化學(xué)輔助蒸汽驅(qū)提高采收率機(jī)理研究.pdf

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1、化學(xué)輔助蒸汽驅(qū)提高采收率機(jī)理研究劉巖(勝利油田石油工程技術(shù)研究院，山東東營(yíng)257000)摘要：蒸汽驅(qū)是提高稠油油藏采收率的有效接替手段，而在蒸汽驅(qū)過(guò)程中輔助化學(xué)方法可以顯著改善開(kāi)發(fā)效果，實(shí)驗(yàn)室建立分析評(píng)價(jià)方法對(duì)其中關(guān)鍵作用機(jī)理進(jìn)行量化。利用x衍射、電鏡掃描、壓汞測(cè)試、鑄體薄片等分析手段考察了蒸汽化學(xué)驅(qū)前后巖心的孔滲結(jié)構(gòu)變化情況，明確了蒸汽溶蝕以及沙礫運(yùn)移是影響儲(chǔ)層孔滲的主要原因；建立了新的乳化評(píng)價(jià)方法“乳化啟動(dòng)速率測(cè)試”，利用電子顯微鏡表征了產(chǎn)出液形態(tài)，從力學(xué)角度描述了乳化剝離和賈敏效用，確定了蒸汽驅(qū)用驅(qū)油荊的關(guān)鍵指標(biāo)；明確了泡沫劑、驅(qū)油劑在提高蒸汽驅(qū)采出程度中的協(xié)同作用機(jī)

2、理，泡沫劑降低了高滲低合油飽和度區(qū)域的吸汽能力，驅(qū)油劑提高了高含油飽和帶的洗油能力，“先調(diào)后洗”的實(shí)施方案可以最佳的發(fā)揮化學(xué)劑的作用。關(guān)鍵詞：蒸汽驅(qū)；熱復(fù)合化學(xué)；洗油效率；貢獻(xiàn)率勝利油田稠油熱采儲(chǔ)量6．6x105，已動(dòng)用5．34x108￡，預(yù)測(cè)采收率19．8％，2012年勝利油田稠油熱采產(chǎn)量達(dá)至U475萬(wàn)噸，稠油熱采成為勝利上產(chǎn)的主要陣地之一。經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)，目前勝利油田稠油區(qū)塊采出程度大多大于12％，主力油田均已進(jìn)入多輪次吞吐、高含水開(kāi)發(fā)階段。蒸汽驅(qū)作為蒸汽吞吐有效的接替手段，可以大幅度提高采收率，預(yù)測(cè)采收率高達(dá)40％以上。因此勝利油田“十二五”期間，規(guī)劃實(shí)施稠油蒸汽驅(qū)井

3、組5Q個(gè)-70個(gè)，增(建)產(chǎn)能265萬(wàn)噸，配套完善蒸汽驅(qū)技術(shù)是勝利油田完成十二五規(guī)劃的重要保障。勝利油田稠油油藏條件與國(guó)外蒸汽驅(qū)油藏存在著明顯的差異，主要表現(xiàn)在：油藏埋藏深、油層壓力高。相同注入條件下的蒸汽隨著油藏壓力的升高，井底干度下降趨勢(shì)明顯，而蒸汽驅(qū)蒸汽干度對(duì)最終采收率影晌巨大。物模實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，相同溫度的0干度蒸汽和100％干度蒸汽驅(qū)替效率差距在20％以上。高壓油藏蒸汽驅(qū)的另一個(gè)突出矛盾就是蒸汽帶小、熱水帶大。數(shù)值模擬結(jié)果顯示，由于高壓油藏蒸汽驅(qū)蒸汽腔的發(fā)育不充分，直接導(dǎo)致蒸汽驅(qū)后局部剩余油飽和度過(guò)高。針對(duì)上述矛盾，有必要開(kāi)展化學(xué)輔助蒸汽驅(qū)工藝研究，也就是蒸汽化學(xué)驅(qū)

4、技術(shù)，改善勝利高壓稠油油藏蒸汽驅(qū)的開(kāi)發(fā)效果。1化學(xué)輔助蒸汽驅(qū)提高采收率機(jī)理研究1．1化學(xué)輔助蒸汽驅(qū)對(duì)儲(chǔ)層孔滲結(jié)構(gòu)的影響實(shí)驗(yàn)室對(duì)蒸汽驅(qū)、蒸汽化學(xué)驅(qū)前后的巖心進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試分析，包括電鏡掃描分析、x衍射分析、壓汞測(cè)試分析、鑄體薄片分析等。隨著蒸汽驅(qū)溫度的升高，易于膨脹的蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化，儲(chǔ)層水敏問(wèn)題得到抑制。粘土礦物組分的變化主要受溫度的影響，化學(xué)劑對(duì)礦物轉(zhuǎn)化沒(méi)有顯著影響。蒸汽化學(xué)驅(qū)破壞了沙礫間的瀝青膠結(jié)，形成了新的吼道類(lèi)型“熱蚯孔”，顯著提高了儲(chǔ)層滲流能力。蒸汽化學(xué)驅(qū)使原始樣品滲透率提高了56％，高溫蒸汽的溶蝕作用、沙礫的運(yùn)移作用是影響儲(chǔ)層孔滲結(jié)構(gòu)的主要因素。1．2蒸汽驅(qū)泡

5、沫劑，驅(qū)油劑協(xié)同作用機(jī)理泡沫劑通過(guò)對(duì)驅(qū)替介質(zhì)流度的調(diào)整，提高蒸汽的波及效率，驅(qū)油劑通過(guò)降低稠油的剝離功，提高蒸汽的洗油效率。驅(qū)油劑提高洗油效率的同時(shí)降低了儲(chǔ)層動(dòng)用的均勻程度，泡沫劑則通過(guò)封堵高滲條帶增加低滲區(qū)域的驅(qū)替流量提高動(dòng)用均勻程度。泡沫劑選擇性封堵低含油飽和度區(qū)域，驅(qū)油劑提高高含油飽和度區(qū)域洗油效率，“先泡沫劑后驅(qū)油劑”的工藝方式充分發(fā)揮了化學(xué)劑的協(xié)同作用。驅(qū)油劑提高三維蒸汽驅(qū)采出程度7．8％，泡沫劑提高采出程度11．2％，“先調(diào)后洗”復(fù)合驅(qū)提高采出程度20．3％。1．3確定化學(xué)輔助蒸汽驅(qū)主要機(jī)理貢獻(xiàn)程度實(shí)驗(yàn)室對(duì)蒸汽化學(xué)驅(qū)中主要作用機(jī)理的貢獻(xiàn)率進(jìn)行了量化。其中蒸汽攜帶

6、熱量是貢獻(xiàn)最大的部分，蒸汽溫度每提高50℃，洗油效率提高10％，相同溫度蒸汽驅(qū)(100％干度)和熱水驅(qū)洗油效率相差一半。泡沫劑調(diào)整驅(qū)替介質(zhì)問(wèn)流度差異貢獻(xiàn)率超過(guò)10％，乳化剝離貢獻(xiàn)率超過(guò)6％，化學(xué)復(fù)合效應(yīng)提高稠油蒸汽驅(qū)采出程度超過(guò)20％。2結(jié)語(yǔ)首次利用x衍射、電鏡掃描、壓汞測(cè)試、鑄體薄片等分析手段考察了蒸汽化學(xué)驅(qū)前后巖心的孔滲結(jié)構(gòu)變化情況，明確了蒸汽溶蝕以及沙礫運(yùn)移是影響儲(chǔ)層孔滲的主要原因。建立了新的乳化評(píng)價(jià)方法“乳化啟動(dòng)速率測(cè)試”，利用電子顯微鏡表征了產(chǎn)出液形態(tài)，從力學(xué)角度描述了乳化剝離和賈敏效用，確定了蒸汽驅(qū)用驅(qū)油劑的關(guān)鍵指標(biāo)。明確了泡沫劑、驅(qū)油劑在提高蒸汽驅(qū)采出程度的協(xié)

7、同作用機(jī)理，泡沫劑降低了高滲低含油飽和度區(qū)域的吸汽能力，驅(qū)油劑提高了高含油飽和帶的洗油能力，“先調(diào)后洗”的實(shí)施方案可以最佳的發(fā)揮化學(xué)劑的作用。201s年4月牡霉髫籜J23