提高采收率新工艺 (上)
时间:2015-12-01 17:02
来源:
作者:冯耀忠
目前世界上大多数油田均采用注水方式进行油气开发。油田开发的经济技术指标由注入水的利用效率确定,即使在高含水油田的开发晚期,低渗透储层中仍残留有采不出的原油。油田提高采收率的优先方向是研发和推广综合提高采收率新工艺,以有效开发残留的原油储量。
注入水转向工艺助力产量提升
注入水转向工艺首先使高渗透地层的原油储量在整个面积上投入开发,首先沿面积,然后沿厚度提高低渗透地层的注水波及率,使油田的所有剖面均投入开发。在油田开发晚期可对地层液流进行再分配,有效提高原油采收率的组合工艺。应用水转向工艺可提高注入水的地层面波及率,提高均衡注水井的吸水剖面,并封堵底水,封堵沿高渗透夹层窜入油井的水流,增加注水井的吸水能力,增强地层近井底地带的增水处理。
为最有效利用这些组合工艺,需要掌握注水井向油井注入的液流方向和运移速度。第一阶段采用提高注入水的地层面积波及率工艺,使油田(区域)的地层最大限度投入开发;第二阶段对已开发地层进行封堵,使整个地层剖面的少排油或未排油储量投入开发,提高注水的厚度波及率。为此,可采用均衡注水井吸水剖面工艺,同时对油井实施封堵高渗透夹层水流,这时注水井的吸水能力会大幅度下降,为进行补偿,保障与开发层对应的井段的注水量,对注水井实施增注措施。
在开发碎屑岩地层油井的过程中,地层近井地带因压井水或注入水的浸湿,形成毛管束缚水聚集。这时须对油井地层近井地带进行憎水处理,使岩石表面由亲水转变为优先憎水,排出束缚水,以大幅度降低地层近井地带的含水饱和度,并增大油相渗透率。一种可使液流再分配的有效方法是应用由硅酸钠组成的胶组分去提高注入水面积的波及率和均衡注水井吸水剖面,并采用封堵底水和封堵油井高渗透夹层水流的工艺,以提高产量。
高效节能采收率新工艺
油饱和地层的强化注入水,可提高油田注水开发的效果,但在非均质地层的开发晚期,尽管向地层注入了大量的水,但因较多的能量消耗,导致采油低利润或无利润。其主要原因是流体在孔隙介质中运移常伴随着能量衰减,即克服粘滞摩擦力的能耗,渗滤速度越高、渗透率越低做功越多。这一渗滤指标取决于采用的油藏开发方法和速度,选择适当的油水井工作制度来减少地层的注水量,增大地层的注水波及率,就可降低使水沿地层运移的无用功耗。
地层注聚新工艺。目前最广泛采用的方式是通过注聚合物来提高驱油介质黏度,降低油水的流度比,提高驱油过程的地层波及率。此外,注聚合物也可同其它提高采收率方法结合应用,如聚合物 - 碱,含表面活性剂的聚合物或注热聚合物等。聚合物与分散岩石颗粒在孔隙介质中的相互作用生成聚合物矿物组分,可大幅度提高地层含水带的渗滤阻力,降低地层的渗透率非均质性和提高地层注水波及率,提高地层高渗透带的残余阻力系数。
对地层进行聚合物分散处理,可使液流沿地层剖面和区域再分配,促使未开发的小油层投入开发,最终采收率提高 1.5~5%。同一作用机理的还有注入胶体 - 分散系统,纤维 - 分散系统,硅酸盐 - 碱,注有机硅和高粘乳化液等, 均可在地层条件下形成不溶水凝胶。这类工艺无须增加能量消耗,就可提高地层的注水波及率,从而可使注入 1m 3水的增油量最高。提高注水波及率和驱油效率的组合工艺包括注入酸 - 碱溶液,聚合物分散系统 - 表面活性剂,聚合物分散系统 + 碱,聚合物分散系统 + 溶剂等。
更高效注聚合物分散系统
俄罗斯鞑靼石油公司在 2010 年采用提高采收率方法增油 4.06×10 6 t,占 其 全 年 产 油 量 的 16.5%。 其 中3.68×10 6 t 由物理化学提高采收率方法采出,由油田注聚合物分散系统的结果分析可知,实施聚合物分散系统处理,可在相同的最终采收率下,使用于水运移的能耗降低 18.7%,用于原油运移的能耗增加 21.7%,最终缩短开发时间,达到较高的采油速度。用聚合物分散系统注水工艺开发区域非均质地层,由它形成的屏障可提高地层的注水波及率,使更多的原油储量投入开发,降低油井含水,延长油田高效开发期。
限制油井水流工艺。为降低使水沿地层运移的无用能耗,可通过在油井建井时对油层进行高质量地注水泥分隔来实现。限制油井水流可采用憎水物质处理低渗透层的近井地带,提高其油相的渗透率。研究表明,地层水、原油和岩石组分,可在地层中形成堵塞物质,提高孔隙介质和水渗滤裂缝渗滤阻力。为此,在含矿化水地层中将离子聚合物水解聚丙烯晴注入地层,可在地层中形成具有半透膜性能的胶状结构体,增大含水层的渗滤阻力。采用石油硫酸混合物可在地层条件下形成高粘的含酸沥青和二水石膏,提高地层含水带的渗滤阻力。
俄罗斯各油田在地层水饱和带采用水解聚丙烯晴和石油硫酸混合物等选择性堵水,已成功地限制油田产水119×10 6 m 3 ,增油 5.8×10 6 t。向含低矿化度水和淡水地层注入聚合物分散系统, 其聚合物组分可在岩石颗粒上絮凝,转化为堵水物质。采用在油层中形成堵水物质的组分,是降低含水层采油不可逆能耗的发展前景。提高原油采收率的工艺和物理场方法。
在油田开发晚期,提高采收率的最有前景的方向是采用利用地层流变性的电流工艺和基于二者相互作用及协同效应的物理场。 推荐综合利用这两种方法,由地质矿场资料的综合分析可知,油田的长期开采效果和采收率,可用各种地质工艺措施加以提高。其中的一种方法是将工艺方法和物理场相结合,采出的非牛顿原油具有广泛的不均匀性和“记忆力”,采用磁、电、热和压力场作为处理外部能源对地层进行系统处理后,原油呈现牛顿性,随后再上升至非牛顿性。
另外,还取决于地质物理条件,在采油过程中采用工艺和物理场,可产生电动、分子和热动力效应及各种化学反应,大幅提高油田开发效果。在油气田的二次开采和难采储量的开发中。这类方法也有广阔的发展前景。