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石油是一种不可再生的液体化石能源,具有独特的开采方式,由于勘探难度和成本的增加,提高采收率对世界石油工业来讲,显得更为重要。目前在世界范围内普遍存在着石油采收率不高的问题,在一般情况下,石油开发中非均质严重的河流相沉积砂岩储层仅可采出地质储量的30%左右,这意味着还有大约三分之二的剩余石油储量被滞留于地下。由此可见,剩余油储量的挖掘具有巨大的潜力,增加可采储量、提高采收率无异于找到了新的油田。因此,最大限度地提高油藏的最终石油采收率,经济合理地予以利用和开发,是现代石油工程与技术发展的趋势。
聚合物驱油技术是化学驱的一种,由于其机理比较清楚、技术相对简单,世界各国开展研究比较早。美国于20世纪50年代末、60年代初开展室内研究,1964年进行了矿场试验。1970年以后,前苏联、加拿大、英国、法国、罗马尼亚和德国等国家都迅速开展了聚合物驱矿场试验。但由于油价原因,国外石油公司在油价不超过30美元前,很少开展聚合物驱工业性应用,目前除中国开展聚合物驱工业应用外,国外一般仍然停留在室内研究和矿场小规模先导试验阶段。近年来,美国热采产量保持稳定,化学驱项目几乎停止,但比较重视交联聚合物的调驱应用;俄罗斯提高采收率工作报道甚少,侧重于用廉价材料增产增注;加拿大、委内瑞拉等国家重油仍以热采为主。相比之下中国的聚合物驱技术研究水平与应用规模已居世界首位,国内聚合物驱技术总体水平为世界领先,但是在聚合物驱后提高采收率技术研究方面仍基本处于室内研究阶段。大庆油田在做好聚合物驱推广应用工作的同时,探索性地开展如下有可能进一步提高采收率和降低聚驱成本的技术研究工作:①微生物+聚合物交替注入试验研究;②聚合物+天然气/表面活性剂的交替注入试验研究;③进一步提高聚驱后采收率的热采技术;④进一步提高聚驱后采收率的泡沫复合驱油技术。胜利油田开展了聚合物驱后提高采收率驱油体系研究:①强化泡沫技术,在泡沫体系中加入聚合物,提高泡沫的稳定性,有效地封堵大孔道及高渗层,对于改善聚合物驱效果、聚合物驱后进一步提高采收率具有重要意义;②二元复合驱技术,开展了孤东小并距复合驱先导试验。
目前国内在一次聚合物驱结束后的后续水驱阶段应用何种化学驱进一步提高采收率、及化学驱方案的编制方法仍处于实践认识阶段,且研究的驱替方式主要是表面活性剂、交联聚合物、二元和三元复合驱等,高浓度二次聚合物驱技术尚未开展研究,据国内外文献和专利检索认定,目前河南油田在下二门H2Ⅱ、Ⅲ油组实施的二次聚合物驱为国内首家实施聚合物驱后再次高浓度聚合物驱油田。本项目通过二次聚合物驱室内物模实验,证明了二次聚驱在具有一定非均质油藏中仍然具有明显的技术应用潜力,能够通过进一步改善非均质提高波及效率而进一步提高采收率。认识了二次聚合物驱启动剩余油的情况,进一步深化了对二次聚合物驱驱油机理的认识。利用跟踪数模优化了二次聚合物驱合理段塞量、聚合物浓度、注入速度、注采比等注入参数,并在现场实际应用取得了较好的现场应用效果。在项目实施过程中采取调剖、提液、分注、分采、动态调配、上提浓度、解堵、封堵聚窜层等多种抑制聚合物窜流、扩大波及体积的综合调整技术,保证了下二门油田H2Ⅱ、H2Ⅲ油组二次聚合物驱效果。据下二门油田H2Ⅱ、Ⅲ油组二次聚合物驱跟踪数值模拟预测,二次聚合物驱单元到含水98%时与后续水驱相比可提高采收率6.08%,增产原油25.13×104t,吨聚换油率60.2t/t。截至到2008年底,下二门H2Ⅱ、Ⅲ油组二次聚合物驱累计注入聚合物干粉5214t,注入孔隙体积0.32PV,阶段提高采收率1.33%,增油5.71×104t,吨聚换油率11.0t/t,取得了较好的经济技术指标。
通过项目研究,二次聚合物驱提高采收率技术已在河南油田成功应用,其形成的二次聚合物驱系列配套技术是油田延缓产量递减、改善开发效果、提高经济效益的重大措施,主要研究成果处于国内外同领域的前沿,对国内外同类油藏三采技术的发展具有重要的指导作用。如推广应用于河南油田其它已聚驱后一类储量单元,预测可提高采收率3~5%,增加可采储量13~22万吨,具有良好的经济效益、社会效益和广阔的推广应用前景。