西区二类油层三元弱碱复合驱产能建设二次公示
[摘 要]实验证明调整三元复合驱各段塞的粘度变化，可以进一步扩大了复合驱波及效率，更有利于开发非均质性较强的二类油层，开展室内研究，确定了非均质油层的剖面返转时机，从调整弱碱三元复合体系各段塞聚合物浓度出发，对复合驱阶段增粘、等粘、降粘进行实验，提高中、低渗透层的动用，实现了三元复合驱段塞设计的优化，较常规方案提高三元复合驱采收率3.6个百分点。
[关键词]三元复合驱 二类油层 段塞组合 优化
中图分类号：TE357.46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0018-01
三元复合驱机理表明，与原油接触后，在三元体系作用下油水界面张力开始下降；三元体系的粘性作用，降低了油水流度比，改善了驱替液的流场分布，增加了驱替液的波及系数，从而使使三元体系驱油效果更好。因此三元复合驱中体系配方、性能与合理的流场构建、注采关系是不可或缺的组合，本文应用物理模拟实验方法，借助数值模拟手段，通过改变弱碱三元复合驱段塞粘度，从而影响非均质油层中的各层流场变化，分析段塞组合对驱替效果影响。
1.实验材料及条件
统计北东块弱碱三元试验区发育状况，将油层分为高、中、低三类渗透层，其中高渗层渗透率为1461×10-3μm2，所占比例为27.9%，中渗层渗透率为766×10-3μm2，所占比例为42.8%，低渗层渗透率为219×10-3μm2，所占比例为29.3%。依据试验区发育设计三并联人造岩心规格为4.5 cm×4.5 cm×30cm，渗透率分别为200×10-3μm2、800×10-3μm2、1500×10-3μm2；表面活性剂为石油磺酸盐，碱为碳酸钠，聚合物分子量2500万，三元站深度处理污水；采用北东块二类油层原油脱水后与煤油按一定比例混合，45℃条件下粘度为10.0mPa.S。
目前三元复合驱碱、表活剂浓度已基本形成统一标准，参考已开展的强、弱三元复合驱现场试验设计，本次实验主段塞碱、表活剂浓度为1.2%、0.3%，副段塞碱、表活剂浓度设计为1.0%、0.1%，界面张力实验显示均能主、副段塞浓度均能与喇嘛甸油田原油形成超低界面张力。依据中渗透层的最大适应浓度设计为三元主段塞浓度为2500mg/L、粘度85.2mPa.s；低粘段塞浓度1500mg/L，粘度26.7mPa.s，为低渗透层通过的最高浓度；中粘段塞与主段塞保持一致，浓度2500mg/L，粘度85.2mPa.s；高粘段塞浓度3000mg/L，粘度133.5mPa.s，为高渗透最高注入浓度。驱替压力模拟地层深部压力梯度0.10MPa/m-0.15MPa/m进行驱替实验。
2.问题的提出
研究表明，单独的一个层系开发是分层开发的极致，其采油效果最好，但是从经济角度讲很难实现。现场开发过程中个层系间的非均质性较为严重，如喇北东弱碱试验区层间渗透率变异系数0.778。通过对并联岩心进行弱碱三元复合驱，分析高、中、低渗透层的液量劈分情况及驱替效果。实验采用空白水驱+三元主段塞+后续水驱模式。
实验结果表明，三元体系的注入，一定程度上改变了不同渗透率油层注入量，但具有高效洗油能力的三元体系大部分进入了剩余油相对较少的高渗透层，中、低渗透层动用程度仍然较低。
3.三元复合驱段塞优化组合实验
3.1 段塞间粘度变化对驱油效果的影响
目前，油田上对三元段塞组合中采用增粘段塞、等粘段塞、降粘段塞哪个效果较好一直存在一定争议。通过三元体系主副段塞驱替实验，设计为增粘、等粘、降粘模式，研究二类油层弱碱段塞组合的最优方式。
实验结果表明，三种段塞组合模式中，降粘组合效果最好，三元驱阶段提高采收率20个百分点以上。从实验结合统计表中可以看出，降粘组合可以使中、低渗透层动用程度明显增加，较等粘段塞组合相比，中渗透层采收率由22.1%提高为25.3%，提高3.2个百分点；低渗透层采收率由8.2%提高为13.7%，提高5.5个百分点。
通过不同体系不同渗透率层分流量变化曲线可以看出， 0.2PV后注入高浓段塞，中、低渗透层快速遇阻，分流量下降，高渗透层流量增加；注入等浓段塞，各层影响不变，高低层分流量差异逐渐加大；注入低浓段塞，低滲透层启动，中、低渗透层分流量增加，剖面返转点后移。
剖面返转之前合理降低体系粘度抑制了发生剖面返转时间，有效的改善了由于剖面返转发生的高低渗透率层非均质性变强，高低分流率差异加剧的现象，这说明先注入相对高粘体系，利用体系的增粘性来提高宏观波及效率，再注入低粘体系使得具有超低界面张力的低黏度三元体系更多地进入中低渗透层，同时，高浓段塞中聚合物有效降低了三元体系与被驱替油相的流度比，进一步提高了所进入含油孔隙中的微观波及效率及微观驱油效率，两方面共同作用较好地达到提高采收率的目的。
降粘体系提高的是油层中低渗透率油层的采收率，对高渗透层的采收率造成一定影响，但在现场试验中，高渗透率油层占油层的27.9%，由于早期的水驱开发多数已达到高水淹，而中低渗透层占油层的72.1%，这部分油层多为中低水淹，是目前油田开发的潜力层位，因此提高该层段的驱油效率更有意义。
3.2 多组合段塞实验对比
三元体系段塞组合注入方式中前置聚合物段塞控制流度比，提高油层动用效果明显，数模显示0.04PV较为合理，结合注入弱碱体系0.20PV剖面发生返转的结论，调整时机定为三元复合驱0.15PV；为提高三元体系的利用率，结合油田的广泛共识，设计后续保护段塞长度为0.2PV，进行对比驱替实验。
通过对方案1、5，方案3、4对比结果分析，剖面返转前调整体系粘度效果好于剖面返转后调整。方案1、2、3为剖面返转前注入副段塞，进行粘度调整。方案1剖面返转之前注主段塞为0.15PV，副段塞为0.35PV低粘体系驱油效果最好，方案4剖面返转之后注主段塞0.35PV，副段塞为0.15PV高粘体系驱油效果最差，前者驱油效果比后者提高了5.4个百分点。 其他方案介于二者之间。说明在加入了前置、后续保护段塞的情况下，三元段塞剖面返转前降低体系粘度的组合方式同样是驱油效果最好的。
3.3 确定最优方案
化学剂在地层中存在损耗、滞留损失等，在分析改变体系浓度对驱替效果影响的同时，也应注意三元体系在油层中与原油形成超低界面张力所发挥出的洗油的作用，为此需要既要保证驱替液中的碱、表活剂量的充足；实验研究发现，注入三元体系0.3PV后，采出端见表活剂，因此要防止不必要的低效流入所造成的浪费。
优化段塞中碱、表活剂浓度，将主段塞分为前后两部分，以0.15PV为分界点，0.15PV之后既要考虑到粘度的降低，同时要兼顾体系中碱、表活剂的消耗，确保在油层中形成有效的超低界面张力，这样驱替效果会更佳。通过数值模拟对比各种段塞组合的开发效果见。主段塞0.15PV后，随着主段塞注入体积增加提高采收率增加，但是在增加0.15 PV后采收率上升幅度变小，考虑到现场试验中碱、表活剂投入费用增长较快，因此方案三为最优方案。
3.4 实验验证对比
在前述研究的基础上，评价优化后方案与原方案的效果，对最优方案进行多段塞组合驱替实验并与常规方案对比。
实验结果表明，常规方案化学驱提高采收率21.7个百分点，优化后的方案化学驱提高采收率25.3个百分点，较原方案多提高采收率3.6个百分点。
4.几点认识
4.1 2500万、2500mg/L的弱碱三元体系在非均质油层中剖面返转发生在0.2PV附近；
4.2 在剖面返转前进行降低三元体系段塞粘度可以有效减缓剖面返转发生时间，提高三元体系驱油效果；
4.3 优化后的弱碱三元体系段塞组合可比原方案多提高采收率3.6个百分点。
参考文献
[1] 陈广宇，田燕春，鹿守亮等.二类油层复合驱配方中化学剂适应性及选取[J]，大庆石油地质与开发，2010，29（3）：150-153
[2] 李建路，何先华，鹿守亮等.三元复合驱注入段塞组合物理模拟实验研究[J].石油勘探与开发，2004，31（4）：127-128
作者简介
白月（1988.10），女，第六采油厂试验大队，动态分析岗。
