容
为了解决以上问题,本发明提供了一种步骤简单、操作方便,可实现对优势通道的调控,改善地层的非均质性,扩大波及体积,进而提高原油采收率的利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
上述的利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,包括以下步骤: (a)饱和水,首先将高、低填砂管岩心各自抽真空,饱和地层模拟水;(b)一次水驱,即用模拟盐水以注入速度为1mL/min分别驱替高、低填砂管岩心,测定高、低渗填砂管岩心的孔隙体积和渗透率;(c)饱和原油,即以注入速度为1mL/min饱和地面脱水脱气原油,直至出口端的产出液全部为油,得到饱和油体积;(d)老化,即将饱和原油后的填砂管岩心密封后恒温放置48h;(e)二次水驱,即以注入速度为1mL/min驱替并联的高、低渗填砂管岩心,直至产出液中含水率为98%,计算水驱采收率;(f)注入盐敏自增稠聚合物溶液,即以1mL/min的注入速度,注入一定体积的盐敏自增稠聚合物溶液,随后注入模拟盐水进行过顶替;(g)候凝增稠,即将并联的高、低填砂管岩心密封恒温放置120h待其增稠;(h)后续水驱,即以1mL/min的注入速度至产出液中的含水率再次达到98%,计算盐敏自增稠聚合物调控高渗透层后提高原油采收率的数值。
所述利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其中:所述盐敏自增稠聚合物溶液由盐敏自增稠聚合物和盐水组成,所述盐敏自增稠聚合物的质量分数为0.2~0.3%。
所述利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其中:所述盐敏自增稠聚合物是含有疏水侧链基团的聚丙烯酰胺类聚合物,其分子结构如下所示(结构式中,n=1~6),其相对分子质量为6~8×106,水解度20%~30%,固含量90%~95%;
。
所述利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其中:所述盐敏自增稠聚合物溶液是通过称取0.2~0.3g盐敏自增稠聚合物粉末,在搅拌条件下,少量多次均匀加进质量为99.7~99.8g的矿化度为60000~80000mg/L的盐水中,均匀搅拌30~40min后,静置熟化30~60min后配制得到。
所述利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其中:所述盐水由NaCl和CaCl2组成, NaCl为58000~78000mg/L,CaCl2为2000mg/L。
所述利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其中:所述盐敏自增稠聚合物溶液在40~80℃下,配液盐水矿化度为60000~80000mg/L,老化2~6d后,体系的粘度从初始30~60 mPa·s增大为20000~26000 mPa·s。
其中在盐敏自增稠聚合物溶液质量分数为0.25%,配液水矿化度为60000mg/L,60℃条件下老化5d体系粘度由初始45mPa·s增大至24000mPa·s;在盐敏自增稠聚合物溶液质量分数为0.30%,配液水矿化度为80000mg/L,80℃条件下老化5d体系粘度由初始55mPa·s增大至25000mPa·s。
有益效果:
本发明利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法操作简单、方便,组分单一、配制简单,不会出现色谱分离效应;注入性好,地层适用范围广,能有效改善注水地层的吸水剖面,提高原油采收率。其还具有以下优点:
1)盐敏自增稠聚合物剪切后仍有自增稠现象,削弱了机械剪切、地层岩石孔隙剪切等对聚合物粘度的影响;
2)可以大大削弱地层水矿化度对聚合物溶液粘度性能的影响;
3)该体系成本较低,初始粘度低,易于现场注入,适用范围广,地层适应能力强,选择性强和环境友好。
4)聚合物溶液体系在地层中增稠后可以大幅度增加其流动阻力,有效控制水驱的优势通道,减小水油流度比,进而实现后续液流转向进入含油饱和度高的中低渗透层,从而扩大水驱波及体积,最终达到提高采收率的目的。
5)通过盐敏自增稠聚合物的矿场应用,不仅可以使我国目前已停产的高含水井恢复生产;也为目前正在实施水驱的油田持续生产奠定基础;而且对我国原油的持续稳产和国家能源安全具有重要战略意义。
附图说明
图1 为本发明利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法中盐敏自增稠聚合物的结构及增稠机理示意图;
图2本发明实施例1利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法中60℃下0.25%盐敏自增稠聚合物溶液在盐水作用下的粘度变化情况;
图3为本发明实施例1利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法中0.25%盐敏自增稠聚合物溶液在温度为60℃、矿化度为60000 mg/L盐水作用下完全增稠后的效果照片;
图4为本发明实施例2利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法中盐敏自增稠聚合物对优势通道进行调控的双管填砂管岩心模型提高采收率实验流程示意图;
图4中1为平流泵、2为六通阀、3为水罐、4为油罐、5为堵剂罐、6为精密压力表、7为低渗填砂管、8为高渗填砂管、9为量筒、10为阀门。
具体实施方式
本发明利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法,其包括以下步骤:
(a)饱和水
即首先将高、低填砂管岩心各自抽真空,饱和地层模拟水;
(b)一次水驱
即用模拟盐水以注入速度为1mL/min分别驱替高、低填砂管岩心,测定高、低渗填砂管岩心的孔隙体积和渗透率;
(c)饱和原油
即以注入速度为1mL/min饱和地面脱水脱气原油,直至出口端的产出液全部为油,得到饱和油体积;
(d)老化
即将饱和原油后的填砂管岩心密封后恒温放置48h;
(e)二次水驱
即以注入速度为1mL/min驱替并联的高、低渗填砂管岩心,直至产出液中含水率为98%,计算水驱采收率;
(f)注入盐敏自增稠聚合物溶液
即以1mL/min的注入速度,注入一定体积的盐敏自增稠聚合物溶液,随后注入模拟盐水进行过顶替;
(g)候凝增稠
即将并联的高、低填砂管岩心密封恒温放置120h待其增稠;
(h)后续水驱
即以1mL/min的注入速度至产出液中的含水率再次达到98%,计算盐敏自增稠聚合物调控高渗透层后提高原油采收率的数值。
其中,上述的盐敏自增稠聚合物溶液是由盐敏自增稠聚合物和盐水组成,该盐敏自增稠聚合物的质量分数为0.2~0.3%;
该盐敏自增稠聚合物是含有疏水侧链基团的聚丙烯酰胺类聚合物,其分子结构如下所示(结构式中,n=1~6),其相对分子质量为6~8×106,水解度20~30%,固含量90~95%;
。
该盐敏自增稠聚合物溶液是通过称取0.2~0.3g盐敏自增稠聚合物粉末,在搅拌条件下,少量多次均匀加进质量为99.7~99.8g的矿化度为60000~80000mg/L的盐水中,均匀搅拌30~40min后,静置熟化30~60min后配制得到;该盐水由NaCl和CaCl2组成, NaCl为58000~78000mg/L,CaCl2为2000mg/L。该盐敏自增稠聚合物溶液在40~80℃下,配液盐水矿化度为60000~80000mg/L,老化2~6d后,体系的粘度从初始30~60 mPa·s增大为20000~26000 mPa·s。
下面结合具体实施例,对本发明利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法作进一步描述:
实施例1
本发明实施例1的利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法,是在矿化度为60000mg/L,质量为99.75g盐水中,边搅拌边缓慢加入0.25g盐敏自增稠聚合物,机械搅拌均匀30~40min后静置熟化0.5~1.0h,即得质量分数为0.25%盐敏自增稠聚合物溶液,然后将其放置于60℃恒温箱内,采用DV-Ⅱ Pro粘度计测定盐敏自增稠聚合物溶液体系粘度随时间的变化情况(如图2所示)。
本发明实施例1的聚合物溶液发生了增稠作用,体系的粘度显著增加。
实施例2
本发明实施例2的利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法,是以对岩心的封堵率为评价指标,封堵率越大,对优势通道的调控能力越好,其操作步骤为:
将长20cm,内径2.5cm的三根填砂管填充砂粒制得模拟岩心,分别记为1号、2号、3号,水驱至压力稳定后测其堵前渗透率k 1;然后向填砂管岩心注入0.3V p(岩心孔隙体积)质量分数为0.25%,配液水矿化度为60000mg/L盐敏自增稠聚合物溶液(60℃下老化5d体系粘度可由初始45mPa·s增大至24000mPa·s),随后注入0.05V p水进行过顶替,最后将填砂管岩心密封后置于60℃恒温箱内,待聚合物溶液达到完全增稠后(>2d)待再次水驱至压力稳定,测岩心的堵后渗透率k 2,并按公式E=(k 1- k 2)/ k 1×100%,计算岩心封堵率E,实验结果见表1。
表1 盐敏自增稠聚合物调驱剂的封堵性能
编号 | 堵前渗透率/μm2 | 堵后渗透率/μm2 | 封堵率/% |
1 | 1.13 | 0.048 | 95.6 |
2 | 2.00 | 0.11 | 94.5 |
3 | 4.00 | 0.32 | 92.0 |
由实验结果表明,本发明实施例2中盐敏自增稠聚合物溶液完全增稠后具有很强的封堵性能,封堵率达到90%以上,能够实现对优势通道的调控,进而提高了原油采收率。
实施例3
本发明实施例3利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法,是采用双管填砂管岩心模型(见图4)模拟含有优势通道的非均质地层,进而判断盐敏自增稠聚合物溶液对优势通道的调控能力及影响采收率增值的大小。
本发明实施例3的实施条件为:
盐敏自增稠聚合物溶液质量分数0.25%,配液水矿化度为60000mg/L。
采用上述盐敏自增稠聚合物溶液进行室内岩心驱替实验,原油为地面脱水脱气原油,其60℃下粘度为180mPa·s;模拟盐水矿化度为60000mg/L;实验温度为60℃;填砂管岩心基本的参数为直径为2.5cm,长度为20cm,高渗填砂管岩心渗透率为2.2μm2,低渗填砂管岩心渗透率为0.49μm2,注入段塞为0.3PV(高渗填砂管岩心的孔隙体积)。
由岩心驱替实验结果可知,调控前水驱采收率为41.1%,调控后水驱采收率最终达到64.4%,因此,本发明实施例3的原油采收率明显提高了23.3%。
实施例4
本发明实施例4利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法,如实施例3所述,在这里就不做赘述。
本发明实施例4实施条件为:
盐敏自增稠聚合物溶液质量分数0.3%,配液水矿化度为60000mg/L;原油为地面脱水脱气原油,其80℃下粘度为100mPa·s;模拟盐水矿化度为60000mg/L,实验温度为80℃;填砂管岩心基本的参数为直径为2.5cm,长度为20cm,高渗填砂管岩心渗透率为3.1μm2,低渗填砂管岩心渗透率为0.51μm2,注入段塞为0.3PV(高渗填砂管岩心的孔隙体积)。
由实验结果可知,调控前水驱采收率为38.4%,调控后水驱采收率最终达到65.2%,因此,本发明实施例4原油采收率明显提高了26.8%。
实施例5
本发明实施例5利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法,如实施例3所述,在这里就不做赘述。
本发明实施例5实施条件为:
盐敏自增稠聚合物溶液质量分数0.3%,配液水矿化度为80000mg/L;原油为地面脱水脱气原油,其80℃下粘度为100mPa·s;模拟盐水矿化度为80000mg/L,实验温度为80℃;填砂管岩心基本的参数为直径为2.5cm,长度为20cm,高渗填砂管岩心渗透率为4.2μm2,低渗填砂管岩心渗透率为0.48μm2,注入段塞为0.3PV(高渗填砂管岩心的孔隙体积)。
由实验结果可知,调控前水驱采收率为36.9%,调控后水驱采收率最终达到67.8%,因此,本发明实施例5的原油采收率明显提高了30.9%。
实施例6
本发明实施例6利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法,如实施例3所述,在这里就不做赘述。
本发明实施例6实施条件为:
盐敏自增稠聚合物溶液质量分数0.3%,配液水矿化度为80000mg/L;原油为地面脱水脱气原油,其80℃下粘度为100mPa·s;模拟盐水矿化度为80000mg/L;实验温度为80℃;填砂管岩心基本的参数为直径为2.5cm,长度为20cm,高渗填砂管岩心渗透率为4.3μm2,低渗填砂管岩心渗透率为0.52μm2,注入段塞为0.2PV(高渗填砂管岩心的孔隙体积)。
由实验结果可知,调控前水驱采收率为36.5%,调控后水驱采收率最终达到62.4%,因此本发明实施例6的原油采收率明显提高了25.9%。
实施例7
本发明实施例7利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法,如实施例3所述,在这里就不做赘述。
本发明实施例7实施条件为:
盐敏自增稠聚合物溶液分数0.3%,配液水矿化度为80000mg/L;原油为地面脱水脱气原油,80℃下粘度为100mPa·s,模拟盐水矿化度为80000mg/L,实验温度为80℃;填砂管岩心基本的参数为直径为2.5cm,长度为20cm,高渗填砂管岩心渗透率为4.5μm2,低渗填砂管岩心渗透率喂0.51μm2,注入段塞为0.4PV(高渗填砂管岩心的孔隙体积)。
由实验结果可知,调控前水驱采收率为35.8%,调控后水驱采收率最终达到70.1%,因此本发明实施例7的原油采收率明显提高了34.3%。
综上可知,本发明利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法中实施例3、4、5、6、7均可有效对优势通道进行调控,特别是优势通道发好的地层其调控效果越好,对应采收率增值越大,提高采收率效果显著,达到20%以上。
以下结合本发明在实际应用中实施例,对本发明做进一步描述:
本发明利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法在对优势通道进行调控,主要包括以下步骤:
第一步,采用60000~80000 mg/L矿化度的配液水或地层矿化度水配制质量分数为0.2~0.3%盐敏自增稠聚合物溶液并熟化1 h;
第二步,往油层中注入0.2~0.4倍优势通道孔隙体积的盐敏自增稠聚合物水溶液段塞;
第三步,往油层中注入0.001~0.02倍优势通道孔隙体积的配液水作为过顶替液段塞,再将井筒附近盐敏自增稠聚合物溶液送入地层3~5 m;
第四步,关井候凝,关井时间为上述盐敏自增稠聚合物溶液完全增稠所需时间,即2~6天。
其中,本发明利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法对优势通道进行调控,是将盐敏自增稠聚合物溶液注入地层或岩心中,用于调控优势通道,进而提高原油采收率。
本发明利用盐敏自增稠聚合物调控优势通道提高原油采收率的方法操作简单、方便,组分单一、配制简单,不会出现色谱分离效应;分子尺寸,注入性好,地层适用范围广,能有效改善注水地层的吸水剖面,提高原油采收率。
Claims (6)
1.一种利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)饱和水
首先将高、低填砂管岩心各自抽真空,饱和地层模拟水;
(b)一次水驱
用模拟盐水以注入速度为1mL/min分别驱替高、低填砂管岩心,测定高、低渗填砂管岩心的孔隙体积和渗透率;
(c)饱和原油
以注入速度为1mL/min饱和地面脱水脱气原油,直至出口端的产出液全部为油,得到饱和油体积;
(d)老化
即将饱和原油后的填砂管岩心密封后恒温放置48h;
(e)二次水驱
即以注入速度为1mL/min驱替并联的高、低渗填砂管岩心,直至产出液中含水率为98%,计算水驱采收率;
(f)注入盐敏自增稠聚合物溶液
即以1mL/min的注入速度,注入一定体积的盐敏自增稠聚合物溶液,随后注入模拟盐水进行过顶替;
(g)候凝增稠
即将并联的高、低填砂管岩心密封恒温放置120h待其增稠;
(h)后续水驱
即以1mL/min的注入速度至产出液中的含水率再次达到98%,计算盐敏自增稠聚合物调控高渗透层后提高原油采收率的数值。
2.如权利要求1所述的利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其特征在于:所述盐敏自增稠聚合物溶液由盐敏自增稠聚合物和盐水组成,所述盐敏自增稠聚合物的质量分数为0.2~0.3%。
3.如权利要求2所述的利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其特征在于:所述盐敏自增稠聚合物是含有疏水侧链基团的聚丙烯酰胺类聚合物,其分子结构如下所示(结构式中,n=1~6),其相对分子质量为6~8×106,水解度20~30%,固含量90~95%;
。
4.如权利要求1或2所述的利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其特征在于:所述盐敏自增稠聚合物溶液是通过称取0.2~0.3g盐敏自增稠聚合物粉末,在搅拌条件下,少量多次均匀加进质量为99.7~99.8g的矿化度为60000~80000mg/L的盐水中,均匀搅拌30~40min后,静置熟化30~60min后配制得到。
5.如权利要求4所述的利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其特征在于:所述盐水由NaCl和CaCl2组成, NaCl为58000~78000mg/L,CaCl2为2000mg/L。
6.如权利要求1或2所述的利用盐敏自增稠聚合物提高原油采收率的方法,其特征在于:所述盐敏自增稠聚合物溶液在40~80℃下,配液盐水矿化度为60000~80000mg/L,老化2~6d后,体系的粘度从初始30~60 mPa·s增大为20000~26000 mPa·s。
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