聚驱后高浓度注聚开发指标变化规律研究

王 迪，杨海玉



聚驱后高浓度注聚开发指标变化规律研究

王 迪1，杨海玉2

（1. 东北石油大学 石油工程学院, 黑龙江 大庆 163318； 2. 大庆油田有限责任公司, 黑龙江 大庆 163000）

为研究聚合物驱后开发指标变化规律，通过流动实验测得了阻力系数、残余阻力系数，通过注入能力评价实验得到了合理注入速度。利用相对分子量为2 500万的高分子高浓度聚合物在用模拟的方式实现了各种井网类别的前提下，在仿真的特定物理模型之上开展了驱油的相关实验，其研究的数据结果清晰地表明了井网重构能在很大程度上降低普通聚驱剩余油饱和度，且井网重构后还能缓解注入压力的持续上升；随高浓聚合物驱阶段浓度增加，中低渗透层波及系数均有提高；井网重构后，使得原井网油井周围和其处在中间和低水平层次的渗透层中的剩余油获得了相应地使用，且这些剩余油处在分流线部位的，其驱油的效果得到了显著的提升。

阻力系数; 井网重构; 波及系数

大庆油田多个区块采用聚合物驱油提高采收率，增产效果明显，为油田带来很好的经济效益。但是在现场生产过程中聚合物提高采收率只达到10%左右，尚有约50%原油存在于储层，因此，在聚合物驱后采取新措施进一步挖潜剩余油成了当务之急[1]。2.5×107超高分子高浓度聚合物驱油技术是一种拥有非常好应用效果的在使用聚合物驱后提高采收率的技术,高分子量高浓度聚合物驱存在注入困难、注入压力过高等问题，以上问题急需解决[2]。笔者运用微电极和大型三维非均质物理模型,研究了剩余油分布特征和聚合物驱后采用高浓度粘弹性聚合物驱在三维物理模型上波及系数的变化情况,并展开了不同驱替方案的室内驱油实验,对比分析了用不同方案的提高采收率效果。

1 阻力系数、残余阻力系数测定

流动实验测定首先注入聚合,后续水驱含水率达到92%后测定油层对浓度不一致的，拥有2 500万的，具有极其高的分子量的聚合物溶液所产生的阻力以及其相应的残余阻力的系数值[3]，这些相关的阻力系数以及其残余阻力的系数值通过实验的数据结果如表1所示，相应地聚合物的注入压差的变化情况的对比见图1。

测试的残余阻力的具体系数值以及阻力系数的具体数值的最终实验数据显示，浓度比较低的（1 000 mg/L）聚合物产生的残余阻力的具体的系数值比较小，一旦其相应地浓度为2 000 mg/L，那么残余阻力系数随浓度的增加而增加，当浓度达超过2 500 mg/L后，残余阻力系数值随浓度增加增加缓慢。就算是高的残余阻力系数值，所加的聚合物在整个的流程中保持着稳定的压力，没有产生相应地物理堵塞，且这种堵塞是不可逆的。

由于要注意到一旦残余阻力的系数值比较高就可能导致整个注聚的过程中产生较之标准水平高的相应的注入压力，所以，更好的建议是采用并选取残余阻力系数值在10到20这当中的聚合物的相应的参数，并通过聚合物的注入能力评价实验来进一步确定注聚参数（表1）[4]。

表1 阻力系数、残余阻力系数测定实验结果

2 注入能力评价实验

通过分析阻力系数以及其残余阻力的相关系数值得到的相应的实验数据的最终结果，再开展浓度不一致的相关聚合物的有关注入能力评价实验，测定不同浓度聚合物在天然岩心中的流动特性（～Δ），不同聚合物的注入能力评价实验结果汇总如图2所示。

从注入能力评价实验结果可知，高浓度东聚合物具备可注性，从聚合物的流动特征曲线来看，1 000 mg/L的聚合物有较好的注入能力，而浓度超过1 000 mg/L聚合物注入过程中所需要的注入压差较大，同时考虑各种聚合物的残余阻力系数及其相应的浓度，注入速度应选择在0.25~0.30 mL/min的范围内。

图2 不同浓度聚合物流动特征曲线

3 一维纵向非均质岩心驱油实验

如表2进行相应地驱油模拟的相关物理性实验，对在聚驱后而添加的具有高浓度的聚合物的驱油成效进行了评价[5]采用的是一维纵向非均质人造三层岩心。

表2 一维纵向非均质人造三层岩心物性参数表

运用2.5×107分子量聚合物，分别按注入浓度3 000、2 500以及 浓度为2 000 mg/L的聚合物，在注入不一样的孔隙体积的基础上，对其分别展开驱油实验，一并实现了四个有效的方案，其相应的研究数据结果如表3所示。

普通聚合物驱油实验结果表明，当注入浓度为1 000 mg/L的聚合物后，模型的采出程度为60%左右。在驱油的过程中采用具有高浓度的聚合物，在各个程度上，这一举措都可以提升相应的采收效率。

表3 不同浓度聚合物驱油实验采收率变化表

（1）相同聚用量下，存在最佳浓度，其对应采收率提高幅度最大。对于2.5×107分子量聚合物，在同等聚合物用量下的情况下，相应地聚合物的浓度会从2 000 mg/L一直增加，具体值达到了2 500 mg/L，具有高浓度的聚驱采出的程度值达到了1.86%的增长幅度，一旦其相应地浓度达到的数值为3 000 mg/L只是，那么其具有高水平浓度的聚驱采出程度反而下降，降低0.4%，达到10%左右。

（2）相同浓度条件下，随注入孔隙体积的增加，高浓度聚驱采收率增幅越大。浓度为3 000 mg/L时，其在各个不一样的段塞用量，具体指在0.33 PV、0.4 PV以及0.5 PV水平下所进行的采出的相应程度的比较结果如表2中方案④、⑤和⑥。

（3）相同注入孔隙体积条件下，随注入浓度的增加，高浓度聚驱采收率增幅越大。当注入0.4 PV时，浓度由2 500 mg/L上升到3 000 mg/L，采收率较之前提高了0.3个百分点；在注入0.5 PV时，浓度由2 000 mg/L增加到3 000 mg/L，采收率提高3.13个百分点。

4 大型仿真物理模型驱油实验

参照具体的油层所具有的相应的地质性的特质，并与此区块的具体的油层具备的相应的条件和物性参数的一系列因素进行综合考量，使用现在所具有的相应具体的井网布置，在此基础上重新构造对应的井网，最后完成了平面均质的、大比例的、纵向非均质物理仿真模型。

设计制造了井网平面模型，这种模型具有五点法面积的模型拥有：一口注入井以及四口采出井，这种模型的尺寸达到了长：600 mm、宽：600 mm和45 mm的高度，其不同的层段所具有的渗透率的数值是300 mD、700 mD及其1100 mD。在具体的物理仿真模型中，且这种模型具有平面均质成比例大型以及纵向非均质的特性，其处于中间水平的渗透层以及处在低水平层次的渗透层的各个行列都被逐一设定完成了16个采集，即采用电极收集油水前缘的相关数据，在此之中的检测点就达到了128个之多。此次物理实验中所采用的技术有油水前缘实时监测技术，这种技术的运用被拿来分析相应的前缘推进差异和波及系数的变化，这种变化具体发生在聚合物驱以及相应的聚合物驱后具有高水平的浓度以及高水平的分字量的聚合物的相关组合段进行塞驱之时。

4.1 实验方案

模型水驱至含水92%+聚合物驱。

在一般的聚驱完成之后，进行具有高分子量的以及具有高水平值浓度的聚合物的驱油实验，实时地测试相应地注入压力和其含水率所产生的相关的变化，计算其采收率，使用分析相应的前缘推进差异和波及系数的变化的油水前缘实时监测技术来具体分析聚合物驱以及聚驱后具有高水平浓度以及具有高水平的分聚合物组合段塞驱时产生的数据。

4.2 采收率与注入压力变化

表4给出了4个实验方案的采收率。

表4 大型仿真物理模型聚合物驱油实验结果

物理模型驱油实验结果表明，高浓聚驱的采出程度与注采方式密切相关。

图3 原井网聚合物驱油动态曲线

图5 注入浓度为2 500 mg/L注入压力变化对比曲线

在使得普通水平下的聚驱剩余油饱和度数值降低上，井网重构具有显著的成效。具有高水平浓度得到聚合物在驱阶段所达到的采收率的数值与在同等浓度的条件下的两注两采的方式进行比较，其结果分别高出1.43%和1.49 %。此外，井网重构后还能缓解注入压力的持续上升，如图3-5。

4.3 波及系数及油水前缘运移情况

各个实验方案以及各个不一致的驱替阶段中产生的波及系数的结果如表5所示。

表5 各个实验方案以及各个驱替阶段中产生的的波及系数的结果

续表

驱替方案波及系数 水驱阶段普通聚驱高浓聚驱 低渗层中渗层低渗层中渗层低渗层中渗层 井网重构+2500 mg/L0.1620.3440.5180.8250.8150.984

实验测试的数据显示，在普通水平下的聚驱后具有高浓度的聚合物能够让处在中等以及低层次的渗透层位所具有的波及系数值得到大幅提高，且浓度越高，波及系数越大。

油水前缘所产生的相应的改变。通过油水前缘实时监测系统对在各个不一样的注采方式以及各个聚合物驱下的纵向非均质平面模型各点层的油水前缘运移变化情况进行了测试（图6-9）。

通过分析以及研究不同的具体方案在各个不一样的注入阶段的相应地油水前缘的分布图，得到以下观察结果：

（1）随高浓聚合物驱阶段浓度增加，中低渗透层波及系数均有提高。

（2）在之前的井网条件具备的基础之上，分流线所处在的部位以及处在普通水平下的聚合物的驱油的具有高水平浓度的聚合物的驱油都会有剩余油的形成，并且处在低水平的渗层的剩余油的具体的分布所处在的范围就显著地比处在中渗层的大。

（3）井网重构后，处在中等水平的渗透层以及处在低水平位置的的渗透层的分流线的具体部位和以前的井网油井周围的剩余油可以被运用，并且相应的驱油效果也得到了显著的提升。

5 结 论

（a）在相近渗透率岩芯中，伴随着聚合物浓度的增加，聚合物溶液的残余阻力系数和阻力系数都增加；

（b）天然岩芯驱油实验表明：（1）相同聚用量下，存在最佳浓度，其对应采收率提高幅度最大。（2）相同浓度条件下，随注入孔隙体积的增加，高浓度聚驱采收率增幅越大。（3）相同注入孔隙体积条件下，随注入浓度的增加，高浓度聚驱采收率增幅越大。

（c）大型仿真物理模型模拟表明：

（1）无论何种井网，转注高浓度聚合物溶液后，可明显提高聚驱采出程度。但高浓聚驱的采出程度还与注采方式密切相关。井网重构后能在更大程度上降低普通聚驱剩余油饱和度，且井网重构后还能缓解注入压力的持续上升。

（2）随高浓聚合物驱阶段浓度增加，中低渗透层波及系数均有提高；在以前的井网条件的基础上，普通水平的聚合物的驱油和具有高水平浓度的聚合物驱油均可产生剩余油，并且这些剩余油产生在在分流线的部位，处在低水平位置的渗层中的剩余油所具有的具体的分布就显著的比中渗层大；

（3）进行井网重构后，处在处在中等水平的渗透层以及处在低水平位置的的渗透层的分流线的具体部位和以前的井网油井周围的剩余油可以被运用，并且相应的驱油效果也得到了显著的提升。

［1］ 李佰广. 注聚后期剩余油分布规律及注入高浓度聚合物的研究[D]. 大庆石油学院，2007.

［2］ 任稀琳. 二类油层污水体系聚合物驱油机理及开发效果研究[D]. 大庆：东北石油大学，2010.

［3］ 张宏方，王德民，王立军. 不同类型聚合物溶液在多孔介质中的渗流规律[J]. 新疆石油地质，2002(5)：404-407+353.

［4］ 郭志东. CDG深度调驱提高采收率技术研究[D]. 大庆：东北石油大学，2010.

［5］ 夏惠芬，王德民，侯吉瑞等. 聚合物溶液的粘弹性对驱油效率的影响[J]. 大庆石油学院院报，2002，26(2)：109-111.

Research on Change Rule of the Development Index of High Concentration Polymer After Polymer Flooding

WANG Di1, YANG Hai-yu2

（1. College of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318，China;2. Daqing Oil Field Co，Heilongjiang Daqing 163000，China）

In order to study change rule of the development index after polymer flooding，the coefficient of drag and residual resistance factor were measured by flow test, and the reasonable injection rate was obtained by the injectability evaluation experiment. Oil displacement experiment was carried out in different types of wells in large scale simulation physical model of high molecular weight polymer with relative molecular weight of 25 000 000. The results show that the reconstruction of well pattern can greatly reduce the residual oil saturation and ease the continued rise of injection pressure; with the increase of polymer concentration, the conformance efficiency of middle and low permeability layer can be improved; after the reconstruction of well pattern, the remaining oil located near the diversion line and the original oil well can be utilized, displacement effect can be improved significantly.

coefficient of drag; reconstruction of well pattern; conformance efficiency

TE 357

A

1671-0460（2016）06-1225-05

2016-03-28

王迪（1992-），男，黑龙江省大庆市人，硕士研究生，2014年毕业于东北石油大学石油工程专业，研究方向：油气田开发理论与技术研究。E-mail：286788704@qq.com。