稠油油藏提高采收率技术进展

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提高稠油油藏采收率的主要方法和机理

高效洗油效率的作用,从而适当降低化学剂用量,同时,可充分利用现有聚合物驱地面设备,简化工艺降低投资。

④地面工艺降低成本

目前,复合驱矿场试验采用的地面工艺多为目的液流程,该工艺储罐多、投资大,且化学剂浓度不可调。复合驱工业化推广应用后,井组间油藏条件必然存在一定差异,因此应开展点滴流程和与其相适应的其它工艺,以降低地面投资[26]。

2.5.3 非凝析气相泡沫调驱技术

据调查,目前扩大蒸汽波及体积的最好方法仍然是注高温泡沫剂,尤其是目前已有耐温超250℃且价格相对便宜的高温泡沫剂。但是,以往利用蒸汽作为泡沫气相的做法具有很多不足。结合河南油田的油藏特点和热采工艺现状,提出了利用非凝析气体作为泡沫气相进行深部调驱的新思路。 2.5.3.1 泡沫调驱的的技术机理

(1)泡沫在多孔介质中具有贾敏效应。泡沫液膜使气相的渗透能力急剧降低,从而使注汽压力提高,迫使后续蒸汽转向未驱替带,增加波及体积。

(2)泡沫剂能降低油水界面张力,改善岩石表面的润湿性,可以有效提高驱油效率。

(3)非凝析气体可以增加弹性驱动能量,提高地层压力,提高回采水率,提高蒸汽热效率。

2.5.3.2 泡沫调驱的技术特点和适用性

(1)泡沫调驱是一种可以依据地层含油饱和度的变化而进行选择性封堵的蒸汽转向技术。

(2)泡沫可随蒸汽动态地流动,具有即时调剖作用,迫使蒸汽多次转向,实现有效注汽。

(3)该技术既适用于注蒸汽开采的吞吐井和蒸汽驱井组,也适用于注水开采的常采井。

2.5.3.3 室内研究阶段成果

(1)100mL质量分数为0.5%高温泡沫剂的发泡体积可达415ml,半衰

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期可达120min。200℃下阻力因子为9.4。

(2)200℃时,泡沫调驱剂可使单管岩心蒸汽驱油效率提高9.4%。 (3)油层含油饱和度大于20%时,泡沫流动的阻力因子都小于4,即没有调剖能力;当含油饱和度小于20%时,泡沫流动的阻力因子迅速增大,含油饱和度对泡沫调驱剂是一个敏感因素。

实验测试表明,蒸汽的驱油效率可以达到90%以上,那么在高渗透带的汽窜通道上,剩余油饱和度在20%以下,这样,高温调驱剂在高渗透带的汽窜通道上就可以形成良好的泡沫。

(4)油层渗透率增大,泡沫的阻力因子增大,调剖能力增强,渗透率大于10μm2后阻力因子随渗透率的增大基本不变,泡沫对高渗透层有更好的调剖能力。

(5)通过物理模拟试验,当非均质岩心出现汽窜时,通过在蒸汽中添加泡沫调驱剂等,可扩大蒸汽驱波及体积,总采收率提高了29.5%。该室内研究成果目前正在进行现场试验阶段。 2.5.3.4 工艺方法

在注汽站或配汽站内,利用计量泵将储液罐内按一定比例配制好的泡沫调驱剂打进蒸汽干线内,泡沫调驱剂随蒸汽进入注汽井或油井。该工艺的优点是,一站配液,多井同时施工,多井收效[8]。

2.6 注氮气与蒸汽提高稠油采收率

国内外采用高温泡沫剂调整吸汽剖面,注入溶剂对特稠油进行溶解降粘,注入天然气、空气、二氧化碳、烟道气等补充地层能量,改善稠油油藏开采效果。由于一些地区属于普通稠油,天然气、二氧化碳和烟道气来源受限,为此进行了注氮气与蒸汽吞吐提高稠油采收率研究,优化了注入工艺和参数,取得了较好的矿场试验效果。 2.6.1 注氮气与蒸汽提高稠油采收率机理 2.6.1.1 隔热作用

采用光隔热管或者光油管,在从管内注入蒸汽的同时,从油套管环形空间连续式或段塞式注入氮气,氮气的导热系数为0.00205KJ/m·h℃,起到

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隔热作用,降低井筒中热量损失。 2.6.1.2 补充地层能量

氮气不溶于水,较少溶于油,且具有良好的膨胀性,可节省注汽量,弹性能量大,可局部提高地层压力,有利于保持地层能量。 2.6.1.3 助排解堵作用

氮气有良好的膨胀性,放喷时压力降低,氮气迅速膨胀,具有气举、助排和解堵作用。 2.6.1.4 提高波及体积

氮气渗透性能好且膨胀系数大,注入的蒸汽可进入非凝结性氮气通道,扩大蒸汽加热半径,增加蒸汽扫驱范围。 2.6.2 注氮气与蒸汽提高稠油采收率效果

氮气是一种非凝结性气体,其本身的特性受温度和压力的影响很小,不像蒸汽那样遇冷容易凝结成水,也不像二氧化碳那样在一定的压力下易溶于原油。这种惰性气体不受气源限制、无毒无害,又是热的不良导体,能协助蒸汽提高稠油油藏的开采效果,八面河油田重点研究了不同注氮气量、不同注入方式等对蒸汽驱油效果的影响。由表2-5可以看出,随着注氮量的增加,驱油效率逐渐提高,达到相同含水率时,三个段塞对应的驱油效率分别为51.63、57.22、67.08,比单一蒸汽驱油效率分别提高0.6、6.19、16.05。

表2-5 八面河油田面120区不同注氮气与蒸汽量对驱油效果的影响 原始含残余油孔隙岩心编开采方注氮驱油效长度,渗透率,饱和体积,油饱和号 式 量,PV cm ×103μm2 率,% ml 度,% 度,% 蒸汽驱 8-10 0 19.7 679.53 58.49 68.60 51.03 33.59 氮气+8-12 0.05 20.62 630.47 61.09 62.61 51.63 30.29 蒸汽驱 氮气+8-15 0.10 20.60 641.0 58.92 68.74 58.33 28.64 蒸汽驱 氮气+6-18 0.15 20.15 630.0 54.58 65.96 67.08 21.71 蒸汽驱 32

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残余油饱和度随氮气段塞的增大而下降,特别是当注入量为达到0.15PV时,残余油饱和度降到21.71,比单一蒸汽驱下降了11.88。主要原因是氮气虽然在水和油中的溶解度很低,但在地层中能够形成微气泡,一方面增加了蒸汽携热能力,减少热损失,辅助蒸汽降低原油粘度,提高了驱油效率;另一方面氮气进入岩心后,将优先占据多孔介质中的油通道,使原来呈束缚状态的原油成为可动油,从而降低了残余油饱和度,这也是氮气与蒸汽吞吐驱动增产的重要机理之一。对于多轮次吞吐和非均质严重的井,可在注入氮气的同时添加起泡剂,封堵高渗透带,提高波及体积和驱扫面积。

注氮气与蒸汽吞吐充分利用氮气良好的膨胀性和弹性能量大的特征,既能降低原油粘度,又能保持地层压力,提高驱油效率,延长生产时间,改善开发效果,有推广应用价值[30]。

2.7 微生物采油技术

微生物采油技术已经有70多年的历史,早在上世纪20年代,美国Beckman就指出细菌有利于开采石油。稠油微生物开采技术是微生物采油技术的延伸,也是人们对稠油开采的一种新的尝试。美国、加拿大等欧美国家早在上世纪60~70年代就开始应用这种方法开采稠油,我国起步相对较晚。上世纪末辽河油田率先在国内开展稠油微生物开采技术的室内研究和现场试验,取得一定成果。随后大庆、胜利、新疆、大港、青海等油田相继开始稠油微生物开采技术的研究和应用。从整体上讲,目前该技术在国内外还处于试验研究阶段,真正实现工业化的项目还不多。近年来,随着稠油微生物开采技术研究的不断深入及其在稠油开采领域良好潜力的展现,该技术在国内许多油田开始受到重视[31]。 2.7.1 稠油微生物开采基本方法

目前,稠油微生物开采技术的基本方法主要是将含有氮、磷盐的培养液及具有降粘作用的微生物注入油层,使微生物与油层发生作用,从而提高稠油采收率,即异源微生物采油法。异源微生物开采稠油又分微生物吞吐和微生物驱两种。微生物吞吐开采稠油的方法不动管柱,利用地面设备(水泥车、水罐车)从采油井油套环形空间挤入微生物稀释液,挤注结束后关井一段时间,使微生物作用于井筒及近井地层,然后开井采油。该法具有施工简单、

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