低滲透油田高效降阻驅(qū)油劑 降壓增注技術(shù)及應(yīng)用 交流提綱 研究背景 高效降阻劑降壓增注研究 高效降阻劑降壓增注現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 創(chuàng)新點(diǎn) 結(jié)論 54 特低滲透 1低滲透 透率 一般低滲透 10國(guó)目前發(fā)現(xiàn)的油田大部分是低滲透油田 低滲透儲(chǔ)層中 特低滲透及超低滲透儲(chǔ)量 占有較大的比例 研究背景 不同類型儲(chǔ)層孔道大小分布相差不大，但喉道大小分布差異明顯 0510152025300 100 200 300 400 500 600孔道半徑（u m )分布頻率0510152025300 2 4 6 8喉道半徑（微米）喉道含量（）k=19.3 k=k=.5 k=k=低滲透油藏孔隙特征 滲透率越小，喉道越集中，隨著滲透率增加，喉道分布范圍增加，峰值的含量減小。 滲透率小于 1 平均喉道半徑在 1 滲透率在 1 平均喉道半徑在 1 滲透率在 1020 平均喉道半徑超過(guò)了 3m. 研究背景 儲(chǔ)層孔道大小分布相差不大，但喉道大小分布差異明顯 05100 200 400 600孔道半徑（微米）分布百分?jǐn)?shù)（）長(zhǎng)慶西峰低滲透 油藏孔隙結(jié)構(gòu)特征 0510152025300 2 4 6喉道半徑（微米）分布百分?jǐn)?shù)k=布曲線不對(duì)稱，右側(cè)較大喉道分布較寬 研究背景 對(duì)比結(jié)果表明：低滲透油藏孔道接近，喉道差異較大，是控制低滲透油藏滲流難易程度的決定性因素 滲透率是微觀孔隙結(jié)構(gòu)的宏觀表現(xiàn)滲透率相近，微觀孔隙結(jié)構(gòu)差異較大 喉道半徑對(duì)比曲線 024680 2 4 6 8 10喉道半徑（微米）喉道分布百分?jǐn)?shù)（）長(zhǎng)慶1 . 7 2 m 5 m 低滲透儲(chǔ)層介質(zhì)物理特征 裂縫低滲 儲(chǔ)層敏感性強(qiáng) 裂縫發(fā)育 介質(zhì)的屬性具有典型的雙重介質(zhì)特點(diǎn) 關(guān)鍵是水相的波及與原油的置換 基質(zhì)低滲 儲(chǔ)層敏感性強(qiáng)、注入壓力高 問(wèn)題的落腳點(diǎn)降低注入壓力 研究背景 泄壓能力低 壓力傳導(dǎo)慢 物性差 直接 間接 壓力上升因素 油藏 水質(zhì) 外來(lái)流體 滲透率低 連通性差 配伍性差 結(jié)垢嚴(yán)重 粘土膨脹 研究背景 1、低滲孔隙性油藏注水開發(fā)的主要矛盾就是注水壓力上升快、生產(chǎn)井壓力和產(chǎn)量下降快，最后注水、采油的效率非常低，也就是人們形象所講的“注不進(jìn)，采不出” 。 2、由于氣溫影響，北方油田注水井注入量小于 15方 /天 冬季“掃線”停注關(guān)井，每年約 1/5 1/4的時(shí)間處于停注狀態(tài)，影響注水量及油井產(chǎn)量，加劇注采不平衡。 研究背景 地層造縫，效果好 效果好，成本低 效果較好，成本低 效果較好，成本低 處理半徑小，只能處理近井地帶 不僅處理近井地帶堵塞 還能預(yù)防地層堵塞并提高驅(qū)油效率 壓 裂 酸化 化學(xué)解堵 降阻劑增注 增注措施 研究背景 2、降低油水界面張力 減少賈敏效應(yīng)，增加油流動(dòng)能力。 1、改變巖石表面潤(rùn)濕性 巖石親水性更強(qiáng)，發(fā)揮毛管力作用。 3、增加水相滲透率 降低注入壓力。 4、抑制細(xì)菌生長(zhǎng) 減少對(duì)井底及地層堵塞 5、抑制粘土膨脹 減少對(duì)地層傷害 6、防止垢生成 減少垢沉淀對(duì)地層傷害 降 壓 增 注 原 理 高效降阻劑降壓增注機(jī)理 研究背景 打破了只處理井底周圍的局限性，處理范圍深入到地層深處。 1 增注的同時(shí)，提高了驅(qū)油效率。 2 3 工藝簡(jiǎn)單，注入方便。 4 處理范圍增加 降低注入壓力，減少注水井套損發(fā)生幾率。 5 高效降阻劑增注特點(diǎn) 具有防膨、防垢、抑制微生物的作用。 研究背景 交流提綱 研究背景 高效降阻劑降壓增注研究 高效降阻劑降壓增注現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 創(chuàng)新點(diǎn) 結(jié)論 高效降阻劑組成 1、高效降阻劑是一個(gè)由多種材料合成的有機(jī)體系，主要原料是由美國(guó)進(jìn)口的新型材料。 2、主要成分是由主鏈和側(cè)鏈組成的具有表面活性的小分子聚合物。主鏈的碳原子數(shù)為 15 20個(gè)，側(cè)鏈上帶有羥基、羧基、季銨基（孿聯(lián)、四季銨基）等多個(gè)活性基團(tuán)。 3、季銨基依靠靜電作用在巖石表面吸附，形成納米級(jí)單層膜，降低了吸附量。羧基和羥基靠近孔道內(nèi)側(cè)，孔道的潤(rùn)濕性得到改善，提高水相的滲透率。 4、季銨鹽基團(tuán)具有很好的殺菌和防膨作用。 5、主劑上的基團(tuán)能夠?qū)⑩}、鎂離子絡(luò)合，降低結(jié)垢。 6、具有表面活性，能夠提高殘余油的啟動(dòng)能力，提高采收率。 0 2 4 6 8 10 12 14 0 20 40 60 80 100 120 時(shí)間 t(界面張力（102 效降阻劑與大慶原油的界面張力在 1010m。 配方體系油水界面張力 將殘余油啟動(dòng)后 ,有利于高效降阻劑的吸附 后續(xù)驅(qū)替過(guò)來(lái)的殘余油不易再次滯留 9區(qū)原油界面張力 25 45 65 85 105 125 145 時(shí)間， FT,mN/濃度 濃度 濃度 配方體系油水界面張力 高效降阻劑與長(zhǎng)慶原油的界面張力在 1010m。 1、過(guò)低的界面張力與原油的乳化嚴(yán)重，導(dǎo)致注入壓力升高，不適合低滲透油藏增注。 2、界面張力過(guò)高會(huì)造成殘余油不能啟動(dòng)運(yùn)移，也不適合增注。 3、開始與原油接觸具有較低的界面張力，可以將“死油”啟動(dòng)運(yùn)移，隨后界面張力升高，與原油的乳化得到抑制，配方適合進(jìn)行降阻劑降壓增注。 未洗油油砂樣品水蒸汽凝結(jié) 120秒時(shí)的環(huán)境電鏡圖像(300倍 ) 洗油油砂樣品水蒸汽凝結(jié) 20秒時(shí)的環(huán)境電鏡圖像 (300倍 ) 降阻劑吸附后的未洗油油砂樣品水蒸汽凝結(jié) 90秒時(shí)的環(huán)境電鏡圖像 (300倍 ) 親油變?nèi)跤H油 親油變強(qiáng)親水 表面 更加親水 高效降阻劑對(duì)巖石表面潤(rùn)濕性影響 油砂在兩種不同溶液中浸泡 12小時(shí)后的分布形態(tài)比較 (地層水溶液 ) (高效降阻劑 ) 親 水 親 油 高效降阻劑對(duì)巖石表面潤(rùn)濕性影響 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 %） 吸附量（mg/效降阻劑在油砂表面的吸附曲線 平衡點(diǎn) 高效降阻劑的吸附研究 動(dòng)態(tài)吸附量的測(cè)定 10 15 20 25注入孔隙體積倍數(shù)（P V ）吸附量（mg/然巖心的動(dòng)態(tài)吸附量隨濃度的變化 當(dāng)注入溶液的孔隙體積達(dá)到 20附達(dá)到平衡， 高效降阻劑的吸附研究 錘形，寬度 78度 形，直徑 200400度 3附后不形成一層致密均勻的薄膜，而是納米級(jí)的小顆粒有規(guī)律的聚集而成的 高效降阻劑的吸附形態(tài)研究 親油表面） 直徑 900高度 125親油表面） 直徑 1000 高度 180效降阻劑與油相和親油巖石表面有很強(qiáng)的親和力，這就是親油表面的吸附量高于親水表面吸附量的原因之一。 高效降阻劑的吸附形態(tài)研究 （ 1）動(dòng)態(tài)接觸角法 高效降阻劑對(duì)潤(rùn)濕性的控制 降阻劑 、 活性水體系 不同濃度的溶液與載波片的接觸角（前進(jìn)角， ） 831 中注入水浸泡 : 降阻劑 、 活性水體系 不同濃度的溶液與載波片的接觸角（后退角， ） 831 中注入水浸泡 ,。 新型降阻劑與原活性水相比具有更加明顯的改變潤(rùn)濕性的作用 1020304050607080901000 ）接觸角（。）mg/g)接觸角 靜態(tài)吸附量01020304050607080901000 吸 附 量 （ m g / g )接觸角（。）高效降阻劑在少量吸附的情況下，接觸角就發(fā)生了很大的變化 潤(rùn)濕性變化與吸附量的關(guān)系 高效降阻劑對(duì)潤(rùn)濕性的控制 潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)過(guò)程 親油 變 親水 高效降阻劑微觀驅(qū)油機(jī)理 降阻劑沿壁面流動(dòng)，將油膜緩 慢剝離，油膜漸漸變薄 油膜脫離巖粒表面后，在孔道軸 心處形成油絲或油帶向前運(yùn)移 殘余的油呈珠狀或柱狀 高效降阻劑占據(jù)了孔道表面， 潤(rùn)濕性逐漸轉(zhuǎn)變 由于油水界面張力很低，原油乳化 高效降阻劑微觀驅(qū)油機(jī)理 驅(qū)油結(jié)果 殘余油量大大減少，殘余的油呈珠狀或柱狀，接觸角小于或等于 90 ，呈現(xiàn)出弱親水或親水的特性 高效降阻劑微觀驅(qū)油機(jī)理 0 2 4 6 8 10 12 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 滲吸時(shí)間（ h） 采出程度（%）地層水 高效降阻劑 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 滲吸時(shí)間（ h） 采出程度（%）地層水 高效降阻劑 親水巖心 親油巖心 采出程度的差異主要發(fā)生在滲吸過(guò)程的中后期即滲吸發(fā)生 4小時(shí)以后。高效降阻劑 能夠較大程度地提高自發(fā)滲吸采出程度，高效降阻劑體系加入后過(guò)一段時(shí)間，作用效果較為明顯。 高效降阻劑的驅(qū)油機(jī)理研究 親水巖心 親油巖心 高效降阻劑殺菌作用 高效降阻劑殺菌作用 硫酸鹽還原菌 空白水樣 加入高效降阻劑 100000007 01 0 0 水樣 注入水 831 蒙脫土 平衡時(shí)間（ h） 48 48 48 48 相對(duì)膨脹率（ %） 138 102 105 103 五廠巖樣 平衡時(shí)間（ h） 36 36 36 36 相對(duì)膨脹率（ %） 108 99 100 102 高效降阻劑對(duì)粘土膨脹具有較好的抑制作用 。 主要由于高效降阻劑體系在粘土或者巖樣表面吸附后 ， 阻止了水中陽(yáng)離子與粘土中陽(yáng)離子的交換 ， 使水不易進(jìn)入粘土的晶格中 。 高效降阻劑防膨作用 高效降阻劑阻垢作用 加入濃度 （ ） 實(shí)驗(yàn)前總硬度 （ ） 實(shí)驗(yàn)后總硬度 （ ） 阻垢率 （ %） 未加 0 264 105 00 264 203 00 264 215 00 264 234 止垢生成 0 0 20 40 60 80 100 可動(dòng)油飽和度 ) 、水等滲點(diǎn)發(fā)生右移，說(shuō)明高效降阻劑驅(qū)后，油層巖石表面物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，巖石表面親水性進(jìn)一步增強(qiáng) 可動(dòng)油飽和度明顯增加 ,殘余油飽和度降低。 高效降阻劑相對(duì)滲透率影響 殘余油飽和度下，水相相對(duì)滲透率有了一定程度的提高，水相相對(duì)滲透率的提高，說(shuō)明高效降阻劑的注入，部分改善了巖石表面的潤(rùn)濕性，使得巖石潤(rùn)濕性向親水方向轉(zhuǎn)變，提高了水相滲透率，改善了油層吸水能力。 巖心號(hào) 驅(qū)替體系 末端水相相對(duì)滲透率 相滲透率提高 (%) 12效降阻劑 2 驅(qū) 1效降阻劑 +濕性驅(qū)油劑 1 驅(qū) 效降阻劑 + 驅(qū) 831+濕性驅(qū)油劑 驅(qū) 效降阻劑相對(duì)滲透率影響 10 15 20 25 30 35pa/m)開始高效降阻劑驅(qū) 連續(xù)高效降阻劑驅(qū) 高效降阻劑對(duì)注入壓力的影響 在注水前注入 高效降阻劑 降壓增注效果更加明顯（也可以在超前注水中應(yīng)用），新型高效降阻劑的降壓效果更明顯。 4 6 8 10 12注入體積 ( 壓力(增注劑 新型高效降阻劑，具有更明顯的效果 壓力下降 明顯 高效降阻劑對(duì)注入壓力的影響 巖心號(hào) 降阻劑 、活性水溶液 水驅(qū) 水驅(qū) +降阻劑驅(qū) 降阻劑連續(xù)驅(qū) 結(jié)束壓力梯度(m) 結(jié)束壓力梯度(m) 壓力梯度降低百分?jǐn)?shù) (%) 結(jié)束壓力梯度(m) 壓力梯度降低百分?jǐn)?shù)(%) 1 831 ）壓力梯度降低百分?jǐn)?shù)（%）高效降阻劑濃度對(duì)注入能力的影響 低滲天然巖心的驅(qū)油效率 0204060801000 5 10 15 20 25 30 35)開始高效降阻劑驅(qū) 連續(xù)高效降阻劑驅(qū) 開始就連續(xù) 注高效降阻劑， 效果更好 高效降阻劑對(duì)驅(qū)油效率的影響 提高驅(qū)油效率的幅 度在 16% 18%之間 高效降阻劑體系 水驅(qū)采收率（ %） 高效降阻劑驅(qū)采收率（ %） 采收率 提高值（ %） 效降阻劑對(duì)驅(qū)油效率的影響 交流提綱 研究背景 高效降阻劑降壓增注研究 高效降阻劑降壓增注現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 創(chuàng)新點(diǎn) 結(jié)論 2003年大慶油田采油五廠 2口井 2004年大慶油田采油五廠 7口井 2004年大慶油田采油十一廠 7口井 2005年大慶油田采油五廠 15口井 2006年大慶油田采油五廠 10口井 2006年大慶油田采油八廠 4口井 高效降阻劑注入井 總計(jì)： 45口 現(xiàn)場(chǎng)注入設(shè)備 1、 現(xiàn)場(chǎng)注入流程 注液罐 上水管線 攪拌器 過(guò)濾器 增壓泵 注入管線 注水管線 撬裝設(shè)備， 注入方便 現(xiàn)場(chǎng)注入設(shè)備 序號(hào) 井號(hào) 配注量 (m3/d) 注入體積（ 高效降阻劑（ t） 1 4 4883 2 5 1630 3 0 2136 4 0 4171 5 9 2600 6 9 3000 7 0 2400 8 0 2790 9 5 2722 10 5 3240 11 0 2430 合 計(jì) 417 32002 效降阻劑注入井配注量 類型 井 號(hào) 破裂壓力 (措施前 措施后 差值 壓力 (水量 (m3/d) 壓力 (水量 (m3/d) 壓力 (水量 (m3/d) 高效降阻劑 8 9 1 4 9 0 15 3 3 5 8 8 12 19 小計(jì) 6 5 注水井降壓增注效果 措施后初期與措施前相比平均降壓 增注 9m3/d， 10個(gè)月后，截止到 2005年 9月，與措施前對(duì)比，平均注水壓力低 增注水量 d，仍然有降壓增注效果，平均單井累計(jì)增注 2438 時(shí)間 井?dāng)?shù) (口 ) 日產(chǎn)液 (t) 日產(chǎn)油 (t) 含水 (%) 注入前一年 18 434 50 00410 (注入前 ) 18 404 43 00411 18 411 37 00412 18 429 37 00501 18 448 36 00503 18 434 33 00505 18 448 36 00507 18 452 34 00509 18 421 32 水井周圍的油井受效較好，產(chǎn)油遞減和含水上升速度減緩 注入前一年，年產(chǎn)油自然遞減 年均含水上升 注入高效降阻劑后年自然遞減 減緩了 年均含水上升 減緩了 注入 高效降阻劑 見到了較好效果 。 注水井降壓增注效果 交流提綱 研究背景 高效降阻劑體系降壓增注研究 高效降阻劑體系降壓增注現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 創(chuàng)新點(diǎn) 結(jié)論 創(chuàng)新點(diǎn) 一種新的降低低滲透油田注入壓力的 新方法 為加快低滲透油田的開發(fā)提供了一種新的方法，與其它方法的主要區(qū)別是改善巖石 的表面性質(zhì)。 將低滲透油田降壓增注、改變潤(rùn)濕性、防膨、殺菌等有機(jī)的統(tǒng)一在一個(gè)體系中 ，簡(jiǎn)化了注入程序。 注入 方式靈活 （可在井口和計(jì)量間點(diǎn)滴注入） ,開發(fā)出適合高效降阻劑體系的 注入設(shè)備 。 高效降阻劑 優(yōu)點(diǎn) 名稱 成份 吸附 降壓增 注原理 殺菌 防膨 阻垢 用量 單一組分，含多種活性基團(tuán) 單層 改善潤(rùn)濕性 具有殺菌作用 具有防膨作用 具有阻垢作用 小 其它降壓增注產(chǎn)品