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Geofluids./2021./文章
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智能非传统水库中多尺度流动和最优生产控制技术

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体积 2021. |文章ID. 6669921. | https://doi.org/10.1155/2021/6669921

余丽,梅隆福,宝丰侯,志远张,瑞义孙 河南油田聚合物淹水储层堵塞机理和堵塞位置的实验研究“,Geofluids. 卷。2021. 文章ID.6669921. 11 页面 2021. https://doi.org/10.1155/2021/6669921

河南油田聚合物淹水储层堵塞机理和堵塞位置的实验研究

学术编辑:石源詹
已收到 2020年11月23日
修改后的 2021年3月10
公认 2021年3月30
发表 2011年4月18日

抽象的

为了解决河南油田聚合物注射区生产井的水库堵塞问题和流体产量急剧下降,物理建模用于研究基于油藏特性的聚合物淹水储层的堵塞机构和阻塞位置并阻止知识。结果表明,经过聚合物注射和随后的水源性的低,中等和高渗透性芯中的所有恒压高于原发性水上的恒定压力;因此,核心中的聚合物保留和堵塞现象是显而易见的;在高渗透核心中,孔表面吸附了更多的聚合物分子,虽然孔喉半径仍然大于聚合物分子的尺寸,表明聚合物堵塞主要是由吸附和保留引起的。对于低渗透性核心,入口端的比表面积远大于高渗透性核心,导致小孔隙中的聚合物分子的更严重捕获,表明聚合物注射下的堵塞主要是由捕获和捕获引起的保留;对于较低的渗透性(91.81md)核心,与聚合物注射之前的情况相比,聚合物注入的核心具有较少的大孔和喉部,平均孔隙桡骨半径从42.2降低 μm到39.9 μM,平均喉孔配位数量从3.36降至3.19;因此,聚合物捕获和保留导致芯堵塞;对应于孔隙率分量的曲线的向左移位,聚合物注射后的高孔隙率峰值弱化,聚合物注射后出现的中度和低孔隙率峰,以及降低孔隙率峰的增强表明,聚合物注射和随后的水上,聚合物吸附和捕获导致堵塞了一些大毛孔;最高压力梯度,即6.3MPa / m,在P2-P3段中实现;因此,最差堵塞发生在P2-P3阶段,或砂包长度的1/8-1 / 4。本文采取了纳布县石油和天然气场,作为探讨复杂孔结构中气体饱和度的解释方法。根据传统的测井数据和核心分析数据,研究了纳巴县油气场中的形成储存器中的“四个特性”关系。神经网络算法用于重建水层的电阻率曲线,以消除岩性,页岩含量和孔隙结构对电阻率的影响。重建曲线和测量电阻率曲线之间的差异用于识别气体和水,并且使用两者的比率来计算气体饱和度,并且实现了良好的结果。 It was found that the sedimentary types of the Nanbaxian oil and gas field cause the reservoir to be thin, numerous, and dispersed; the lateral correlation is difficult. In addition, the structural features lead to the reservoir types being various in the vertical direction, which makes the identification of reservoir fluid more difficult. The results revealed that the rock compaction, poor physical properties, complex pore structure, high resistivity of surrounding rocks, and low formation water salinity make the water layer with high resistivity and difficult to identify gas and water.

1.介绍

在大多数通过水上爆炸的油田在中国延期开采,水库变得越来越多,水削减不断增加[1-3.]。聚合物洪水的使用能够有效地改善水 - 油迁移率,并扩大宏观扫描体积,以增强油回收[4.-6.]。聚合物洪水技术已在中国陆上油田的越来越大的规模应用,包括河南油田[7.8.]。随着聚合物注射时间的增加,增加的注射体积导致延长的聚合物累积,导致油底和近井区的普遍堵塞问题[9.-11];因此,部分注聚井出现注入压力激增、注入指数变小、无法满足注入配比要求等问题[1213],对随后的油田生产具有许多不利影响。

在过去几年中,在全世界的研究人员的高度关注下获得了一些关于聚合物注入必威2490良好堵塞原因的知识[14-16]。Dovan等人在Berea岩芯的流动性测试中[17]观察到延长洪水后的注射难度,并将其归因于堵塞由于残留的聚合物分子的交织而受阻。在评估Taber南油田中聚合物洪水的有效性时,Shaw和Spright [18发现“鱼眼”和来自不完全聚合物成熟产生的其他不溶胶胶束会导致近孔区的一定程度堵塞,严重损害聚合物洪水的有效性。同样,在分析现场回归流体后,Zhen等人。[19[认为含有“鱼眼”的聚合物溶液是聚合物注入孔的主要污染物。Tang等人。[20.]研究了部分水解聚丙烯酰胺固定溶液在大庆油田聚合物驱岩石上的吸附行为。结果表明:粘土矿物对聚合物吸附起主导作用;聚合物在粘土矿物上的吸附能力是岩石基质的4-10倍,阻碍流体流动从而堵塞地层。陆和高[21]在聚合物驱研究中发现,聚合物分子盘管尺寸与岩心存在相容性关系;较差的配伍性容易形成桥塞,阻碍后续聚合物注入。基于一注一采的数值模拟概念模型,Qu等[22通过等效表征研究了聚合物堵塞位置对油藏生产性能的影响,具有井点的井点和井间连接的孔指数,并建立了聚合物堵塞位置的诊断图。朱[23]数值模拟北角区聚合物淹水储层的条件,发现,在注射生产井间距为250米的开发块中,聚合物溶液主要保留在前40米内,最重要的保留前20米;基于测量井组SZ36-1-A07的注射生产性能,Zeng [24[采用注射生产性能数据拟合方法推断,在近孔区内主要发生聚合物注入良好的堵塞,并且最大的压力梯度变化在距离油田块中的喷射井中的60米的半径内发生作为SZ36-1-A07,具有350米的井间距,从而得出结论,聚合物保留主要浓缩在60μm的半径范围内,从聚合物注入孔中,最显着的保留在前25μm内发生。通过数值模拟和注入生产性能数据配件推断出上述堵塞位置的所有结论。通过使用长砂包,作者研究了聚合物注入的储层的堵塞位置,并得出结论,最严重的堵塞发生在1 / 8-1 / 4的砂包长度。此外,基于河南油田中聚合物淹水储层的地质特征和流体性质,通过扫描电子显微镜(SEM),CT和核磁共振光谱法进行储层阻塞机理和其他方面的研究(NMR),获得系统知识,对随后的现场申请和性能调整具有重大指导,并提供了有效应用聚合物洪水技术在河南油田中的理论支持。

2.实验

2.1。设备和材料

以下是所使用的设备和材料:二维平面建模评估测试仪器、2PB00C平流泵、微米-纳米双射线管岩心CT扫描系统、SU8010场发射SEM、NMR仪器套装、加压真空饱和仪、高速冷冻离心机、NMR致密岩心分析仪、沙堆、长石粉、方解石粉、石英砂、聚合物(分子量:2863万)。

石油样品是双川井号,双河油田北区;水样是双河油田的北街区;形成水是nahco3.类型、钠++ K.+2725 mg / L Cl-3120 mg / L,所以4.2 -1100 mg / L, HCO3.-1100 mg / L,CO3.2 -360 mg / L,总盐度8405 mg / L;本研究核心的核心数据如表所示1


核心块 核心没有。 长度(cm) 直径(cm) 孔隙度 渗透率(MD) 总孔体积(cm3.

vii upper 7-145-7 7.40 2.5 0.18 7.46 36.33
vii upper 7-145-21 9.32 2.5 0.22 450.25 45.75
vii upper 7-145-22 8.00 2.5 0.21 91.81 39.25
双河北 431-3 8.64 2.5 0.18 355.77 42.36
双河北 431-6 5.71 2.5 0.16 292.59 28.01

2.2。方法
2.2.1。柱状岩心位移试验

(1)测试流程图(2)测试过程(参见图1(我)以0.5ml / min的流速使芯饱和芯,并测试它以获得核心数据(2)将聚合物溶液注入岩心至0.6 PV(iii)以0.5ml / min的流速运行随后的水燃烧,并在生产末端用5ml刻度圆柱重复收集生产的流体,直至产生的流体的聚合物浓度平衡并近似为零,然后停止注射(iv)结束测试

2.2.2。SEM扫描

每种聚合物注入的核心在不同位置横截面;然后冻干核心部分,然后使用SU9000 Hitachi SEM进行表面形貌的SEM扫描。

2.2.3。CT扫描

裂缝发展的核心是理解通过micrometer-nanometer双光管CT扫描系统岩石核心,它不同于一般方法等研究过程中的储层油不需要洗,可以进行的核心仍然是它的初始状态。该CT扫描系统可以直接描述岩石属性,如孔隙度分布、裂缝、孔隙和岩石损伤,以及岩石属性的定量,如孔隙度、孔喉尺寸比、形状因子、连通性、配位数、绝对渗透率、相对渗透率、和毛细管压力。通过对连续油管数据的定性描述和定量计算,进一步确定了注聚井的聚合物堵塞机理。

2.2.4。NMR分析

从一维NMR T2光谱技术中,低场NMR核心分析技术已成功应用于岩石物理参数,例如孔隙率,不可缩短的水饱和度和可移动的流体饱和,渗透性估算和孔隙结构的评估,在石油勘探和剥削中发挥着重要作用。在本文中,核心NMR基于CPMG脉冲序列获取核心回波列衰减曲线,然后倒置以获得T2分布,T2截止值,几何T2平均值和算术T2平均值,从而计算核心,以便计算核心包括总孔隙度,渗透性,可移动的流体饱和度和不可缩续的流体饱和的信息,其可以应用于储层参数的基本评估,例如物理性质,以便确定聚合物注入孔的堵塞机制。

2.2.5。基于长芯砂包的多点压力测量测试

长砂包(尺寸:  mm, mm)来研究注聚油藏的堵塞位置。压力测点分别设置在进气端全填砂长度的1/8、1/4、1/2、3/4处,分别为P2至P5,在进气端、出口端分别设置压力测点P1、P6,共6个压力测点(见图)2)。研究了注聚过程中6个压力测点的压力变化规律;计算并比较相邻压力测点之间的压力梯度,确定聚合物溶液的封堵位置。测试过程如下:(1)以5ml /min的速度对地层水进行饱和,获得充填资料;(2)以1 mL/min的速率对砂层进行原油饱和;(3)以1 mL/min的速度进行一次水驱,记录采收率并在含水率达到98%时注入聚合物;(4)在砂堆中注入聚合物溶液至0.6 PV;(5)以3ml /min的速度进行后续水驱,在出水端收集采出液,同时记录后续水驱过程中的压力变化。

3。结果与讨论

3.1。核心位移测试

从图中低渗透率岩心、中等渗透率岩心和高渗透率岩心的压力曲线可以看出3.,在后续水上的恒定压力均高于原发性水上的恒定压力。因此,核心中的聚合物保持显而易见,导致储层阻塞,影响随后的水塑化。

3.2。SEM扫描

为了进一步确定聚合物注射期间的堵塞机制,分别在聚合物注射之前和之后分离核心,通过溅射涂覆金,然后通过SEM检查它们的微观结构进行涂覆。下图显示了渗透率不同的双河北块核心样本的SEM结果。

3.2.1。渗透率为7.46 md的岩石核心

图中岩心进口端显微图4.5.结果表明,从微观上看,低渗岩心的比表面积远大于高渗岩心,裂缝、喉道和角度都比高渗岩心多;因此,聚合物分子在小孔处的捕获严重,由于聚合物捕获导致滞留量增加,从而导致严重的聚合物堵塞。图中为核心出口端的显微图6.结果表明,聚合物分子被尾部核表面吸附,并被小孔捕获;因此,岩心堵塞程度较轻。

3.2.2。渗透率355 md的岩石核心

数字7.8.表明,与图中清洁核心的微观结构图像相比9.在全砂包长度的0-1 / 8的芯上,孔表面吸附了更多的聚合物分子,但孔喉半径仍然大于聚合物分子大小,表明聚合物注射液体堵塞主要是由吸附和吸附引起的保留。

数字10-12表明裸露的岩石颗粒具有较大的表面积;这些颗粒表面和孔隙表面在注聚后吸附了大量的聚合物分子,并形成粘附层,说明注聚堵塞主要是由于吸附和滞留造成的。

数字13表明,与全砂包长度的1/8-1 / 4和0-1 / 8的芯中的堵塞相比,全砂包长度的1/4-1 / 2的芯表面吸附了较少的聚合物分子,导致更温和的核心堵塞;数字1415结果表明,岩心在整个砂堆长度的1/2-3/4处表面,其尾部吸附的聚合物分子更少,导致岩心堵塞最小。

3.3。CT扫描

模型采用不同半径的毛细血管;这些毛细血管随机分布于网状结构中。利用该模型研究包括毛管压力和相对渗透率在内的网络特征;它能够很好地预测岩石的宏观性质,包括配位数,即岩心中每个孔隙连接的喉道数。

3.3.1。VII上爽K7-145-22在聚合物注射之前核心

数字1617表明,在聚合物注射之前,核心含有大量的毛孔和喉部,提供有效渗流的渗流,油脂和水的条件。

3.3.2。VII上爽K7-145-22聚合物注射后核心

数字1819表明,在低渗透率(91.81md)核心中,聚合物注射后,与聚合物注射之前的情况相比,较少的大孔和喉咙,平均孔隙桡骨半径从42.2降低 μm到39.9 μM,喉孔配位数由3.36降至3.19;因此,聚合物捕获和保持导致核心堵塞。

3.4。NMR分析

核磁弛豫会产生感应电流,即NMR信号(氢质子含量),T2谱表示氢质子含量-核磁弛豫时间曲线。核磁共振信号弛豫时间与氢核环境密切相关,T2能够在现场以更快的速度获得更准确的结果;因此,在目前的测井实践中,只采集T2信号。信号处理技术能够将采集到的T2信息转化为T2分布。

数字20(a)表明,高导磁率的核心,整个聚合物注入曲线转向左边水饱和度相对于对应的曲线,和明显的小孔的数量增加,表明聚合物吸附导致大毛孔堵塞后完成聚合物注入和后续注水。数字20 (b)表明,对于中等至高的渗透核心,在聚合物注射曲线中增强了对应于低孔隙率对应于低孔隙率的峰值的高孔隙率对应的峰值。数字20(c)表明,对于低渗透核,在聚合物注射曲线中增强了对应于对应于孔隙率和中等孔隙率的峰值而对应于较高孔隙率的峰值,表明聚合物的机械捕获导致聚合物注射完成后孔隙堵塞。然后随后的水落。

3.5。Sandpack测试

基于研究聚合物淹水储层的阻塞机构的研究,通过用砂包测量压力测量点之间的压力梯度进一步研究了储层阻塞位置,并且测试结果如图所示21

图中压力梯度-注入体积曲线21压力测点P2与P3之间的压力梯度最大,为6.3 MPa/m,说明P2与P3之间发生了堵塞;因此,P2-P3段发生严重堵塞,即充填砂长度的1/8-1/4。

为了进一步识别储层堵塞位置,用砂包的注射和生产井之间的压力传播的特性和测试结果如下所示。

表中的压力传播数据2结果表明,当注入体积为10 PV - 12 PV时,P1处压力从1.018 MP增加到2.152 MP, P2处压力从0.440 MP增加到1729 MP, P3处压力从0.125 MP增加到1.070 MP;P2处压力上升最显著,增量为1.289 MP, P2- p3处出现严重堵塞,即全砂充填长度的1/8-1/4处。


注入的pv数 压力测量点P1 压力测量点P2 压力测量点P3 压力测量点P4 压力测量点P5 压力测量点P6

1.00 0.031 0.025 0.013 0.000 0.000 0.000
1.50 0.037 0.030 0.018 0.000 0.000 0.000
2.00 0.037 0.030 0.018 0.000 0.000 0.000
2.50 0.058 0.052 0.029 0.005. 0.000 0.000
5.28 0.181 0.175 0.135 0.076 0.000 0.000
5.88 0.304 0.164 0.059 0.000 0.000 0.000
7.00 0.669 0.282 0.059 0.000 0.000 0.000
9.00 0.970 0.414 0.110 0.048 0.000 0.000
10.00 1.018 0.440. 0.125 0.055 0.000 0.000
12.00 2.152 1.729 1.070 0.396 0.018 0.000
15.00 0.716 0.573 0.301 0.129 0.006. 0.000
18.83 0.716 0.573 0.301 0.129 0.006. 0.000

4.总结

(1)通过对低渗、中渗、高渗天然岩心的注聚测试可知,后续水驱的恒压均高于一次水驱;因此,聚合物在岩心中的滞留现象明显,导致了一定程度的堵塞(2)通过扫描电镜发现,在高渗透岩心中,孔喉半径远大于聚合物分子大小,但孔表面吸附的聚合物分子较多,说明聚合物堵塞主要是由吸附和滞留引起的。低渗透的核心,进气结束的比表面积远远大于高导磁率的核心,还有更多的裂缝,喉咙,比高导磁率的情况下和角度核心,导致更严重的捕获聚合物分子的小孔,说明注聚下的堵塞主要是捕集和滞留造成的(3)通过CT扫描发现,对于渗透率较低(91.81 mD)的岩心,注聚后岩心大孔隙和大喉道相对于注聚前减少,平均孔喉半径从42.2减小μm到39.9 μM,喉孔配位数由3.36降至3.19;因此,聚合物捕获和滞留导致岩心堵塞(4)基于NMR T2光谱,对应于左侧的孔隙率分量的曲线,并且在聚合物注射后,高孔隙率峰值衰减,出现低到中孔隙率峰,对应于较低孔隙率的峰值增强,表明聚合物吸附并捕获在完成聚合物注射和随后的水上后堵塞一些大孔隙(5)从物理建模角度看,p2 ~ p3段压力梯度最大,为6.3 MP/m;因此,最严重的堵塞发生在P2-P3段,即满砂充填长度的1/8-1/4处。表中的压力传播数据2表明,鉴于注入10卷PV-12 PV,压力P1从1.018像素增加到2.152 MP, P2的压强从0.440像素1.729像素,增加从0.125 MP和P3的压强增加到1.070 MP,虽然压力上升在P2是最重要的,和增量是1.289像素;因此,P2-P3区域发生严重堵塞,即充填砂体长度的1/8-1/4处

数据可用性

用于支持本研究结果的[数据类型]数据包括在补充信息文件中。

的利益冲突

Li Yu和他的合著者没有利益冲突。

致谢

本研究受到中国石油化工股份有限公司科技攻关项目“聚合物驱复合堵漏技术研究”(P20070-6)的资助。

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