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分子膜驱作为一种新型三采技术,已开始在我国一些老油田相继开展前期试验,并取得显著的增产效果。吐哈鄯善油田立足于油田进入高含水期开采的现状,通过确定以“井网层系重构、改变驱替介质”的技术路线来解决实际生产中自然递减幅度大,采出液含水高的问题。本论文针对技术路线中的“改变驱替介质”,提出分子膜驱技术。对取自鄯检5-164井的岩心,进行室内分子膜驱油岩心分析,评价出鄯善油田适合分子膜驱。
论文第一、二、三章主要介绍了鄯善油田基本情况和分子膜驱油技术研究现状。第四、五章从分子膜的驱油机理出发考察了分子膜的静态吸附量、油水中的分配系数和改变润湿性能。第六章绘制了不同的岩心油水相渗曲线,重点比较了水驱和分子膜驱时油水相渗曲线的区别。第七章、八章中通过系列流动实验,评价了不同条件下分子膜驱的油效率,并优化了实施分子膜驱的注入参数。
测定了三种分子膜剂YMD、MD-1、MD-2浓度与吸附量、油水中分配系数的关系:分子膜剂在粉砂表面的吸附量随着分子膜浓度增加而增加,并能达到饱和吸附量。MD-1浓度为1600mg/L时,达到饱和吸附量11.74mg/g;分子膜剂MD-2在1800mg/L时达到饱和吸附量14.73mg/g;YMD在浓度为1600mg/L时,饱和吸附量12.77mg/g;分子膜在油水两相中的分配系数:随浓度的增加,分配系数呈现出递减,“溶解”在油相中分子膜的量很少。
采用测量接触角方法研究了不同溶液(MD-2、煤油、盐水和去离子水)对玻璃表面润湿性改变大小:强亲水的玻璃表面分别经煤油、盐水和去离子水浸泡处理后,接触角虽有不同程度的增加,但都小于90°仍为亲水表面;经MD-2溶液浸泡处理后的玻璃表面,接触角增大到94°,润湿性发生反转,变成疏水。
继而考察了MD-2对岩心切片表面润湿性改变:未经MD-2浸泡处理的岩心切片表面接触角约为25°,处理后接触角增大到90°,分子膜剂能够改变天然岩心表面的润湿性,使岩心的亲水性减弱。
利用稳态法测定了4块不同渗透率的天然岩心的油水两相渗透率,并绘制相对渗透率曲线图:随着岩心渗透率的降低,束缚水饱和度增加,残余油饱和度增加,水驱效率降低。重点测定53号岩心,比较了油一水/分子膜溶液的相对渗透率曲线变化情况:分子膜驱较水驱能够降低残余油饱和度3.8%,增加油相渗透率,提高原油采收率6.82%。
进行了系列分子膜驱油效率实验。利用单岩心流动实验评价了三种分子膜剂MD-1、MD-2和YMD的驱油效率:MD-2提高采收率5.59%,YMD和MD-1分别提高采收率3.95%和3.89%;并联岩心实验模拟油藏层间非均质对分子膜采收率影响:并联岩心在调驱后再注入MD-2进行分子膜驱,低渗岩心提高采收率8.4%,高渗岩心采收率4.4%,膜驱能够提高微观洗油效率;二维平板模型模拟层内非均质性对分子膜采收率影响:非均质模型前期水驱采收率35.82%,前期分子膜驱提高采收率3.41%,在注弱凝胶调驱后动用低渗带,驱替效率提高10.37%。后续分子膜驱和水驱,增加低渗带的洗油效率7.83%。
为优化MD-2注入参数,进行了流动实验:评价了不同浓度的分子膜MD-2对提高采收率的影响,分子膜剂使用浓度越高,采收率提高幅度越大。浓度大于1800mg/L后,提高采收率值增长曲线趋于平稳(浓度为1800mg/L,采收率增加10.31%,浓度为2000mg/L,采收率增加10.42%);比较了连续注入、高浓度小段塞、低浓度大段塞和阶梯式浓度段塞注入对采收率的影响,实验结果表明低浓度大段塞提高采收率程度最大9.37%;比较了在采出液含水60%、70%、80%、90%和100%时转注分子膜MD-2后的采收率,转注分子膜驱时机越早,膜驱提高采收率程度越高(提高采收率依次为11.93%、10.87%、9.51%、6.64%、4.34%)。考虑实际生产时,需总采收率最大,因此转注分子膜驱时机为含水为80%(总采收率56.15%)。分子膜MD-2最佳注入浓度为1800mg/L,最佳注入时机在含水率为80%转注分子膜剂,注入方式为低浓度大段塞注入。
论文第一、二、三章主要介绍了鄯善油田基本情况和分子膜驱油技术研究现状。第四、五章从分子膜的驱油机理出发考察了分子膜的静态吸附量、油水中的分配系数和改变润湿性能。第六章绘制了不同的岩心油水相渗曲线,重点比较了水驱和分子膜驱时油水相渗曲线的区别。第七章、八章中通过系列流动实验,评价了不同条件下分子膜驱的油效率,并优化了实施分子膜驱的注入参数。
测定了三种分子膜剂YMD、MD-1、MD-2浓度与吸附量、油水中分配系数的关系:分子膜剂在粉砂表面的吸附量随着分子膜浓度增加而增加,并能达到饱和吸附量。MD-1浓度为1600mg/L时,达到饱和吸附量11.74mg/g;分子膜剂MD-2在1800mg/L时达到饱和吸附量14.73mg/g;YMD在浓度为1600mg/L时,饱和吸附量12.77mg/g;分子膜在油水两相中的分配系数:随浓度的增加,分配系数呈现出递减,“溶解”在油相中分子膜的量很少。
采用测量接触角方法研究了不同溶液(MD-2、煤油、盐水和去离子水)对玻璃表面润湿性改变大小:强亲水的玻璃表面分别经煤油、盐水和去离子水浸泡处理后,接触角虽有不同程度的增加,但都小于90°仍为亲水表面;经MD-2溶液浸泡处理后的玻璃表面,接触角增大到94°,润湿性发生反转,变成疏水。
继而考察了MD-2对岩心切片表面润湿性改变:未经MD-2浸泡处理的岩心切片表面接触角约为25°,处理后接触角增大到90°,分子膜剂能够改变天然岩心表面的润湿性,使岩心的亲水性减弱。
利用稳态法测定了4块不同渗透率的天然岩心的油水两相渗透率,并绘制相对渗透率曲线图:随着岩心渗透率的降低,束缚水饱和度增加,残余油饱和度增加,水驱效率降低。重点测定53号岩心,比较了油一水/分子膜溶液的相对渗透率曲线变化情况:分子膜驱较水驱能够降低残余油饱和度3.8%,增加油相渗透率,提高原油采收率6.82%。
进行了系列分子膜驱油效率实验。利用单岩心流动实验评价了三种分子膜剂MD-1、MD-2和YMD的驱油效率:MD-2提高采收率5.59%,YMD和MD-1分别提高采收率3.95%和3.89%;并联岩心实验模拟油藏层间非均质对分子膜采收率影响:并联岩心在调驱后再注入MD-2进行分子膜驱,低渗岩心提高采收率8.4%,高渗岩心采收率4.4%,膜驱能够提高微观洗油效率;二维平板模型模拟层内非均质性对分子膜采收率影响:非均质模型前期水驱采收率35.82%,前期分子膜驱提高采收率3.41%,在注弱凝胶调驱后动用低渗带,驱替效率提高10.37%。后续分子膜驱和水驱,增加低渗带的洗油效率7.83%。
为优化MD-2注入参数,进行了流动实验:评价了不同浓度的分子膜MD-2对提高采收率的影响,分子膜剂使用浓度越高,采收率提高幅度越大。浓度大于1800mg/L后,提高采收率值增长曲线趋于平稳(浓度为1800mg/L,采收率增加10.31%,浓度为2000mg/L,采收率增加10.42%);比较了连续注入、高浓度小段塞、低浓度大段塞和阶梯式浓度段塞注入对采收率的影响,实验结果表明低浓度大段塞提高采收率程度最大9.37%;比较了在采出液含水60%、70%、80%、90%和100%时转注分子膜MD-2后的采收率,转注分子膜驱时机越早,膜驱提高采收率程度越高(提高采收率依次为11.93%、10.87%、9.51%、6.64%、4.34%)。考虑实际生产时,需总采收率最大,因此转注分子膜驱时机为含水为80%(总采收率56.15%)。分子膜MD-2最佳注入浓度为1800mg/L,最佳注入时机在含水率为80%转注分子膜剂,注入方式为低浓度大段塞注入。