渤海S油田聚合物驅注采特征分析

鄭金定，敖文君，黎 慧，闞 亮，季 聞，孔麗萍

（1.中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459；2.中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452）

聚合物驅提高采收率技術在渤海油田得到了廣泛的應用，并取得了較好的驅油效果。聚合物驅的主要機理是通過增加驅油體系的黏度，改善油水流度比，從而可以有效地提高驅油體系在儲層中的波及面積與驅油效率，最終提高原油采收率[1]。影響聚合物驅油效果的因素主要包括聚合物溶液黏度、耐溫抗鹽性、抗剪切性、注入參數與油藏儲層性質等，不同的影響因素對聚合物驅開采效果也不同[2]。海上油田在開發開采過程中，平臺空間小，受到空間的限制，使其與陸地油田的開發開采方式不同，且開發時間短以及開發投資風險較高[3-6]。因此，針對海上非均質油藏的特點，研究聚合物驅的不同注入參數對海上非均質油藏驅油效果的影響，為解決海上聚合物驅油藏的非均質性強以及含水突進等問題提供指導意見。文中以渤海某一聚合物驅普通稠油非均質油藏為基礎，通過室內物理模擬及理論分析方法，研究了在不同注聚參數下，聚合物驅過程中壓力、含水率及最終采收率的變化特征。

1 實驗部分

1.1 實驗條件

（1）實驗設備：驅替裝置為ISCO高精度驅替泵，其流量精度為0.05 mL/min；恒溫箱耐溫精度0.1 ℃；壓力采集裝置帶有精密壓力傳感器，壓力精度0.000 1MPa；出口油水液量采集裝置。驅替裝置、恒溫箱保溫裝置以及壓力采集裝置通過計算機系統實時監測注入流量、溫度以及設備不同位置壓力的變化，保證實驗中的測量精度[2]。體系評價儀器主要為DV-Ⅱ型布氏黏度儀和流變儀。

（2）實驗巖心：根據目標油田儲層的物性特征制作人造一維非三層巖心，巖心尺寸為4.5 cm×4.5 cm×30.0 cm，滲透率分別為3 000×10-3，1 500×10-3，500×10-3μm2。

（3）聚合物：疏水締合聚合物，分子量約為1 600萬，固含量為89%，四川光亞科技公司生產。聚合物溶液基本參數如表1所示。

表1 聚合物溶液基本參數

（4）實驗用油：渤海某油田現場取樣油，經脫水儀脫水后原油與航空煤油配制而成，模擬油在65 ℃條件下黏度為70 mPa·s。

（5）實驗用水：油田現場地層水經過濾處理后獲得，礦化度為9 374.73 mg/L。

1.2 實驗方案

共設計3個實驗方案，分別為不同注聚時機、不同注聚濃度及不同注入速度對驅油效果的影響，具體實驗方法如下：

（1）注聚時機對驅油效果的影響。在巖心抽真空飽和水后進行實驗，先進行水驅油實驗，實時計量巖心出口端含水率，當含水率分別為0、42%、58%、75%、98%時，轉注0.3 PV濃度為1 750 mg/L的聚合物體系，注聚結束后再進行后續水驅，每隔10 min計量巖心出口端含水率，當含水率連續三次達到98%以上，停止實驗。整個實驗注入速度為0.6 mL/min，記錄實驗過程中壓力、含水率以及采收率。

（2）注聚濃度對驅油效果的影響。在巖心抽真空飽和水后進行實驗，先進行水驅油實驗，當巖心出口端含水率達到75%時，轉注0.3 PV濃度分別為1 000，1 750，2 500 mg/L的聚合物，注入速度均為0.6 mL/min，注聚結束后再進行后續水驅，每隔10 min計量巖心出口端含水率，當含水率連續三次達到98%以上，停止實驗。記錄實驗過程中壓力、含水率以及采收率。

（3）注入速度對驅油效果的影響。在巖心抽真空飽和水后進行實驗，先進行水驅油實驗，當巖心出口端含水率達到75%時，轉注0.3 PV濃度為1 750 mg/L的聚合物，注入速度分別為0.3，0.6，1.0 mL/min，注聚結束后再進行后續水驅，當巖心出口端含水率達到98%以上，停止實驗。記錄實驗過程中壓力、含水率以及采收率。

2 結果與分析

2.1 注聚時機對驅油效果的影響

陸地油田一般在油井含水率達到98%以后開始注聚，但海上油田平臺空間小，開發時間相對較短，這就導致了海上油田與陸地油田的開發開采方式有所差異，另外海上油田需要在較短的時間內取得最大的經濟效果[2]。表2為不同注聚時機下采收率的提高程度，從表中可以看出，注聚時機越早，其最終采收率越高，注聚時機越早，產油量的高產期越早，同時產出端見水更晚，保證了后續水驅階段注水突破時間得到延緩，高產油階段得到延長。平臺壽命是制約海上油田長期開發開采的重要因素，為了盡可能地提高海上油田開采經濟效果，這需要加快開采速度，同時也需要在開采前期時，讓高產油量階段以及無水與低水產油階段盡可能得到延長。室內實驗研究表明，在較低含水期時轉注聚合物，可以明顯地提高原油采收率。注聚時機越早，油田最終采收率越高，但不同的油田，其油藏特征也有所差異，過早的進行注入聚合物，也會對現場設備設施及安全等方面要求更高，如聚合物的注入，井底注入壓力也會隨之升高等。為了降低過早的注聚造成井底壓力過高等問題，在注聚合物前，一般會先注水開采一段時間[2]。針對渤海非均質油田在長期注水開發中出現的產液下降、注水突破過快等問題，在進行聚合物驅時，對于注聚時機的選擇，應同時考慮油藏現階段開采特征及經濟效益。

表2 不同注聚時機對驅油效果的影響 %

2.2 注聚濃度對驅油效果的影響

聚合物濃度越高，其黏度越大。對于非均質油田，聚合物黏度過低時，難以對高滲透率層形成有效地封堵，波及面積較小；聚合物濃度過高時，難以注入地層，注入壓力也會過高，其成本將會更高。因此，對于非均質油田，不同的注聚濃度，其差異程度會很大，應根據油田的實際情況選擇合理的注聚濃度[8]。圖1為在不同注聚濃度下含水率和最終采收率的變化，從圖中可以看出，隨著聚合物濃度的升高，最終采收率逐漸提高。與空白水驅相比，聚合物濃度為1 000，1 750，2 500 mg/L時，其采收率分別提高10.56%、17.38%、20.46%。從聚合物注入過程中含水率隨注入PV數變化情況可以看出，聚合物濃度越高，其注聚過程中含水率最低值越大，且含水率的下降漏斗越大，這與采收率的變化規律一致。

圖1 不同注聚濃度下含水率和最終采收率的變化

圖2為不同聚合物濃度下注入壓力的變化，可以看出，對于空白水驅，水驅后很快形成滲流優勢通道，壓力達到平穩，注入聚合物后，隨著聚合物濃度的升高，注入壓力快速升高，聚合物溶液濃度為2 500 mg/L時采收率比聚合物溶液濃度為1 750 mg/L時采收率提高了3.08%，其壓力最高值升高了25.0%，注入壓力大幅度升高。更高的注入壓力，要求所需的設備更好，綜合考慮，選取聚合物溶液濃度為1 750 mg/L，作為目標油田的最優注聚濃度。

圖2 不同注聚濃度下注入壓力的變化

2.3 注入速度對驅油效果的影響

對于非均質油藏，如果水驅速度過快，則容易導致注入水沿儲層高滲透率層突進過快，在高滲透率層形成滲流通道；對于聚合物體系，驅替速度過快，也會導致聚合物溶液在高滲透率滲流速度過快；對于油田現場，若提高注入速度，則有可能導致過高的注入壓力。因此，對于非均質油藏，注入速度也是影響采收率的重要因素之一。圖3為不同注入速度下含水率和最終采收率的變化特征，從圖中可以看出，在不同注入速度下，對含水率影響較大，注入速度越快，含水率下降的時機越早，這表明注入速度越快，見效時機越早；同一條件下，其最終采收率并不是隨注入速度的增大而升高的，相反，注入速度越低，最終采收率越高，當注入速度分別為0.3，0.6，1.0 mL/min時，其最終采收率分別為55.75%、54.82%、52.50%，注入速度對最終采收率影響不大。圖4為不同注入速度下注入壓力的變化，從圖中可以看出，注入壓力變化很明顯，注入速度越高，注入壓力越高，最高的注入壓力值也越高。因此，對于不同的油田，應綜合考慮現場實際條件，選取最優的注入速度。

圖3 不同注入速度下含水率和最終采收率的變化

圖4 不同注入速度下注入壓力的變化

3 結論與認識

（1）轉注聚時機越早，最終采收率越高，注聚時機越早，油井高產期越早，同時油井注水突破時間延遲，使得無水的穩定產油階段以及維持油井低含水階段得到有效延長，但對于注聚時機的選擇，應同時考慮油藏現階段開采特征及經濟效益。

（2）聚合物濃度對聚合物驅最終采收率有較大的影響，注聚濃度越高，其最終采收率越高，但如果注入聚合物濃度過高，井底注入壓力也會隨之增加，對注入設備要求更高，應根據油藏實際條件選取最優注聚濃度。

（3）注入速度也是影響非均質油藏聚合物驅油因素之一，提高注入速度，聚合物驅見效時機可以提前，但注入速度過快，不僅會導致較高的注入壓力，且最終采收率降低。