大庆油田N区块葡Ⅰ组聚驱后深部液流转向技术研究

发布时间：2020-05-27 17:50

【摘要】：大庆油田预计到“十三五”末,聚驱后续水驱区块地质储量将达到8.9亿吨,目前后续水驱区块综合含水为97.5%,已接近经济开采界限。聚驱后后续水驱由于长期开采,优势渗流通道发育,有效开采难度大,纵向上厚度比例只有12.8%,但吸水比例高达60.9%,平面上大面积分布,所占井组比例达到87.5%,聚驱后高渗透带的存在,造成后续水驱“短路”,吨油耗水量大幅度增加,影响水淹段驱油效率,无效注水浪费巨大。但目前还存在高水淹优势通道的识别与量化描述方法尚不成熟,常规识别方法还存在识别符合率偏低、无法实现定量描述、识别周期长等缺点;凝胶调堵剂初粘高(30mPa·s)、成胶时间短,无法实现油层深部定点封堵;体膨颗粒类初膨快,易剪切破碎,深调距离有限,有效期较短的问题。针对聚驱后优势渗流通道识别及调堵技术存在的问题,本文应用3DSL数值模拟软件识别优势渗流通道,应用数值模拟方法给出注水井和采油井的注采关系、注水井的注入走向及在邻近生产井的分布比例、流体在油藏中的流线(强弱及方向)、泄油体积和油井分配因子等重要信息。模拟结果可与常规优势通道识别方法、油水井动静态资料等对比验证符合率,判别方法更加有快速、准确,规模化应用优势明显,投入成本低,更有利于经济、快速、定量的识别油藏优势渗流通道,从而为油田确定调剖、调驱等措施提供定量依据。室内自主研发了CYFD-1凝胶调堵剂体系,本文利用红外光谱、动态光散射仪,明确了凝胶调堵剂低初始粘度、超长延缓成胶时间、长期热稳定的作用原理,体系中加入了一种多氨基环形分子,通过氢键与-COOH链接,使聚合物分子链构象变为卷曲,从而降低体系的初始粘度;利用pH缓冲体系,通过氢键束缚-COOH电离,控制交联离子的电离速度,采用强螯合配位体,螯合交联剂离子,控制交联离子的释放速度,达到了控制成胶时间的目的;凝胶体系中HPAM的侧链所带-COOH与表活剂胶束通过氢键作用链接,在体系内形成双网络互穿结构,增强调堵剂终粘、提高稳定性。室内实验结果表明CYFD-1凝胶调堵剂体系初始粘度低于10mPa·s,低粘度((27)300mPa·s)周期最长达40天,终粘2500mPa·s以上(清水体系),成胶时间30-70天可控,可实现油层深部不同位置定点封堵。通过室内分子结构设计,采用嵌段聚合方法将高极性单体和疏水单体进行聚合,双酰胺基物质为支化点,辅以丙烯酸等高吸水单体及pH值调节剂,先按设定的比例进行主链聚合,再加入疏水基团和双酯类增强剂,经过辐射(钴60)引发自由基合成,利用疏水基团的斥水性,激活颗粒的“阀门”作用,来增加颗粒网格空间的疏水性。通过红外光谱分析,表明设计的疏水和亲水基团已经成功参与反应形成颗粒体系。室内实验结果表明FZ-1颗粒调堵剂体系,具有初膨倍数低,缓膨时间长的特点,在矿化度为8000mg/L的污水条件下,初膨6倍/10天,终膨时间约55天,终膨倍数约32倍。在清水中,初膨6倍/10天,55天后,FZ-1颗粒调堵剂膨胀倍数为35倍。开展了CYFD-1凝胶调堵剂体系三层岩心物模实验,实验结果表明CYFD-1凝胶调堵剂沿水窜通道窜流,不污染中、低渗透层,注入凝胶后高渗透层得到有效封堵。封堵后高渗层分流率由72.7%降为0.7%,低渗层分流率为14.3%,中渗透层分流率85%,中、低渗透层改善效果明显提升;凝胶后续水驱驱替时压力由聚驱后续水驱压力0.008MPa升至0.087MPa;表明对中低渗透层污染小、高渗层封堵性能好。建立了10m胶结长岩心凝胶动态成胶实验方法,首次观察到了凝胶调堵剂在岩心深部动态成胶现象,CYFD-1凝胶调堵剂体系可在10m长岩心中“动态成胶”;凝胶驱阶段压力“锯齿状”上升,凝胶具有较好的“流动性”、“抗剪切吸附性”、“封堵性”;从电镜扫描结果可以看出不同驱替距离体系均有成胶显示。在室内实验研究的基础之上,开展了优势渗流通道封堵现场试验。Z281-SP42井组现场试验过程中实现低压注入,初期注入压力8.0MPa与注水压力7.8MPa相当,注入井调堵后平均压力上升1.4MPa,调堵过程中及调堵后4次连续剖面测试结果表明高渗层吸液比例由70.1%降到32.1%。示踪剂测试表明调堵后优势渗流通道得到有效封堵,主要见剂方向发生改变,表明平面矛盾得到调整,调堵措施后最大日含水下降0.96个百分点,最高日增油7.69t。Z80-P026井组调堵后6口注入井注入压力相比调前平均上升2.5MPa,剖面改变明显;措施后有9口油井见到较好效果,井组含水下降1.76个百分点,最高日增油11.46t。
【图文】：

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建立经济有效的优势渗流通道识别及描述技术。（2）聚驱后 CYFD-1 凝胶调堵剂研制。通过分析现有聚驱后凝胶调堵剂存在的问题，开展了低初始粘度、长延缓时间的 CYFD-1 凝胶调堵剂合成、作用机理、静态性能及岩心评价实验，明确了 CYFD-1 凝胶的反应机制，现场试验验证了聚驱后调堵效果。（3）聚驱后颗粒调堵剂 FZ-1 研制。通过分析现有颗粒调堵剂膨胀原理及存在问题，提出了 FZ-1 颗粒的合成原理及路线；通过室内合成、性能评价及岩心封堵率实验研究。（4）N 区块调堵技术现场应用效果分析。通过本课题中的优势渗流通道识别方法对目标区块的优势渗流通道进行识别及描述；利用适于聚驱后深部液流控制的调堵剂对目标井、目标层位进行深部调堵试验；结合现场示踪剂测试及数值模拟等方法，开展调堵前后单井/井组的注入剖面和开发效果分析。1.4 研究技术路线根据优势渗流通道及描述技术研究，CYFD-1 凝胶和 FZ-1 颗粒两类调堵剂体系的研制，及现场试验对深部液流转向技术的应用效果评价，形成适用于大庆油田 N 区块葡 I 组聚驱后深部液流转向技术路线（图 1-1）。

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基本原理模型中数学方程的解法，追踪质点，量化油水井间维网格数值差分法求解数学方程获得网格压力和饱模拟中质量守衡、运动方程和渗流方程进行整理，线法通过引入变换函数（time of flight，，物理意义时间），将三维饱和度方程转化为一维流线方程，驱替流体质点与饱和度的关系，实现注采井间流量sv 度；；
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE357.46

【参考文献】