目前,聚合物驱油已成为三次采油中日趋成熟的提高采收率技术。由于受地层非均质性的影响,注聚井注入能力和地层渗透性等有较大差异。聚合物驱油过程中,聚合物溶液的粘度直接关系到聚合物驱试验的效果。显然,注入体系粘度低则起不到应有的流度控制和调剖作用,易使聚合物沿高渗透层窜流;粘度太高,由于聚合物在地层中的吸附滞留作用,形成聚合物滤积,阻力系数增大,聚合物在地层中渗流阻力增加,使整体注入能力大幅度下降,造成注采失调。故不能采取一刀切的注入方法,必须确定最佳注入方案,对不同的井采取不同的注入方案,提高注入方案的实际针对性和可操作性。在矿场试验的基础上,创新设计和应用“分级注入浓度”聚合物段塞,并取得了很好的应用效果。
1 “分级注入浓度”聚合物段塞的提出
1.1 原有“分阶段、统一段塞”注入方式
在矿场,聚合物驱的实际注入过程是通过单井注聚泵加压的聚合物母液与注水站供给的高压污水经流量计计量按比例混合稀释后注入地层,亦称聚合物混注。为现场操作方便,实际按混配比(即聚合物母液与高压水的比例)调节高压污水注入量来实现设计方案要求的注入浓度。
以往,矿场实际注入过程分为若干个不同的阶段。在同一阶段内,注聚区内的所有注入井注入相同浓度的聚合物溶液,无大的调整和变动(注入能力变化和整体调整除外);在不同的阶段则注入不同浓度的聚合物溶液。通常把它叫作“分阶段、统一段塞”注入方式。为叙述方便,也可简称原注入方式或原注入方案。
1.2 “分阶段、统一段塞”注入方式的缺陷
矿场注采动态特征分析及试验效果评价表明,“分阶段、统一段塞”注入方式除有利于现场操作管理外,存在着明显的缺陷:
(1)由于注聚井吸水指数、注入能力不同,随着注入时问的延长,注聚井注入能力变化很大。部分井注入能力严重下降,不到完成方案设计的注入量,就有近1/3的井注不进去,造成注聚区注采失调加剧,严重影响试验效果。也就是说,浓度该降低的没有降下来。
(2)某些地层经过长期的注水冲刷,层内已形成大孔道甚至特大孔道,低浓度的注入段塞对大孔道的封堵效果太差,起不到应有的流度控制和调剖作用,聚合物沿大孔道窜流较严重,使聚合物在地层内形成无效循环,影响聚合物驱油效果。也就是说浓度该提高的没有提上去。
(3)注聚区由原注水开发转注聚之初,由于地层平面上非均质性较严重,注聚区目的层内部和平面上动用状况有较大差异。实施原注入方式,有的井区大孔道没能有效封堵,同层的另一些注聚井注入能力却严重不足,层内和平面矛盾得不到缓解,低渗透条带的油仍然采不出来,造成层内和平面动用效果较差,达不到预期的驱油效果。
1.3 “分级注入浓度”段塞的提出
鉴于原注入方式的缺陷,在前期注聚开发取得明显成效的基础上,提出了“分级注入浓度”聚合物段塞。它是针对注聚井注入能力和地层的不同特点,采取不同的单井注入浓度和段塞注入量(即PV·mg/L),随着注入时间的延长及时作相应的调整。由于每一口井的注入浓度及注入时间长短均不相同,故把它称之为“分级注入浓度”聚合物段塞。它的实施有利于调整层内和平面矛盾,改善不利的油水流度比,提高低渗透条带和动用程度较差区域剩余油的动用程度,有利于改善聚合物驱油整体效果。
2 “分级注入浓度”聚合物段塞的设计
如前所述,注聚井所处的地层条件各不相同,非均质性、渗透性有较大差异,因此,注入过程不能采取一刀切的注入方法。注聚区有的地层由于长期受注入水的冲刷,层内已形成大孔道,需要注高浓度(高粘度)聚合物段塞;对地层条件差、地层流动系数(KH/μ)小的井,注入能力较差,需要注入低浓度(低粘度)聚合物段塞。矿场实施时究竟采取哪种注入段塞要根据注聚井注入能力、注采动态反映和地层实际情况确定。
2.1 分级注入浓度段塞确定原则
为提高单井注入方案的针对性和实际可操作性,在油藏动态监测的基础上,应用成熟的理论和实践经验,根据以下5项地层参数或地层测试结果,确定单井注入浓度段塞的最佳技术界限,从而确定单井注入段塞配置原则。(1)地层流动系数(KH/μ),其中,K为平均地层空气渗透率,μ;H为平均地层有效厚度,m;μ为聚合物溶液粘度,mPa·s,(2)单井注入压力。(3)吸水指数。(4)地层启动压力。(5)大孔道测试结果。具体的段塞确定原则及其对应的地层条件见表1。
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