渤海X油田聚驅后不同化學驅注入段塞優選及剩余油分布研究

王 剛，劉 斌，王欣然，張 偉，張俊廷

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452）

渤海X油田自2008年實施聚合物驅以來，注聚規模不斷擴大，目前注聚井已達到24口，累積增油量超過240×104m3，采出程度增加2.62個百分點，噸聚增油達到53 m3，聚合物驅油效果較為顯著。但含水達到最低點后，含水上升速度也較快，吸水剖面反轉現象嚴重，若繼續注聚，開發效果和經濟效益較差。因此，本文根據油田地質油藏特征和開發狀況，應用三層非均質平面物理模型進行不同類型化學驅驅替實驗[1–5]，研究不同類型化學驅的驅替效果，優選該區塊聚驅后的合理化學驅注入方式，應用電極采集系統檢測化學驅后各層剩余油飽和度，對比不同驅替方式的各層開發效果[6–9]。

1 實驗部分

1.1 實驗設備

實驗設備主要包括 BROOKFIELD DV–II+Pro型布氏黏度計；WCJ–801型控溫磁力攪拌器；SG83–1雙聯自控恒溫箱；平流泵；中間容器；自制電極數據采集系統。

1.2 藥劑及油水

聚合物均為現場提供的部分水解聚丙烯酰胺，高分子聚合物的相對分子量為 2 500萬，表面活性劑為DB–3非離子型表面活性劑。

實驗用油為現場脫水脫氣原油與煤油按一定比例配制而成的模擬油，65 ℃條件下黏度為45 mPa·s。聚合物和表活劑母液使用現場污水和不同礦化度的模擬水配制，并用現場污水稀釋到實驗方案所要求的濃度。

1.3 實驗模型

層內縱向三層非均質（正韻律）高孔巖心模型，尺寸為30 cm×30 cm×4.5 cm，高、中、低三層的氣測滲透率分別為 3 000×10-3μm2，900×10-3μm2，500×10-3μm2，滲透率變異系0.78，孔隙度為32%，采用邊部一注一采的五點井網。為測量化學驅后各層的剩余油飽和度，在平板模型每層均勻排布36對電極，共108對。

1.4 實驗方案

根據渤海X油田實際注聚方案，設計實驗方案見表1。

1.5 實驗步驟

①用真空泵對巖心進行抽空（4個小時），飽和過濾的現場污水，測定孔隙體積，計算孔隙度；②將模型放置在65 ℃恒溫箱內數小時達到老化的目的；③飽和油，模擬原始地層狀態，測定飽和油體積，計算原始含油飽和度；④按照實驗各試劑的配制要求，精確配制所需二元體系；⑤根據實驗方案開展驅油實驗，直至達到實驗要求。

2 實驗結果分析

2.1 不同實驗方案采收率對比

由表2可以看出，方案二聚驅后提高采出程度最高，為24.29%，最終采收率為65.86%；方案三聚驅后提高采出程度次之，為21.74%，最終采收率為62.03%。

表2 五個方案采收率對比

由圖1可見，方案一注入0.65 PV聚合物開發效果最差，含水最低點為 73.3%，在聚驅一段時間后，含水率逐漸上升，再持續注入聚合物段塞提高驅油效率幅度不大。聚驅后注入聚合物或二元驅段塞，含水率都有所下降，因水驅對低滲透層動用效果比較差，隨著聚合物或二元體系的注入，改善了吸水剖面。方案二的含水率降低程度最大，最低點含水率為49.6%，轉注水后含水率上升也較慢，說明二元體系進入了低滲透層，提高了對低滲透層的動用程度，使整體受效時間提前，而且達到最低點的時間也較其他方案早。方案三驅含水率最低點為54.9%，雖然聚驅后注二元體系起到了降水增油效果，但方案三抗稀釋及擴大波及體積作用要低于方案二，且表面活性劑質量分數也較低，在地層中容易被帶負電的地層所吸附，使活性劑質量分數大大降低，不能很好降低油水界面張力，故含水率上升較快。方案四和方案五，都能使含水率降低到70%以內，起到了擴大波及體積、調整吸水剖面的作用，但沒有表面活性劑降低油水界面張力的作用，部分波及區域內的剩余油不能完全被驅出，聚合物作用到一定程度后，含水率上升也越快，說明聚驅后只提高驅替劑黏度，而降水效果并不好。

圖1 各方案累積注入PV數與含水率、采出程度關系

綜上所述，高含水期進一步提高采收率，應在擴大波及體積基礎上降低界面張力。本次實驗中方案二降水效果最好，見效時間早，作用時間長。

2.2 各層剩余油飽和度分布

根據上述實驗結果，方案二及方案三在聚驅后提高采出程度幅度較其他方案高，驅油效果好。因此，以方案一為參照方案，利用油水前緣監測系統繪制方案一、方案二及方案三結束時剩余油飽和度分布圖，描述波及體積及油水前緣運移情況，分析驅油效果，細化各層含油飽和度變化。

以巖電理論阿爾奇公式為基礎，建立電阻率和孔隙度及含水率、飽和度等巖電參數之間的關系，通過電阻采集裝置，得到每層電阻值，再折算獲得每層的平均含油飽和度值。實驗測得的各層波及系數和平均含油飽和度分別見表3、表4。

可以看出，和聚合物驅相比，聚表二元復合驅各層波及系數及含油飽和度較水驅結束時有不同程度的變化，高滲層波及系數較水驅結束時增大 0.09左右，說明經過大量水洗作用后，該層波及系數已達到較高程度；含油飽和度較水驅結束時，由 0.31左右下降至0.15左右，表明聚表二元驅在高滲層主要發揮提高驅油效率的作用。中、低滲層波及體積較水驅結束時分別提高0.20左右和0.30左右，含油飽和度較聚驅結束時分別下降 0.23左右和 0.34左右，表明聚表二元復合驅對中、低滲層在擴大波及體積的同時，也提高了驅油效率。

方案二與方案三相比，前者的二元段塞提高黏度擴大波及體積作用要好于后者，且各層剩余油飽和度也要低于后者，說明對于非均質程度較大的油藏，應該適當提高聚合物濃度和表面活性劑質量分數。

由表4可以看出，和聚合物驅相比，聚表二元復合驅開發效果更好，對中低滲透油藏波及體積更大，各層剩余油飽和度均有不同程度降低，中低滲透油層剩余油降低幅度更大，說明聚表二元復合驅能夠改善中低滲透油層的開發效果。

表3 聚合物驅與二次化學驅各階段各層波及系數

表4 聚合物驅與二次化學驅各階段各層平均含油飽和度

3 結論

（1）通過層狀非均質模型驅油實驗進行了聚表二元驅注入參數的優選，優選的段塞注入方式為：0.1 PV（0.25%表面活性劑，2 000 mg/L聚合物）+0.3 PV（0.2%表面活性劑，1 500 mg/L聚合物），優選的聚表二元驅段塞注入方式能夠比聚合物驅提高采收率8.6%。

（2）和聚合物驅相比，聚表二元復合驅后，中、低滲層波及體積分別提高0.20左右和0.3左右，含油飽和度分別下降0.23左右和0.34左右，表明聚表二元復合驅對中、低滲層在擴大了吸水面積的同時，也提高了驅油效率。

[1] 王榮健，薛寶慶，盧祥國，等. 聚/表二元復合體系配方優選及其驅油效果評價[J]. 油田化學，2015，32（1）：108–113.

[2] 李孟濤. 聚合物/表活劑二元復合驅室內實驗驅油研究[D]. 黑龍江大慶：大慶石油學院，2003：25–28.

[3] 吳文祥，張玉豐，胡錦強. 聚合物及表面活性劑二元復合體系驅油物理模擬實驗[J]. 大慶石油學院學報，2003，29（6）：98–100.

[4] 王剛. 粘彈性無堿二元驅油體系提高采收率機理研究[D]. 黑龍江大慶：大慶石油學院，2009：92–125.

[5] 夏惠芬，蔣瑩，王剛. 聚驅后聚表二元復合體系提高殘余油采收率研究[J]. 西安石油大學學報：自然科學版，2010，25（1）：45–49.

[6] 劉斌，李云鵬，周海燕，等. 二元復合體系穩定性室內研究[J]. 科學技術與工程，2016， 16（30）：210–215.

[7] 王榮健，盧祥國，牛麗偉，等. 大慶油田薩北開發區二類油層二元復合驅技術研究[J]. 海洋石油，2009，29（3）：57–62.

[8] 牛麗偉，盧祥國. 二類油層二元復合體系性能評價及其機理[J]. 大慶石油學院學報，2009，33（4）：44–52.

[9] 劉斌，張玉梅，張汶，等. 層內縱向非均質性對稠油油藏剩余油分布的影響研究[J]. 科學技術與工程，2015，15（26）：161–164.