二类油层三元复合驱段塞的优化_赵畅.pdf

2023 年 第 7 期 化学工程与装备 2023 年 7 月 Chemical Engineering&Equipment 65 二类油层三元复合驱段塞的优化 二类油层三元复合驱段塞的优化 赵 畅（大庆油田第二采油厂，黑龙江 大庆 163414）摘 要：摘 要：通过物理驱油模拟装置利用人造岩心对弱碱三元复合体系驱油实验的段塞进行了优化选择，从主段塞和副段塞尺寸以及表面活性剂的用量进行优化，确定了弱碱三元体系的岩心驱油整个段塞用量为0.40PV 主段塞+0.25PV 副段塞，主段塞表活剂浓度为 0.35%，副段塞表活剂浓度为 0.25%。关键词关键词：段塞优化；段塞尺寸；表活剂浓度；三元复合驱 引 言 引 言 随着弱碱三元复合驱的应用规模不断扩大，开采对象由一类油层向二类油层转变。与一类油层相比，二类油层具有油层厚度相对较小,渗透率较低,非均质性强等特点1。本文采用大庆某区块油水条件，通过室内物理模拟驱油实验，开展弱碱三元复合驱提高采收率研究。在经典段塞的基础上，优选主、副段塞尺寸及表活剂浓度，分析段塞之间的差异和提高采收率幅度的变化规律，确定弱碱三元复合驱在现场应用的最佳段塞组合，为矿场试验的开展提供技术支持2-4。1 实验部分 1 实验部分 1.1 实验药品与仪器 实验药品：石油磺酸盐，有效物含量 40%；中分子聚丙烯酰胺，固含量 89.90%，大庆炼化公司生产；碳酸钠（分析纯）；原油，大庆油田脱水原油；实验用水，大庆油田深度处理污水。实验仪器：物理模拟驱油装置，江苏海安石油仪器厂制造；LV-DVII 型布氏粘度计，美国博力飞公司。1.2 实验步骤（1）人造岩心进行抽真空处理，饱和地层水，测定孔隙体积并进行孔隙度的计算；（2）饱和模拟油处理，记录饱和油量并计算初始含油饱和度，静置老化 12 h；（3）注水驱替直至含水率大于 98%；（4）注入化学驱主段塞+副段塞+保护段塞；（5）后续水驱直至含水率大于 98%结束驱替；（6）对实验数据进行整理，计算采收率提高值。2 结果与讨论 2 结果与讨论 室内物理模拟驱油实验中经典弱碱三元复合驱油配方为：主段塞为 0.3%S+1.2%Na2CO3+HPAM，粘度为 35.0mPa.s；副段塞为 0.2%S+1.0%Na2CO3+HPAM，粘度为 35.0mPa.s；聚合物保护段塞粘度为 35.0mPa.s。经典段塞注入体积为：主段塞（0.30PV）+副段塞（0.20PV）+聚合物保护段塞（0.20PV）。通过主、副段塞中不同表面活性剂浓度、不同段塞大小弱碱三元体系驱油效果的对比分析，优选出了三元复合体系的最佳注入方式。2.1 主段塞优化实验 2.1.1 主段塞尺寸优化 在主段塞为 0.25PV、0.30PV、0.35PV 和 0.40PV 四种条件下进行了弱碱三元复合体系的驱油实验，确定主段塞的尺寸对复合体系驱油效果的影响程度。化学驱段塞组合为：0.250.4PV 主（0.3%S+1.2%Na2CO32000mg/L HPAM）0.20PV 副（0.2%S+1.0%Na2CO3+2000mg/L HPAM）+0.2PV 保（1400mg/L HPAM）。表 1 不同主段塞大小人造岩心驱油实验结果 表 1 不同主段塞大小人造岩心驱油实验结果 岩心编号 主段塞（PV）水测渗透率（mD)孔隙度(%)含油饱和度(%)水驱采收率(%)化学驱采收率(%)1 0.25 152 22.04 68.37 49.55 22.81 2 0.30 162 21.72 69.23 50.72 23.72 3 0.35 158 23.11 67.83 51.01 24.35 4 0.40 165 22.72 68.51 51.89 24.62 备注 XPV 主（0.3S+1.2%Na2CO32000mg/L HPAM，粘度 35.0mPa.s）0.20PV 副+0.2PV HPAM 表 1 驱油实验数据表明，随着主段塞 PV 数的增加，三元复合体系的化学驱提高采收率逐渐增大后趋于平缓。主段塞用量从 0.3PV 增加到 0.4PV，化学驱采收率提高 1.17 个百分点，达到 24.62%。继续增大表活剂浓度，化学驱提高幅度平缓，因此确定主段塞用量为 0.4PV。2.1.2 主段塞表活剂浓度优化 DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.07.06566 赵 畅：二类油层三元复合驱段塞的优化 在主段塞表面活性剂浓度分别为 0.25%、0.30%、0.35%和 0.40%四种条件下进行了复合体系的驱油实验，确定表面活性剂浓度对于复合体系驱油效果的影响程度。化学驱段塞为：0.3PV 主（0.250.4S+1.2%Na2CO32000mg/L HPAM）0.20PV 副（0.2%S+1.0%Na2CO3+2000mg/L HPAM）+0.2PV保（1400mg/L HPAM）。表 2 不同主段塞表活剂浓度人造岩心驱油实验结果 表 2 不同主段塞表活剂浓度人造岩心驱油实验结果 岩心编号 表活剂（%）水测渗透率（mD)孔隙度(%)含油饱和度(%)水驱采收率(%)化学驱采收率(%)5 0.25 176 22.38 71.47 50.11 23.27 6 0.30 162 21.72 69.23 50.72 23.72 7 0.35 150 23.93 71.24 51.58 23.98 8 0.40 169 22.68 70.72 50.87 24.13 备注 0.3PV 主（XS+1.2%Na2CO32000mg/L HPAM，粘度 35.0mPa.s）0.20PV 副+0.2PV HPAM 表 2 驱油实验数据表明，随着表面活性剂浓度的增加，三元复合体系的化学驱提高采收率逐渐增大，表活剂浓度为0.35%时，达到 23.98%，继续增加用量，化学驱提高幅度平缓，因此主段塞表活剂浓度确定为 0.35%。2.2 副段塞优化实验 2.2.1 副段塞尺寸优化 在副段塞为 0.15PV、0.20PV、0.25PV 和 0.30PV 四种条件下进行了复合体系的驱油实验，确定副段塞的大小对复合体系驱油效果的影响程度。化学驱段塞：0.3PV 主（0.3%S+1.2%Na2CO3+2000mg/L HPAM）+0.150.3PV 副（0.2%S+1.0%Na2CO3+2000mg/L HPAM）+0.2PV 保（1400mg/L HPAM）。表 3 不同副段塞大小人造岩心驱油实验结果 表 3 不同副段塞大小人造岩心驱油实验结果 岩心编号 副段塞（PV）水测渗透率（mD)孔隙度(%)含油饱和度(%)水驱采收率(%)化学驱采收率(%)9 0.15 180 20.19 68.22 48.85 23.21 10 0.20 162 21.72 69.23 50.72 23.72 11 0.25 169 22.62 70.36 49.68 24.15 12 0.30 177 23.08 71.73 50.25 24.32 备注 0.3PV 主XPV 副（0.2%S+1.0%Na2CO3+2000mg/L HPAM）+0.2PV HPAM 表 3 驱油实验数据表明，随着副段塞 PV 数的增加，三元复合体系的化学驱提高采收率逐渐增大后趋于平缓，副段塞用量从 0.2PV 增加到 0.25PV 时，化学驱采收率提高 0.43个百分点，继续增加用量，化学驱提高幅度平缓，因此最佳副段塞用量为 0.25PV。2.2.2 副段塞表活剂浓度优化 在副段塞表面活性剂浓度分别为 0.20%、0.25%和 0.30%三种条件下进行了复合体系的驱油实验，分析副段塞表面活性剂浓度对复合体系驱油效果的影响程度。化学驱段塞为：0.3PV 主（0.3%S+1.2%Na2CO3+2000mg/L HPAM）0.20PV 副（0.20.3%S+1.0%Na2CO3+2000mg/L HPAM）+0.2PV 保（1400mg/L HPAM）。表 4 不同副段塞表活剂浓度人造岩心驱油实验结果 表 4 不同副段塞表活剂浓度人造岩心驱油实验结果 岩心编号 表活剂（%）水测渗透率（mD)孔隙度(%)含油饱和度(%)水驱采收率(%)化学驱采收率(%)13 0.20 162 21.72 69.23 50.72 23.72 14 0.25 144 22.60 70.88 51.23 23.86 15 0.30 185 20.63 71.68 50.08 23.92 备注 0.3PV 主0.2PV 副（X%S+1.0%Na2CO3+2000mg/L HPAM）+0.2PV HPAM 表 4 驱油实验数据表明，随着表面活性剂浓度的增加，三元复合体系的化学驱提高采收率逐渐增大，表活剂浓度为0.25%时，化学驱采收率达到 23.86%，继续增加表活剂浓度，化学驱采收率提高幅度平缓，确定副段塞（下转第 62 页）（下转第 62 页）62 吕 琳：孔南地区二氧化碳吞吐技术的应用 蚀风险点位于油管中部。为解决以上问题，提出以下两项措施：第一，采用内衬油管，避免二氧化碳腐蚀油管，造成管漏，部分吞吐井也制定了相应的加药制度。第二，应用环氧树脂防腐抽油杆，将环氧树脂粉末以特殊的表面处理工艺涂覆在抽油杆表面，得到耐腐、高强、低摩擦系数的性能，单边涂层厚度为0.15mm-0.38mm。该防腐抽油杆与常规抽油杆相比具有很高的抗腐蚀性能，适应各种不同腐蚀介质油井，耐腐性能是常规杆的 5 倍以上，同时可以减少结垢结蜡，增加流体效率，延长油杆使用寿命，性价比高，综合效益好。4 应用情况 4 应用情况 针对孔南地区多层系、薄互层、多类型的油藏特性，按“探索试验-分析评价-总结认识-推广实施”的思路，分油藏实施评价，稳步推进，研究南部油田二氧化碳吞吐适应性和技术体系。实施二氧化碳吞吐油井可以分为边底水、稠油、特殊岩性三类油藏。实施吞吐15口井，初期增能力26.64吨，阶段累增油 4137.65 吨，取得了较好的实施效果。参考文献 参考文献 1 王守岭,孙宝财,王亮,等.CO2吞吐增产机理室内研究与应用J.钻采工艺,2004,27(1):91-94.2 吴俊峰,刘宝忠,刘道杰,等.二氧化碳混相压裂吞吐实验J.特种油气藏,2022,7(1):1-9.3 常润钊.低渗透油层自生 CO2吞吐技术研究J.化学工程与装备,2016(05):149-151.4 孙雷,庞辉,孙扬,等.浅层稠油油藏CO2吞吐控水增油机理研究J.西南石油大学学报(自然科学版),2014,36(6):88-94.5 彭彩珍,李超,杨栋.低渗透油藏二氧化碳吞吐选井研究J.油气藏评价与开发,2017,7(1):32-35.6 马桂芝,陈仁保,张立民,等.南堡陆地油田水平井二氧化碳吞吐主控因素J.特种油气藏,2013,20(5):81-85.（上接第 66 页）_（上接第 66 页）_ 最佳表活剂浓度为 0.25%。3 结 论 3 结 论（1）三元体系配方不变的情况下，化学驱采收率随着段塞尺寸的增加逐渐增大，主段塞注入体积从 0.3PV 增加到0.4PV，化学驱采收率提高 1.17 个百分点，达到 24.62%。（2）在固定段塞尺寸的情况下，提高表活剂浓度，化学驱采收率随之提高；（3）最佳注入段塞组合为：0.40PV 主(0.35%S+1.2%Na2CO3+HPAM)+0.25PV 副(0.25%S+1.0%Na2CO3+HPAM)+0.2 PVHPAM.。参考文献 参考文献 1 聂春林.油层非均质性对三元复合驱开发效果的影响及其应对措施以大庆油田二类油层为例J.大庆石油地质与开发,2022,41(02):110-114.2 杨承林,周正祥,郭鸣黎,等.三元复合驱注入参数的优化以大庆油田北二西试验区为例J.新疆石油地质,2007(05):604-606.3 于佰林,孙国荣.三元复合驱物理模拟及优化研究J.河南石油,2004(05):35-36+39-3.（上接第 77 页）_（上接第 77 页）_ 参考文献 参考文献 1 吕会敏,宫慧,才忠杰,等.油田压裂船电驱设备配套及工艺流程设计研究J.中国修船,2022,35(5):69-71.2 卜掌印,刘志前.油田压裂酸化施工设备管理对策分析J.清洗世界,2022,38(9):175-177.3 林娜.油田压裂技术和压裂液的优化选择J.化学工程与装备,2022(6):47-48.4 马闯.油田压裂设备管理与维护保养措施J.设备管理与维修,2022(5):54-55.5 贺丽,慕江波.油田压裂技术和压裂液的优化选择探讨J.化工管理,2021(27):87-88.6 毕恩梓,曹卫东,陈全柱.玉门油田压裂泵车和混砂车控制系统升级改造J.设备管理与维修,2021(1):76-78.