大庆油田二类油层改善聚驱效果方法研究

论文摘要

本文分析了大庆油田二类油层的地质特点,针对目前大庆油田二类油层聚合物驱矿场应用普遍存在的问题,进行了以下几方面的研究。1.针对大庆油田二类油层聚合物驱实施分质分压注入技术,对流经分子量调节器的不同相对分子质量的剪切聚合物溶液以及未剪切的相同相对分子质量的聚合物溶液的黏弹性进行了实验研究,研究结果表明:剪切聚合物溶液与未剪切聚合物溶液的黏性符合幂律模式,稠度系数随相对分子质量的增大而增大,幂律指数随相对分子质量的增大而减小;剪切聚合物溶液的第一法向应力差随剪切速率的增大变化不大,低相对分子质量聚合物溶液的第一法向应力差较低,基本不变。测定了剪切、未剪切两种聚合物溶液的残余阻力系数,实验结果表明:剪切聚合物的残余阻力系数小于相同相对分子质量的未剪切聚合物溶液的残余阻力系数;随着聚合物相对分子质量的增大,残余阻力系数增大。2.开展了不同渗透率岩心与聚合物溶液的相对分子质量的适应性研究,将经过分子量调节器剪切的相对分子质量分别是600×104、800×104、1200×104和1600×104左右的聚合物溶液以及未剪切的相同相对分子质量的聚合物溶液在均质岩心上进行驱油实验,结果表明:无论相对分子质量高低,剪切聚合物溶液的聚驱采出程度均小于相同相对分子质量的未剪切聚合物溶液的聚驱采出程度;高相对分子质量的剪切聚合物溶液的聚驱采出程度大于未经剪切低相对分子质量聚合物溶液的聚驱采出程度;无论相对分子质量高低,剪切聚合物溶液的聚驱最高注入压力小于未剪切的相同相对分子质量的聚合物溶液的聚驱最高注入压力。采取三管并联的驱油方式,模拟聚合物驱油笼统注入和分质注入工艺,实验结果表明:多层同采时,分质注入的采出程度高于笼统注入方式,分质注入的最高注入压力低于笼统注入方式;对于渗透率是300×10-3μm2～200×10-3μm2的岩心,驱油聚合物应选择剪切后中等相对分子质量的聚合物溶液,渗透率100×10-3μm2左右的岩心,驱油聚合物应选剪切后低相对分子质量聚合物溶液。3.应用五点法井网的产量公式推导了聚合物驱注入压力公式,分析了影响聚驱注入压力的因素;以此开展了降低二类油层聚驱注入压力的方法研究,结果表明:注入表面活性剂、减小井距、降低注入速度、压裂、周期注聚等措施,在二类油层降低聚驱注入压力是可行的;表面活性剂与聚合物交替注入方式既可以降低注入压力又可以提高采出程度;周期注聚可以降低聚合物驱的注入压力,周期数越多,效果越好;周期注聚方式可以提高非均质岩心的采出程度,对均质岩心采收率影响不大。4.针对二类油层非均质性严重,注聚过程中同一单元内水、聚两驱共存现象进行了研究。以大庆油田北二西西块二类油层注聚开发区为例,采用数值模拟方法研究了水聚同驱情况下,水聚驱不同注入参数组合下的开采特征,研究结果表明:水聚接触区域各类油水井之间主要存在两类连通关系,一区主要连通关系为:“三次加密油井—三次加密水井—聚驱油井—聚驱水井”;二区主要连通关系为:“三次加密水井—三次加密油井—驱油井—聚驱水井”;聚水强度比对一区接触区域的影响较大,对二区接触区域影响较小;当存在水聚同驱时,应采用两口油井封边,水聚区接触区域的连通关系应采用“三次加密水井—三次加密油井—聚驱油井—聚驱水井”;对于一区连通关系,适合在注水强度较大的条件下开采,最佳方案的聚水强度比为聚:水=1:2;对于二区连通关系,适合在注聚强度较大的条件下开采,二区水聚驱接触区域最佳方案的聚水强度比为聚:水=3:1;对于一区的连通关系,当聚水强度比聚:水=1:2时,聚驱区域和水驱区域的合理的地层压力分别为11.7MPa、11.25MPa;对于二区的连通关系,当聚水强度比为聚:水=3:1时,聚驱区域和水驱区域的合理的地层压力分别为10.95MPa、10.42MPa。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 概述
• 1.1 聚合物驱油概述
• 1.1.1 聚合物驱历史
• 1.1.2 聚合物驱油机理的研究概况
• 1.1.3 聚合物驱降低注入压力的方法
• 1.2 大庆油田二类油层特点
• 1.2.1 二类油层划分
• 1.2.2 二类油层的沉积特点
• 1.2.3 二类油层非均质性
• 1.3 二类油层聚驱开发现状及存在问题
• 1.3.1 二类油层聚驱开发现状
• 1.3.2 存在的问题
• 1.4 二类油层改善聚合物驱效果的途径
• 1.5 本文的主要研究工作
• 第二章 剪切聚合物溶液的黏弹特性
• 2.1 HPAM 分子的化学结构和在水溶液中的分子形态
• 2.2 聚合物溶液的增黏特性
• 2.3 聚合物溶液的流变模式
• 2.4 剪切聚合物溶液的黏弹特性
• 2.4.1 聚合物溶液黏弹性的测试方法
• 2.4.2 黏弹性的数学描述
• 2.4.3 剪切聚合物溶液黏弹特性的实验测定
• 2.5 剪切聚合物溶液流过多孔介质的残余阻力系数
• 2.5.1 实验
• 2.5.2 实验结果与分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 二类油层分质注入改善聚合物驱油效果研究
• 3.1 聚合物驱分质注入提高采收率原理
• 3.1.1 聚合物驱提高采收率原理
• 3.1.2 影响聚合物分质注入的因素
• 3.1.3 分质分压注入的技术原理
• 3.2 实验
• 3.2.1 实验方案
• 3.2.2 实验设备及实验条件
• 3.2.3 实验步骤
• 3.3 结果及分析
• 3.3.1 剪切作用的影响
• 3.3.2 渗透率的影响
• 3.3.3 相对分子质量的影响
• 3.3.4 注入方式的影响
• 3.3.5 综合分析
• 3.4 分质分压注入的现场试验
• 3.4.1 分质分压井的注聚效果
• 3.4.2 聚合物相对分子质量与油层渗透率的适应性
• 3.5 本章小结
• 第四章 二类油层降低聚驱注入压力研究
• 4.1 聚合物驱注入压力的影响因素分析
• 4.2 降压方法
• 4.2.1 降低注入速度及减小井距
• 4.2.2 提高有效渗透率
• 4.2.3 提高注水井绝对渗透率
• 4.2.4 周期注聚方式降低注入压力
• 4.3 本章小结
• 第五章 二类油层水聚同驱改善开发效果的数值模拟研究
• 5.1 模拟区块地质及开发简况
• 5.1.1 地质概况
• 5.1.2 油层发育状况
• 5.2 地质模型的建立
• 5.2.1 储层建模方法研究
• 5.2.2 储层建模原则
• 5.2.3 模拟区网格划分
• 5.2.4 地质模型建立及三维可视化
• 5.3 注采连通关系统计及水聚同驱区域优选
• 5.3.1 二类油层水聚驱边界注采连通关系统计
• 5.3.2 水聚同驱区域优选原则及优选区域
• 5.4 历史拟合
• 5.4.1 地质储量拟合
• 5.4.2 含水率拟合
• 5.5 水聚同驱区域内注入参数方案优化
• 5.5.1 水聚同驱区域注入参数方案制定
• 5.5.2 一区开采特征研究
• 5.5.3 二区开采特征研究
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的文章
• 攻读博士学位期间获得的科研奖励
• 攻读博士学位期间参加的科研项目
• 致谢
• 详细摘要