L1油藏微球%2B表面活性剂驱油技术研究与应用.pdf

L1 油藏微球+表面活性剂驱油技术研究与应用杨金峰1，辛萌1，杨飞涛1，卢富强1，高浩2，赵艳艳1，张道法1，李曼平1（1.中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安710200；2.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安710018）摘要：随着注水开发时间延长，姬塬油田超低渗透 L1C8 油藏面临平面和剖面水驱矛盾突出、油井见水等问题，通过逐轮次实施调剖调驱后，储层物性较好的高渗带优先逐步开采，物性较差的低渗带储层越难挖掘。因此急需探索通过PEG 或聚合物微球堵优势水驱通道，扩大波及体积；再利用表面活性剂通过降低界面张力、改变岩石润湿性，改善驱油效率技术思路，实现“堵+驱”改善水驱、提高驱油效率技术。本文采用微球+表面活性剂先堵后驱技术思路，研发了一种AES 乳化表面活性剂，通过开展室内评价和 14 个井组现场应用，取得了较好的驱油及降递减效果，有效的缓解了油藏水驱矛盾，实现区块剩余油的有效开采。关键词：L1C8；JY 油田；表面活性剂；驱油中图分类号：TE357.46文献标识码：A文章编号：1673-5285（2023）0苑-0042-05DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.20圆3.0苑.009Research and 葬pplication of microspheres and surfactantflooding technology in L1 reservoirYANG Jinfeng1，XIN Meng1，YANG Feitao1，LU Fuqiang1，GAO Hao2，ZHAO Yanyan1，ZHANG Daofa1，LI Manping1（1.Oil Production Plant 5 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xian Shaanxi 710200，China；2.Oil and Gas Technology Research Instituteof PetroChina Changqing Oilfield Company，Xian Shaanxi 710018，China）Abstract:With the extension of development time of water injection,the ultra-low perme原ability L1C8 reservoir in Jiyuan oilfield is faced with some problems such as obvious contra原diction between plane and profile of water flooding and water breakthrough in producingwells.After polymer microsphere flooding and PEG profile control round by round,the reser原voir of the high permeability zone with good physical properties is prioritized and graduallydeveloped,while the reservoir of the low permeability zone with poor physical property ismore difficult to excavate.Therefore,it is urgent to explore the blocking of the dominant wa原ter flooding channel by PEG or polymer microspheres to expand the sweeping volume.Reusing surfactants can improve oil displacement efficiency by reducing interfacial tension,*收稿日期：圆园2猿原园远-16作者简介：杨金峰（1986），男，油气田开发高级工程师，硕士研究生，2013 年毕业于中国石油大学（北京），研究方向为提高采收率。E-mail：yjf810_石油化工应用PETROCHEMICAL INDUSTRY APPLICATION第 42 卷第 7 期2023 年 7 月Vol.42 No.7July.2023L1C8 油藏为三角洲前缘沉积体系控制下的低渗透岩性油藏，构造为西倾单斜背景之上由差异压实作用形成的一系列幅度较小的鼻状隆起。平均油层厚度10.5 m，孔隙度 9.32%，空气渗透率 0.57 mD，区块 2007年投入开发，采用 480 m伊150 m 菱形反九点井网，2008-2011 年规模开发。L1 油藏东南部目前油井总数 236口，开井 211 口，日产液 802 t，日产油 389 t，综合含水率 42.6%，平均动液面 1 886 m，动用含油面积 28 km2，动用地质储量 1 402伊104t，技术可采储量 277伊104t。地质储量采油速度 1.05%，地质储量采出程度 14.2%。注水井总数 81 口，开井 78 口，日注水 1 776 m3，平均单井日注水 24 m3，累计注采比 1.521-3。随着开发时间延长，油藏水井剖面吸水形态逐步变差（吸水不均井占比 44.9%），水驱动用程度低71.2%，油井见效后孔隙型见水井逐年增多（见水井占比 23.2%），非水驱优势方向油井供液变差，水驱矛盾逐步显现，注水调控效果有限。2017 年以来通过聚合物微球调驱试验 14 井组，注聚后含水率由快速上升趋势转为稳定，控水稳油效果明显，2021 年底含水率再次出现上升趋势。通过动态检测及室内分析认为，通过聚合物微球调堵优势水驱通道，剩余油富集区逐步被开采，初期会呈现出较好的驱油、降水效果，但随着开发周期的延长，物性较好的高渗带储层优先开采，物性较差的低渗带储层越难挖掘，因此本论文主要通过聚合物微球调驱后，研发一种表面活性剂，能有效提高油藏驱油效率，实现“堵+驱”改善水驱、提高驱油效率技术。员微球+表面活性剂机理及技术评价员.1技术机理针对超低渗透裂缝性油藏水驱开发平面及剖面矛盾突出，采收率低的问题，利用聚合物微球堵优势水驱通道，扩大波及体积，再利用表面活性剂降低界面张力、改变岩石润湿性，利用高界面活性提高洗油效率，实现“堵+驱”高效提高采收率的技术。微观驱替实验表明，乳化调控表面活性剂能有效扩大波及体积；并联岩心驱替表明，强洗油乳化调控表面活性剂驱，能有效启动低渗岩心（图 员、图 圆）。图 员表面活性剂驱油示意图图 2驱油机理示意图员.2技术评价员援圆援员三种表面活性剂界面张力和乳化性能对比分别对 TS-1、BA 和 AES 三种表面活性剂进行了界面张力和乳化性能测试，结果见图 猿、图 源。在相同浓度条件下，表面活性剂 TS-1 降低界面张力效果较好，界面张力值为 7.69伊10-3mN/m，但其乳化能力最差；表面活性剂 BA 降低界面张力效果最好，界面张力值为 2.40伊10-4mN/m，其乳化能力中等；表面活性剂 AES 降低界面张力效果相对较差，界面张力值为 2.53伊10-1mN/m，changing rock wettability,and achieving the technology of blocking+flooding to improvewater flooding and improve the flooding efficiency.In this paper,using the idea of polymermicrosphere+surfactant first blocking and then flooding technology,an AES emulsificationsurfactant was developed.Through experimental evaluation and the application of 14 wellgroups,good oil flooding performance and decrement effect have been achieved.It effectivelyalleviates the contradiction of water flooding in the reservoir and realizes the effective ex原ploitation of the residual oil in the block.Keywords：L1C8；JY oilfield；surfactant；oil displacement员缘园 滋mRoll-Up MechanismLiquid兹兹兹杨金峰等L1 油藏微球+表面活性剂驱油技术研究与应用第 7 期43但其乳化能力最强。图 猿不同表面活性剂的界面张力图 源不同表面活性剂的乳化性能员援圆援圆表面活性剂筛选模拟 L1C8 油藏条件，使用筛选出的三种表面活性剂体系，开展不同渗透率均质岩心物理模拟驱油实验，评价表面活性剂降低界面张力能力、乳化能力对驱油效率的影响。驱油效率随着注入表面活性剂体系的 PV 数的增加而增加（图 缘），其中BA 表面活性剂的驱油效率增幅最大，AES 表面活性剂次之，TS-1 表面活性剂的驱油效率增幅最低。在驱油过程中 BA 表面活性剂的注入压力略降，TS-1 表面活性剂的注入压力下降了 18%，这主要因为二者都能够大幅度降低界面张力，导致毛管力减小。而 AES 表面活性剂的注入压力则随着注入量大幅增加，驱油过程中的最大注入压力比初始注入压力增加了 19%，这主要是因为 AES 表面活性剂具有较强的乳化能力，乳化形成的乳液液滴能够聚集在狭窄孔喉处产生贾敏效应，提高多孔介质中的渗流阻力，使得注入介质能够进入更加微小的孔道中驱油，有效提高了波及系数和驱油效率。在超低渗透油藏中，表面活性剂的乳化能力比界面张力更重要。尤其是非均质性越强，则需要乳化性能越强的表面活性剂来进行就地调控。综上考虑，优选AES 表面活性剂为性能最佳的表面活性剂。图 缘驱油效率评价曲线员援猿表面活性剂注入参数优选分别配制了不同浓度的 AES 表面活性剂溶液，测试其降低界面张力和乳化原油的能力。在 0.2%的低浓度使用条件下，界面张力可以达到 10-3mN/m 以下，达到超低界面张力水平（图 远）。不同浓度 AES 表面活性剂乳化原油情况（图 苑）。实验结果表明，随着浓度的增加，表面活性剂对原油的乳化能力增强，综合考虑成本问题选择 0.2%为现场应用最佳的注入浓度。圆现场应用评价圆援员选井原则前期已在 L1 油藏东南部开展聚合物微球驱试验，效果统计表明 L1C8 油藏适应性好，微球驱能有效改1010.10.010.0010.0001051015202530时间/minBAAESTS-11.00.80.60.40.20TS-1BAAES振荡5次，静置60 s振荡5次，静置30 s员园怨愿苑远缘源猿圆员园园园援圆园援源园援远园援愿员援园员援圆员援源注入表面活性剂的 孕灾 数BAAESTS-1图 远不同浓度条件下界面张力测试结果10.10.010.0010.00010.000010510152025303540时间/min0.1%0.2%0.3%0.6%1.0%石油化工应用2023 年第 42 卷44图 苑不同浓度条件下纳米生物驱油剂乳化能力测试对比0.1%0.05%0.2%0.4%善水驱效果，水驱波及体积及采收率明显提高，通过总结归纳出选井原则：前期开展过微球调驱，整体平面矛盾得到较好改善区；油藏与地面注水系统兼顾，低成本、易运行，集中注入；充分利用聚合物微球规模应用的技术成果及经验，开展工艺参数设计。同时开展表面活性剂对比试验；选取井网完善的面积注水区域为试验区。根据以上选井原则，通过单井组动态分析，本次在东南部孔隙型见水区提出微球+纳米生物驱油注入 14个井组，均衡平面水驱，促进油井见效。圆援圆施工参数设计L1C8 油藏东南部计划 14 口注水井，日注水 328 m3，设计浓度为0.2%，按公式 Q=琢仔r2h椎 计算注入量，依据经验设计驱油剂用量按 1/6 井距（即 50 m）处理半径计算，设计注入量为 0.4 PV，计算药剂总用量约为 84.2 t，各单井注入参数见表 员。圆援猿注入工艺采用集成式撬装化注入设备，含配套柱塞泵（功率2.2 kW h，排量 0耀60.0 L/h）；配套地面管线、配电设备各 1 套。将注入设备、配套设备与配水（阀组）间注水管线连接，按设计要求投加表面活性剂原液，该原液随注入水经注水井原井管柱注入目标地层。选择在施工井对应的配水（阀组）间外适宜的位置，按工艺流程示意图（图 8）安装调试注入设备。要求设备试压 25.0 MPa，稳压 5 min，压力不降，无刺漏即为合格。来水管线在正常注水条件下无刺漏方可施工。圆援源施工效果在L1C8 油藏开展试验 14 口，对应油井 61 口，注入表面活性剂前，试验井组实施聚合物微球调驱，注入粒径 50 nm，浓度 0.1%，2022 年 5 月起效果逐渐变差，油量由 139 t 下降至 113 t。2022 年 9 月起开始注入 AES 表面活性剂，15 口注入井压力保持平稳，注入压力上升风险小，日产油平稳，综合含水率平稳，降递减效果显著。序号井号总设计药量/t注入浓度/%携液量/m3注入天数/d日加药量/kg日注水量/m31D227-866.80.23 39113052262D229-847.30.23 65213056283D229-865.20.22 60913040204D229-884.70.22 34813036185D225-827.30.23 64615248246D225-845.50.22 73415236187D225-866.70.23 34215244228D227-844.60.22 27815230159D221-746.70.23 333133502510D221-765.30.22 667133402011XD219-765.40.22 679107502512D219-787.30.23 643107683413D217-765.60.22 786107522614D216-775.80.22 8931075427合计/平均84.2/0.242 001/130656/328/表 员L1C8 油藏东南部表面活性剂注入参数杨金峰等L1 油藏微球+表面活性剂驱油技术研究与应用第 7 期453 马天寿，张赟，邱艺，等.基于可靠度理论的斜井井壁失稳风险评价方法 J.石油学报，2021，42（11）：1486-1498.4 唐得勇.钻井工程中井漏预防及堵漏技术 J.西部探矿工程，2022，34（6）：95-97.缘 谭忠健，李辉，尚锁贵，等.渤中 34-9 油田火成岩发育区地质工程一体化评价与应用J.石油地质与工程，2022，36（3）：45-50.6 张欣，田英英，韩泽龙，等.基于机器学习算法的井漏预测与诊断理论模型研究 J.钻探工程，2022，49（2）：58-66.7 罗伟，李大伟，向良炜，等.渤海油田火成岩地层呼吸效应钻井措施的探讨 J.科学技术创新，2022，（7）：113-116.8 许成元，张洪琳，康毅力，等.深层裂缝性储层物理类堵漏材料定量评价优选方法J.天然气工业，2021，41（12）：99-109.9 杨虎，薛晓军，陈向辉，等.基于测井数据反演火成岩力学参数模型的建立及其工程应用J.天然气工业，2021，41（5）：101-109.10 谭忠健，胡云，袁亚东，等.渤海海域裂缝性地层井漏机理研究以渤中 34-9 油田为例 J.中国石油勘探，2021，26（2）：127-136.加药罐流量计计量注入装置配水间单注水管线压力表取样阀水表图 8表面活性剂驱工艺流程示意图3结论（1）本论文围绕表面活性剂关键技术指标，开展界面张力、乳化性能、驱油效率等综合评价，筛选出适合L1C8 油藏驱油表面活性剂，探索出姬塬油田超低渗透油藏“微球+表面活性剂”提高采收率工艺技术。（2）微球+表面活性剂先堵后驱技术思路，通过 PEG或聚合物微球堵优势水驱通道，扩大波及体积；再利用表面活性剂通过降低界面张力、改变岩石润湿性，改善驱油效率技术思路，实现“堵+驱”改善水驱、提高驱油效率技术，是未来姬塬油田超/特低渗透油藏稳产的方向。参考文献：1 杨金峰，徐琳，杨飞涛，等.超低渗透油藏微纳米胶囊驱油技术研究与应用 允.石油化工应用，2023，42（4）：80-82，88.2 刘述忍.裂缝性油藏凝胶颗粒表活剂调驱机理研究D.青岛：中国石油大学（华东），2013.3 刘卫东.聚合物/表活剂二元驱提高采收率技术研究 D.北京：中国科学院研究生院（渗流流体力学研究所），2010.（上接第 30 页）石油化工应用2023 年第 42 卷46