河南油田化學驅技術現狀與發展

肖 磊，孫林濤，張連峰，王 熙，辛 辰

（1.中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南南陽 473132；2.中國石化河南油田分公司采油二廠，河南南陽 473400）

河南油田適合化學驅的資源總量約1.75×108t，化學驅動用儲量8 196.6×104t，化學驅動用程度46.8%；未動用儲量9 322.8×104t，占化學驅總儲量的50.0%以上（表1）。

表1 河南油田化學驅儲量及動用狀況

1 化學驅技術發展歷程

河南油田自80代初開始進行三次采油技術前期研究，以化學驅儲量級別分類為主線，從化學驅優質儲量入手，遵循油藏工程、驅油體系、方案優化設計、先導試驗及推廣應用等技術環節，合理規劃，循序漸進，穩步推進。

化學驅技術先后經歷五個發展階段，第一階段（1981—1990年）：化學驅方法篩選、潛力評價和聚合物驅可行性研究；第二階段（1991—1995年）：Ⅰ類儲量聚合物驅先導試驗；第三階段（1996—2003年）：Ⅰ類儲量聚合物驅工業化應用，Ⅱ類儲量化學驅室內研究；第四階段（2004—2013年）：Ⅱ類儲量聚驅工業化應用，二次聚合物驅、SP/ASP復合驅和交聯聚合物驅室內研究和先導試驗；第五階段（2014—2020年）：較高黏度普通稠油聚合物驅和Ⅲ類儲量高溫聚合物驅室內研究與先導試驗，低張力泡沫復合驅、非均相復合驅和Ⅴ類儲量微乳液驅室內研究。

2 化學驅技術狀況

經過30余年技術攻關，河南油田在化學驅技術方面形成了剩余油精細描述、驅油體系研發、井網調整與優化組合、地面混配工藝、注聚全過程調剖、低剪切和分注工藝、化學驅動態調整等重要技術。

河南油田共開展30個化學驅項目，主要在東部的雙河、下二門、古城等油田，其中聚合物驅項目23個，高溫交聯聚合物驅項目1個，二元/三元復合驅項目5個，非均相復合驅項目1個（表2）。現場累計增油約280×104t，化學驅年增油量最高達20×104t，化學驅產油量最高占東部稀油產量的40%左右，化學驅技術已成為河南油田東部油區穩產或延緩產量遞減的重要保障。

表2 河南油田化學驅現場實施項目統計

3 化學驅技術存在問題與思考

3.1 化學驅產量遞減快

河南油田化學驅Ⅰ類儲量7 275.0×104t，動用程度70.7%；Ⅱ類儲量4 562.0×104t，動用程度59.7%，其中Ⅰ/Ⅱ類規模化優質儲量已全部動用。剩余儲量化學驅動用技術目前仍處于攻關階段，且低油價影響化學驅項目效益，導致化學驅產量持續下降，儲量接替困難（圖1）。

圖1 河南油田化學驅產量及儲量變化

3.2 剩余儲量對化學驅技術的要求

化學驅剩余儲量分布特點：①聚合物驅后，油藏采出程度高、含水高，剩余油分布復雜；②Ⅲ類及以上的高溫油藏：高溫、高礦化度、高含水、油層物性差；③小規模儲量斷塊油藏，含油面積呈條帶狀，井網不規則、調整難度大，多向受效井少，邊水能量強；④較高黏度稠油油藏：原油黏度高、流度控制困難，井距小、聚合物易竄流（圖2）。

圖2 化學驅剩余儲量類型

3.3 主體技術應用范圍

聚合物驅技術是河南油田化學驅效益開發的主體技術，但聚合物溶液擴大波及體積能力有限，高滲透層和大孔道導致聚合物竄流，開發效果變差。一旦聚竄形成，治理難度加大，尤其是物性好、非均質性強、原油黏度高、井距小的區塊，竄流影響更為明顯，嚴重影響聚合物驅開發效果。有效抑制聚合物竄流是改善和提高聚驅效果的重要途徑。

3.4 污水水質對化學劑注入質量的影響

地面配制聚合物溶液過程中，氧和硫對聚合物溶液黏度影響嚴重（表3、表4）。因此，配聚污水水質治理是提升化學驅注入質量的關鍵?；瘜W驅現場實施要求氧含量小于0.5 mg/L，硫化物含量小于0.5 mg/L。

表3 氧含量對聚合物性能影響

表4 硫含量對聚合物性能影響

3.5 復合驅技術亟待提升效益水平

復合驅技術具有擴大波及體積和提高驅油效率的作用，可大幅度提高采收率[1–4]。雙河油田E3h3Ⅳ511層三元復合驅先導試驗取得良好的增油降水效果，試驗區階段增油30.9×104t，階段提高采收率12.1%，預測提高采收率12.6%，油藏采收率達65.0%。驅油體系組分多、化學劑用量大，導致影響因素相對復雜、體系成本高?；瘜W劑費用占項目成本64.0%（圖3），影響化學驅效益。驅油體系成本是制約復合驅技術規?；?、長期應用的重要因素。

圖3 雙河油田E3h3Ⅳ511層三元復合驅項目成本構成

4 剩余儲量化學驅動用對策

4.1 聚合物驅后油藏

河南油田聚合物驅后化學驅剩余儲量采出程度高、含水高、剩余油分布復雜，占化學驅總剩余儲量的35%以上。針對這些剩余儲量，河南油田開展了化學驅技術方法研究，包括低張力泡沫復合驅[5–6]、三元復合驅、二次聚合物驅和非均相復合驅等[7–10]（表5）。聚合物驅后動用化學驅儲量關鍵是降低成本，從而提高化學驅效益。

表5 聚合物驅后油藏進一步提高采收率技術

4.2 Ⅲ類及以上高溫油藏

Ⅲ類及以上高溫油藏埋藏較深、油藏溫度高、物性差、礦化度高、含水高，未動用儲量約占化學驅總剩余儲量的32%。動用這類儲量的關鍵是耐溫、抗鹽、注入性好、成本低的化學驅驅油體系研發。河南油田經過長期技術攻關，初步形成以低度交聯聚合物驅、耐高溫聚合物驅、微乳液驅等技術（表6），其中低度交聯聚合物驅、高溫聚合物驅技術現場應用效果良好，還需進一步深化認識驅油體系，提高污水適應性，擴大應用規模，從而有效動用儲量。

表6 Ⅲ類及以上高溫油藏提高采收率技術

4.3 小規模斷塊油藏

小規模斷塊油藏化學驅剩余儲量約占化學驅總剩余儲量24%，含油面積呈條帶狀、井網不規則、多向受效井少、調整難度大。針對該類儲量特點，以低成本聚合物驅技術為主要攻關方向，注重調驅結合，優化地面配注工藝，降低成本，提高化學驅效益。

4.4 黏度較高的稠油油藏

黏度較高的普通稠油油藏化學驅儲量約占化學驅總剩余儲量的9%，該類儲量原油黏度高，井網不規則，井距小，流度控制困難，化學劑容易竄流。采用黏彈性優越的超高分聚合物或多功能聚合物為驅油體系，以高黏彈性為基礎，合理控制流度，強化調驅結合，輔以降黏，提高原油流動性，可以有效動用該類儲量（表7）。

表7 黏度較高的稠油油藏提高采收率技術

4.5 交聯聚合物驅提高采收率

交聯聚合物（或稱微凝膠）提高了聚合物的耐溫性能，高溫適應性強，熱穩定性好，增黏效果明顯[11]。同時，交聯聚合物建立滲流阻力能力遠高于聚合物，擴大波及體積能力強，與復合驅油體系相結合，有助于改善和提高驅油效率（表8）。

表8 不同驅油體系巖心驅替效果對比

4.6 全過程調剖能夠提升化學驅效果

河南油田形成了注聚前、注聚中、注聚后（水驅前）聚合物驅全過程調剖技術。注聚前調剖可以有效改善吸水剖面，擴大聚合物波及體積；注聚過程中調剖可抑制聚合物溶液竄流，降低產出液聚合物濃度，提高聚合物利用率；轉水驅前調剖可保護聚合物段塞，防止后續注入水快速突破，充分發揮后續水驅作用。開展全過程調剖能夠有效改善化學驅效果，提升化學驅效益[12–16]。

4.7 強化聚合物驅個性化

全過程實時跟蹤評價聚合物驅效果，深化注入段塞量優化研究，適時增加注聚量，有助于延長聚合物驅見效高峰期，進一步改善和提升聚合物驅效果。如雙河油田北塊E3h3Ⅳ13聚合物驅單元方案設計完成注入后，實施延長注聚，單元增油降水效果較好（圖4）。

圖4 雙河油田北塊E3h3Ⅳ13層聚合物驅預測跟蹤

5 結論

化學驅技術可以有效減緩老油田產量遞減，大幅度提高原油采收率，但成本高、投入高，導致低油價下化學驅開發效益降低，提升化學驅效益是當前重點攻關方向?；瘜W驅提高采收率技術需要從驅油劑研發、區塊優選、井網優化與調整、方案設計、地面及注采工藝、動態跟蹤與調整等方面攻關。

（1）強化技術攻關和技術合作，優選、研發低成本的化學驅油體系。

（2）深化油藏認識，注重區塊優選，實現項目提質增效。

（3）以提高采收率為主，從井網優化、地面和注采工藝等方面深化認識和研究，優化方案編制，充分利用現有資源，降低項目投入，注重開發效果與效益。