维普资讯 http://www.cqvip.com 石374 2006年6月 油勘探与开发 Vol_3 3 No.3 PETR0LEUM EXPL0RATION AND DEVELOPMENT 文章编号:1000—0747(2006)03—0374—04 大庆油田三类油层聚合物驱开发实践 张晓芹 ,关恒 ,王洪涛 (1_大庆石油学院石油工程学院;2.中国石油大庆油田勘探开发研究院) 摘要:在分析大庆油田三类油层地质特征的基础上,通过室内物理模拟实验和数值模拟研究,以及对大庆油田正在开展的 三类油层注聚合物试验区开发状况分析,总结出大庆油田三类油层聚合物驱开发的主要做法:细分开采层系,严格控制注 聚合物对象,减少层间差异,提高油层动用程度;三类油层聚合物驱需缩小注采井距至100m左右,以提高聚合物驱控制程 度,完善井网注采关系。优选三类油层聚合物相对分子质量时,需要考虑聚合物相对分子质量对驱油效果的影响,并考虑 聚合物相对分子质量与油层配伍性以及低渗透油层黏土矿物膨胀对渗透率的影响。图3表5参8 关键词:大庆油田;三类油层;聚合物驱;注聚对象;聚合物相对分子质量 中图分类号:TE357.46;TE327 文献标识码:A Practice of tertiary—main layers polymer flooding in Daqing Oilfield .ZHANG Xiao—qin ~,GUAN Heng ,WANG Hong—tao (1I Petroleum Engineering Department,Daqing Petroleum Institute,Heilongjiang 163318,China; 2.Research Institute of Petroleum Exploration&Development,PetroChina Daqing Oilfield Limited Company,HeilongJiang l63712,China) Abstract:Based on physical simulation experiments and mathematical simulation,the paper summarizes a series of methods about tertiary-main layers polymer flooding in Dacling Oilfield,including:accurately dividing layer series of development; strictly controlling object of polymer-flooding;declining differences of formation;enhancing the degree of exploring oil— bearing formation;the injection-production well spacing should be 100m or so to enhance the controlling degree and improve injection—production connection.In selecting relative molecular weight of polymer,the oil displacement efficiency of polymer flooding,the compatibility of relative molecular weight and oil—bearing formation,and the impact of the clay swelling of low permeable formation on permeability should be considered. Key words:Daqing Oilfield;tertiary-main layers;polymer flooding;object of polymer flooding;relative molecular mass of polymer 0引言 大庆油田三类油层主要指有效厚度小于lm、有效 渗透率小于0.1D的油层及表外储集层。依托主力油 层与二类油层聚合物驱成熟配套技术,大庆油田开展 了三类油层聚合物驱技术研究。关于主力油层及二类 油层的层系组合、井网井距的确定、注入聚合物相对分 子质量的确定等方面的研究已有文献报道_1 ],但这些 方法对三类油层的适应程度如何,需要进一步探讨。 本文通过室内研究与现场资料分析,总结了大庆油田 目前三类油层聚合物驱开发的主要做法。 水上分流河道砂体。不论在纵向还是在平面,三类油 层的沉积环境变化都较大,与以泛滥平原河流相沉积 为主的主力油层相比,三类油层的总体特点是河道砂 发育规模小,小层多,单层厚度薄,渗透率变低,平面及 纵向非均质性严重。 2聚合物驱开发的主要做法 2.1细分开采层系。严格控制注聚合物对象。减少层间 差异。提高油层动用程度 在优化三类油层层系、优选三类油层注聚合物对 象时,渗透率级差是需要考虑的一个重要因素。数值 l三类油层地质特征 三类油层以三角洲内前缘和外前缘沉积为主(砂 体类型有水上分流河道砂体、水下内前缘枝状砂体、水 下内前缘枝一坨过渡状砂体、水下内前缘坨状砂体、外 模拟研究结果表明: ①渗透率级差越小,聚合物驱含水最低点越低,含 水下降幅度越大。在注入条件相同的情况下,当油层 渗透率级差由5减小到2时,聚合物驱最低含水率从 69.8 下降到62.8 ,二者相差7个百分点(见图1)。 ②在注入条件相同的情况下,随着渗透率级差的 前缘稳定席状砂体、外前缘不稳定席状砂体),有少量 维普资讯 http://www.cqvip.com 2006年6月 张晓芹等:大庆油田三类油层聚合物驱开发实践 375 图1 不同渗透翠级差对聚合物驱含水翠变化的影响 变小,聚合物驱最终效果变好;而且随着低渗透油层厚 度比例的增加,对聚合物驱最终采收率的影响也越来 越大(见图2)。因此在进行聚合物驱层系组合时,应尽 量避免将级差过大的层组合到一起。如果遇到级差过 大的情况,应采取分层注人措施。 5O 45 d[40 鋈}} 35 0 2 4 6 8 渗透率级差 图2不同低渗透油层厚度比例下渗透率级差 对驱油效果的影响 大庆油田正在开展的3个三类油层注聚合物试验 均采取分期注聚合物方式,优化开采层系,严格控制一 期注聚合物对象的有效厚度和有效渗透率,尽可能减 小渗透率级差,以提高油层动用程度(见表1)。 表1 三类油层试验区聚合物驱对象对比表 二期聚合有效厚度0.5~窄小河道砂及渗透 有效厚度大于 物驱对象1.Om的薄差层率较高的非河道砂lm的非河道砂 统计中区西部试验区水驱阶段注人、产出剖面,注 人井的动用层数、砂岩厚度、有效比例在85.0 左右; 采出井的动用层数、砂岩厚度、有效比例在70.0 左 右。注产剖面动用程度提高,同时表外储集层的动用 状况也得到大幅度提高(见表2)。 表2 中区西部三类油层试验区油层动用状况统计 2.2缩小井距。提高聚合物驱控制程度。完善井网注采 关系 理论研究表明,聚合物驱控制程度对聚合物驱效 果有决定性影响。统计北一区一二排和北二西不同井 距条件下的聚合物驱控制程度,井距从250m缩小到 175m时,聚合物驱控制程度可提高8 ~10 ;井距从 175m缩小到125m时,聚合物驱控制程度能再提高 8 ~10 。可见,通过缩小井距可以更好地控制窄小 河道砂体,从而提高聚合物驱控制程度(见表3)。 0表3不同井距聚合物驱控制程度统计表 627,534目前正在开展的三类油层试验区注采井距均为 100~125m。通过对3个试验区一期注聚合物对象注 人井连通状况统计得出:试验区三向、四向连通的砂岩 厚度和有效厚度比例均在80 左右。通过缩小注采井 距,试验区井网注采关系完善程度较高。 2.3合理匹配聚合物相对分子质量。提高聚合物驱开发 效果 ] 三类油层物性及发育状况均与主力油层有很大不 同,因此,在确定聚合物相对分子质量时,一方面需要 考虑选择尽可能高的聚合物相对分子质量;另一方面 需要考虑低渗透油层矿物成分的改变,考虑聚合物相 对分子质量与不同渗透率油层的匹配关系,这样才能 获得更好的聚合物驱效果。 北 二 区 西 部 西 映 " 5 5 5 9 4 2 7,2 1 2 3 5 7 ∞ 2 4 维普资讯 http://www.cqvip.com O O , ● O ● O ■ O ● O ● O , O ● 3 6 4 5 7 O O 9 8 7 6 O O 4 5 7 2 O O 1 1 O 7 376 石油勘探与开发・油气田开发 4 Vol_33 NO.3 2.3.1聚合物相对分子质量对驱油效果的影响 物溶液0.57PV。实验结果表明:油层渗透率越低,可 2 ● 在聚合物相对分子质量与岩心匹配的情况下,开 3 ● 3 ● 3 2 ● 2 2 2 8 3 O 8 6 9 ● 6 ● 注入的聚合物相对分子质量越低,聚合物驱效果越差 2 , 6 3 展室内驱油实验。实验采用大庆炼化公司的聚合物产 6 7 9 7 3 6 (见表4)。因此,在选择聚合物相对分子质量时,应尽 可能选择高相对分子质量的聚合物,以便在其他条件 相同的情况下取得更好的驱油效果。 品,工业化聚合物驱清水配制,溶液质量浓度为 1000mg/I ,黏度经剪切降解后为29mPa・S,注入聚合 表4岩心驱油实验结果 2.3.2油层矿物成分的改变 给定渗透率,存在一个不造成油层堵塞的聚合物相对 分子质量上限,反之,一个给定的聚合物相对分子质量 对应一个聚合物溶液可以进入的油层渗透率的下限。 三类油层中表外储集层占有很大的储量比例。喇 萨杏油田表外储集层以泥质粉砂岩为主,泥质含量高, 其黏土矿物膨胀能力大小顺序为:蒙脱石>混层黏土 >伊利石>绿泥石>高岭石。黏土矿物中伊利石含量 0 一 高于高岭石,并且随着渗透率的降低,伊利石含量增 加,高岭石含量减少。 静 耧 — 室内进行的黏土膨胀对渗透率影响实验表明:空 气渗透率相同的低渗透岩心,在低矿化度水中比在高 矿化度水中的水测渗透率低。也就是说,低渗透油层 存在黏土矿物膨胀现象(见表5)。因此,在优选三类油 层聚合物驱注入分子量时,需要考虑由于黏土矿物的 聚合物相村分r’质量(10 ) 图3 聚合物相对分子质量与油层渗透率的关系 膨胀,实际油层渗透率会低于据测井资料或压汞资料 解释出的油层渗透率。 表5黏土矿物对渗透率的影响 3试验进展情况 大庆油田的三类油层聚合物驱试验区于2004年 下半年投产,其中北二区东部和中区西部在2004年12 月开始单井组试注。北二区东部试注井组注入相对分 子质量300×10 聚合物,目前注入质量浓度为800 mg/L,井口黏度7.0mPa・S,注入压力保持在12.7 MPa未升;与水驱结束时相比,注入压力上升了3.5 MPa,但距破裂压力仍有1.1MPa的压力上升空间。 2.3.3聚合物相对分子质量与油层配伍性_8 中区西部试注井组注入相对分子质量500×10 聚合 物,目前注入质量浓度800mg/L,井口黏度10.0 mPa・S,注入压力l1.0MPa,距破裂压力有1.5MPa 聚合物与油层配伍性主要是指在一定的聚合物溶 液浓度条件下,聚合物溶液能否顺利注入油层,同时不 对油层造成堵塞。三类油层的孔隙半径在几微米范围 内,与普通聚合物分子半径比较接近。因此,对于低渗 透油层,聚合物溶液能否注入的问题显得更加重要。 的压力上升空间。根据目前试注井组注聚合物状况, 三类油层试验区有望获得聚合物驱采收率提高4.0 9/6 以上的开发效果。 在室内流动实验基础上,得到了普通聚合物相对分子 质量与油层渗透率极限的线性关系,直线上方为可注 入区域,下方为堵塞区域(见图3)。由图3可见:对于 4结论 通过细划开采层系,严格控制注聚合物对象,三类 维普资讯 http://www.cqvip.com 2006年6月 张晓芹等:大庆油田三类油层聚合物驱开发实践 377 油层聚合物驱能够减少层间差异,提高油层动用程度。 三类油层聚合物驱需缩小注采井距至lOOm左右, 以提高聚合物驱控制程度,完善井网注采关系。 优选三类油层聚合物相对分子质量时,需要考虑 聚合物相对分子质量对驱油效果的影响,并考虑聚合 物相对分子质量与油层配伍性以及低渗透油层黏土矿 物膨胀对渗透率的影响。 参考文献: [1] 闫存章,李秀生,常毓文,等.低渗透油藏小井距开发试验研究[J3. 石油勘探与开发,2005,32(1):105—108.(YAN Cun—zhang,LI Xiu—sheng,CHANG Yu—wen, et a1.Development of low 做法rJ].大庆石油地质与开发,2004,23(1):48—50.(LIAO Guang- zhi.NIU Jin-gang,SHAO Zhen bo,et a1.Application and experience of industrialized polymer flooding in Daqing oilfield[J].Petroleum Geology&Oilfield Development in Daqing,2004,23(1):48 50.) 沈平平,袁士义,邓宝荣,等.化学驱波及效率和驱替效率的影响因 素研究rJ].石油勘探与开发,2004,31(增刊):1—4.(SHEN Ping- ping.YUAN Shi—yi,DENG Bao-rong,et a1.Influence factors of oil displacement efficiency and sweep efficiency in chemical flooding rJ]. 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Oilfield[J].Petroleum Exploration and Development,2004,31(4): 123—125.) 第一作者简介:张晓芹(1973一),女,四川成都人,大庆油田勘探开发 研究院_T-程师,主要从事聚合物驱油技术研究,现为大庆石油学院硕士 研究生。地址:黑龙江省大庆市让胡路区,大庆油田勘探开发研究院采 收率研究一室,邮政编码163712;电话:(0459)5508742。E—mail: zhangxiaoqin@petrochina.corn.cn I-3] 李阳,曹刚.胜利油田低渗透砂岩油藏开发技术rJ].石油勘探与开 发,2005,32(1):123—126.(LI Yang,CAO Gang.Development technology for low—permeability sandstone reservoirs in Shengli Oilfield[J].Petroleum Exploration and Development,2005,32 (1):123-126.) 收稿日期:2005—08—02 修回日期:2006—02—10 [4] 廖广志,牛金刚,邵振波,等.大庆油田工业化聚合物驱效果及主要 (编辑、绘图王孝陵) 譬娄 《誉 妥蛙嚣 盏 姜 姜 甚 筌 基譬喜 錾鲨莲鐾喾 i馨 翟 鐾 盏 莲毒 姜 套 毒譬善譬誉 箧蛙篓 美能源署发表报告预测中国能源结构 由美国能源情报署编著、科学出版社出版的《国际能源展望 (中文版)》预测,到2025年,中国能源体系中,天然气的消费量 将上升。 量将超过工业和居民生活的消费量,到2025年电力部门的天 然气消费量将占中国天然气总消费量的一半以上。 这份报告同时预测,煤炭在中国工业能源消费中的比例将 从2002年的5O 上升到2025年的55 ,而其他国家则从2002 目前,天然气在中国整个能源体系中所占份额很小,2002 年仅占一次能源总消费量的3 ;但是中国正在快速扩建基础 设施,促进国内天然气消费及进口。报告预计,中国的天然气消 费量将从2002年的1.2万亿立方英尺增加到2025年的6.5万 亿立方英尺,年均增长7.8 。 年的15 下降到2025年的13 。但总体上看,煤炭在中国和印 度及整个亚洲新兴经济地区总能源构成中的比例仍然会下降。 报告同时预测,2002 ̄2025年中国核能发电将迅速增长,年均 增长率为9.9 。 “在相当长的时期内,电力部门是促成中国天然气需求增 长的主要因素。”报告预计到2010年,电力部门的天然气消费 (王大锐供稿)