中高滲油藏聚表復合驅技術研究與應用

唐海龍

（中油遼河油田公司，遼寧盤錦 124010）

遼河中高滲油藏動用儲量占水驅油藏動用儲量34 %，累積產量占水驅累產量的51 %，在遼河油田42年開發過程中發揮了重要作用，主力區塊基本達到一類開發水平，繼續水驅穩產難度極大，急需轉換開發方式大幅度提高采收率，形成新的產量接替[1]。

三次采油技術是水驅油藏進一步提高采收率的接替技術，而化學驅是目前最為成熟的三次采油技術，化學驅主要包括聚合物驅、堿水驅、表面活性劑驅及其互相復配的二元、三元復合驅，聚合物驅已經相對成熟，復合驅技術先后經歷了強堿三元復合驅、弱堿三元復合驅、低堿三元復合驅到聚表復合驅，聚表復合驅已成為今后化學驅發展的趨勢，在化學劑成本相同的情況下，可以達到與三元體系相同的驅油效果，并且避免了堿帶來的傷害[2]。

歡喜嶺油田錦16 塊主力含油層位為興隆臺油層，其主要沉積微相為扇三角前緣亞相河口砂壩。儲層物性好，平均孔隙度31.1 %，平均滲透率3 442×10-3μm2。油層單層厚度較大，且以反韻律和復合韻律為主。經歷30 余年注水開發，2006 年底采出高達46.4 %，綜合含水94 %。2007 年該塊的二元復合驅工業化試驗作為股份公司重大開發試驗項目，目的層為興Ⅱ5～Ⅱ8。

1 化學驅油研究技術

1.1 化學驅潛力量化技術

通過動、靜態精細刻畫剩余油的分布，并在不同時期動態建模擬合水驅剩余油潛力的基礎上，通過專業化學驅數模軟件對化學驅剩余油潛力進行量化模擬。量化研究結果表明，水驅剩余可采儲量12.5 萬t，化學驅階段剩余可采儲量58.8 萬t，較水驅增加可采儲量46.3 萬t，其中化學驅擴大波及體積增加可采儲量28.9 萬t，提高驅油效率增加可采儲量17.4 萬t。

1.2 化學驅井網重建技術

強注強采五點法井網150 m 井距效果好；順沉積部署，形成側逆向驅，有利水線均勻推進。通過調研國內油田化學驅井網設計發現，五點法面積井網應用最為普遍；同時應用數值模擬研究不同井網設計表明，在相同井網密度情況下，五點法井網要好于其它井網[3]。

圖1 不同井網類型采收率提高值

錦16 塊水驅油具有順向驅水進速度快、相應油井見水早含水高的特點，逆向驅與側向驅具有水進速度較慢、見水晚、含水低的水驅規律。因此，注采井排應避免順向驅油。

在井距的選擇上，充分考慮了不同井距的化學驅控制程度，提高采收率的程度。在相同的注入條件下，化學控制程度越高，采收率值越高。當化學控制程度提高到91.9 %以上時，采收率值提高值增加幅度相對減小。同時考慮到錦16 塊儲層非均質性嚴重、易出砂的特點，為了避免其對化學驅開發效果的影響，試驗區也不易采用較大井距，此外注采井距縮小有利于保持化學驅的注入采出能力，在不超過破裂壓力的條件下，較小的井距有利于保證較高的注入速度和較高的產液能力。因此在獲得較好的技術經濟效果的情況下，選擇150 m 井距較為合適。

圖2 化學驅控制程度與采收率的關系

1.3 化學驅射孔優化技術

通過柱狀混凝土靶打靶實驗，研究不同射孔參數條件下射孔孔眼直徑、穿深、內表面積、孔容等數據，初篩選射孔彈；通過套管靶注聚粘損實驗，研究不同孔徑在不同流量情況下，與聚合物溶液粘度損失率對應關系；通過模擬地層砂巖靶注聚粘損實驗，研究射孔后模擬地層砂巖對聚合物溶液的粘度損失率。最終確定選擇射孔槍140 型，射孔彈BH46RDX43-1，粘損率降至24 %。

根據儲層、隔夾層分布特點，優化射孔層段，注采對應射孔，天窗位置避射，隔夾層位置預留坐封。并明確主要射孔原則：注入、采出井對應完善射孔，保證儲量有效動用；根據目的層上下隔層狀況優化射孔，保證注入劑不漏、不竄，得到有效利用；各井要根據實際情況留足座封位置，便于后期措施調整。

根據開發井的井別、套管尺寸、水淹狀況等因素，結合裝彈工藝、套管強度影響、對聚合物剪切影響等優化各類注采井射孔參數。注入井采用高孔密高相位射孔降低剪切，采出井厚層內部采用級差射孔，高阻段采用高孔密，低阻段采用低孔密，先期調整產出剖面。

1.4 聚表復合驅配方研制技術

國內化學驅研究實踐表明，堿的存在會導致結垢和破乳難的問題，會對儲層造成傷害，同時給采出液處理帶來難題。復合驅的發展經歷了強堿復合驅、弱堿復合驅、低堿復合驅到無堿復合驅，遼河化學驅的開展直接跨越有堿復合驅采用無堿復合驅[4]。

研制的聚表復合配方具有以下特點：（1）體系增粘性好，控制流度能力強，提高波及體積；（2）降低油水界面張力，提高驅油效率；（3）體系穩定性高（抗老化性、抗剪切能力、抗吸附性、流變特征好）。

研制的聚表復合驅配方在粘度、流變性、界面張力和驅油效率方面都達到了較高的指標，其中復合體系粘度120 mPa·s，界面張力2.13×10-3mN/m，提高驅油效率達到20.3 %，綜合性能最優。

1.5 多段塞注入方式優選技術

建立系列巖心模型，包括從短巖心到長巖心，短巖心可以快速、高效篩選聚合物，利用長巖心使化學劑注入量增大，減小實驗誤差；從單管到雙管、三管并聯，從均質巖心到非均質巖心，均是從不同角度模擬儲層非均質性；可以體現出不同相對分子質量、濃度、注入量聚合物的調剖作用；優化配方體系與段塞組合方式，缺點是沒有考慮化學劑的吸附損失。通過物模試驗，實現段塞組合方式及濃度、尺寸初步優化[5]。在此基礎上，應用數值模擬軟件對四段塞十項參數采用正交設計方法，設計4 套方案59 組實驗優化段塞尺寸、濃度。通過物模、數模與經濟評價相結合，優選出合理的化學驅方案。

最終優化的具體方案為：空白水驅＋前置聚合物段塞（2 500 mg/L 聚合物0.1 PV）＋驅主段塞｛0.35 PV×［0.25 wt%（S）+1 600 mg/L（P）］｝＋驅副段塞｛0.2 PV×［0.15 wt%（S）+1 600 mg/L（P）］｝＋聚合物保護段塞（1 400 mg/L 聚合物0.1 PV）＋后續水驅（到區塊含水98 %）。注入化學劑總孔隙體積0.75 PV。

與水驅相比，累計增油46.3×104t，提高采收率15.5 %（見圖3）。

1.6 化學驅監測方案設計技術

首先建立了完整監測流程，從配置、注入到采出全過程共監測23 項指標，其中，配制過程監測化學劑濃度、性能是否達標，注入過程監測體系性能變化及注入動態，采出過程監測采出液中化學劑濃度及油、氣、水性質變化。

然后按照五個兼顧即新老井兼顧、地面地下兼顧、試驗區內外兼顧、生產與觀察兼顧、井筒井間兼顧，建立完善監測系統，滿足跟蹤調整需要。重點項目如地層壓力、產吸剖面、飽和度等固定監測區域、統一方法和頻率，便于綜合對比評價。

2 化學驅油技術應用

2.1 制定化學驅工作程序

化學驅的工作程序一般分為三個階段：室內研究評價階段，先導試驗階段，擴大推廣階段。室內研究評價階段主要完成化學驅機理研究，配方體系設計及油藏方案設計等工作；先導試驗階段重點研究內容是化學驅階段的跟蹤調控和效果評價等工作；擴大推廣階段是在建立油藏篩選標準、確定研究技術方法，評價技術指標，經濟界限分析的基礎上，逐步擴大推廣到不同層位、不同區塊進行部署研究。

2.2 建立化學劑檢測評價方法

建立了2 項檢測標準，制定了聚合物和表面活性劑企業檢測標準[6-7]，為錦16 塊聚表復合驅用化學劑的質量檢測、評價方法、性能評判等提供了試驗依據，也為化學劑達到方案設計要求，保證化學驅實施效果提供了保障。應用色譜指紋法進行聚合物、表活劑的化學驅濃度檢測，能夠準確、高效、批量檢測，為化學驅跟蹤調控提供了及時可靠的數據。

2.3 形成化學驅動態跟蹤評價及調控方法

結合遼河錦16 塊聚表復合驅實際情況，探索出適用于遼河油田的聚表復合驅跟蹤評價方法，主要包括化學驅的有效性、經濟效益和增油效果評價方法，以及整體調驅、分注增注、增加井點、堵水補層、延長段塞注入、調整注采參數等調控技術方法[8-10]。

2.4 取得顯著的礦場實施效果

圖3 二元驅與水驅含水與階段采出程度對比變化圖

圖4 錦16 塊二元驅工業化試驗區開采曲線

試驗區已完成空白水驅、前置段塞注入，目前正在注入主段塞，已見到顯著效果?；瘜W驅日產油由63 t 增加到283.6 t，含水由96.7 %降至86.4 %，階段累產油21 萬t（見圖4）。

3 結論

（1）形成了較為系統的化學驅研究技術：化學驅潛力量化技術，化學驅井網重建技術，化學驅射孔優化技術，聚表復合驅配方研制技術，多段塞注入方式優選技術，化學驅監測方案設計技術。

（2）制定的化學驅工作程序、建立的化學劑檢測評價方法和化學驅動態跟蹤評價及調控方法，為化學驅礦場試驗的成功實施提供了有力保障。

（3）錦16 塊化學驅新井網實施以來，增油降水效果顯著，累積產油21 萬t。

［1］ 謝文彥.歡喜嶺油田錦16 塊興隆臺油層二元驅工業化試驗方案［Z］.遼寧盤錦，中油遼河油田分公司，2009：3-8.

［2］ 呂鑫，張建，姜偉.聚合物/表面活性劑二元復合驅研究進展［J］.西南石油大學學報，2008，30（3）：127-130.

［3］ 溫靜.遼河油田特高含水期油藏二元復合驅井網井距優化研究［J］.特種油氣藏，2012，19（2）：73-75.

［4］ 別夢君，盧祥國，于濤，等.二元復合驅增油效果及采出液性質實驗研究［J］.特種油氣藏，2010，17（6）：97-99.

［5］ 李建路，何先華，高峰，等.三元復合驅注入段塞組合物理模擬實驗研究［J］.石油勘探與開發，2004，31（4）：126-128.

［6］ Q/SYLH0391-2011，歡喜嶺油田錦16 塊二元驅表面活性劑技術要求［S］.2011.

［7］ Q/SYLH0392-2011，歡喜嶺油田錦16 塊二元驅用聚丙烯酰胺技術要求［S］.2011.

［8］ 劉曉光.北三西三元復合驅試驗動態變化特征及綜合調整措施［J］.大慶石油地質與開發，2006，25（4）：95-96.

［9］ 廖廣志，牛金剛，等.大慶油田三元復合驅礦場試驗效果評價方法分析［J］.石油勘探與開發，1998，25（6）：44-46.

［10］ 皇海權，吳天亞，孔柏嶺，等.河南油田化學驅技術的研究與應用［J］.石油地質與工程，2012，16（1）：95-97.