砾岩油藏分级动用化学驱油技术及应用

第一章 绪论

第一节 国内外化学驱发展历程与现状

第二节 化学驱驱油机理

第三节 新疆油田化学驱矿场试验

第二章 新疆砾岩油藏地质及储层特征

第一节 地质特征

第二节 砾岩储层精细表征

第三节 储层孔喉模态表征

第四节 砾岩储层分类

第五节 水驱后油藏多级孔喉控制剩余油特征

第六节 分类储层剩余油定量评价

第三章 砾岩油藏化学乳化驱油体系影响因素分析

第一节 乳化驱油体系乳化影响因素分析

第二节 乳化影响因素权重分析

第四章 砾岩油藏化学乳化驱油理论

第一节 乳化胶束增溶及乳化携油提高采收率机制

第二节 乳化与剩余油匹配规律

第三节 乳化的流度控制理论

第四节 化学驱油理论新发展

第五章 砾岩油藏分级动用化学驱油理论

第一节 分级动用化学驱油理论

第二节 可控乳化驱油体系与储层适用性

第三节 化学驱分级动用高效驱油模式

第四节 化学驱分级动用驱油渗流模型

第六章 砾岩油藏分级动用化学驱油矿场实践

第一节 七中区克下组矿场试验区概况

第二节 七中区克下组矿场试验效果

第三节 矿场试验成果

第四节 现场试验及应用效果

第五节 效益分析及应用前景

参考文献

第一章 绪论

砾岩油藏是一种特殊的油气藏，在世界上分布较少，新疆已累计发现超过40个砾岩油藏，探明地质储量超10亿吨，是世界上储量最大的砾岩油藏分布区。经过半个世纪的注水开发，已处于高含水率、高可采采出程度的“双高”开发阶段。砾岩油藏水驱后提高采收率已成为油气田开发领域的一个急需解决的难题。

新疆克拉玛依油田砾岩油藏化学驱经过多年科研攻关，在化学驱提高采收率技术开发实践中积累了丰富经验、方法和行之有效的工艺技术，对此加以总结，这对完善砾岩油藏提高采收率的技术方法十分重要，同时对丰富油田开发技术学科有着重要意义。

第一节国内外化学驱发展历程与现状

一、国内外化学驱发展历程

化学驱技术的发展大致可以分为4个阶段：

第一阶段为20世纪60年代初至20世纪70年代，相关学者主要从事表面活性剂微乳液驱研究，基于P.A.Winsor提出的三种相态，认为表面活性剂浓度能够达到Winsor-Ⅲ相态时，油一水一表面活性剂系统会形成微乳液体系，此时油水形成的体系稳定，驱油效率

高(Alvarado,1979;Elgibaly A A M等，1997;Andrew M.H.等,2011;Karambeigi MS等,2015）但形成微乳液体系需要的表面活性剂浓度也高（一般质量百分比为3%~15%），由于成本高而没有得到现场应用。

第二阶段为20世纪80年代，主要研究碱驱、碱/聚合物驱、活性水驱等。基于碱与酸性原油作用产生表面活性剂可以降低油水界面张力的机理，针对原油酸值较高的油藏进行碱水驱，同时由于聚合物驱的成功应用（Mcauliffe C D,1973；Devereux O F,1994；SooH等，1984；LeiZ.等，2008），开始尝试碱/聚合物复合驱的研究及矿场试验。

第三阶段为20世纪90年代，是复合驱发展最快的阶段，主要基于化学剂之间的协同作用，重点发展三元复合驱。采用低浓度高效表面活性剂，通过碱与表面活性剂的协同作用，使体系油水界面张力达到超低（<102mN/m），同时依靠聚合物增加黏度作用来扩大波及体积，从而大幅度提高原油采收率，碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱提高采收率幅度可达15%-25%。由于复合驱中各化学剂之间的协同作用，一方面复合驱中化学剂的用量比单一化学剂驱减少（表面活性剂用量一般为0.2%~0.6%）；另一方面复合驱通常比单一组分化学驱的采收率更高，复合驱成为三次采油中经济有效提高原油采收率的新方法。

第四阶段为进入21世纪以来，聚合物/表面活性剂复合驱逐渐发展起来(Hand D.B..1939;Winsor P A.,1948;Griffin W.C_,1949;Devereux O F,1974;Israelachvili J.N.等,1976；Soo H等，1984；Lei Z.等，2008；Jin L.等，2016）。随着表面活性剂研发及合成技术的发展，表面活性剂的性能得到极大的提高，原来要加人碱才能使油水界面张力降低到超低的三元复合体系去掉碱后界面张力仍然能够保持超低，因此聚合物/表面活性剂复合驱得到了较快发展（图1-1）。

二、国内外化学驱现状

20世纪60年代，国外开始化学驱油技术研究，开展了聚合物驱矿场试验；20世纪80年代，进行了三元复合驱、胶束/聚合物驱矿场试验，达到应用高峰；2000年以来，开展了稠油聚合物驱、海上聚合物驱矿场试验。随着技术进步和油价回升，美国、加拿大、委内瑞拉、德国等国家相继开展了化学驱试验与应用（关淑霞等，2010)。截至2020年底，全球实施的化学驱项目有132个（不包括中国）（董文龙等，2011），日

产原油37.5×10bbl。

化学驱是国内三次采油主体技术，处于世界领先水平。我国化学驱室内研究始于20世纪60年代，20世纪80年代开展聚合物驱矿场试验，20世纪90年代在胜利油田、大庆油田等地实施三元复合驱矿场试验和聚合物驱推广应用；2000年，在胜利油田孤岛七区西Ng5°一6 单元开展聚表二元驱矿场试验，在大庆油田长垣中部杏树岗油田北部开展三元复合驱扩大试验；2007年以来，辽河、新疆、大港等油田开展了不同类型油藏聚表二元驱先导试验；2010年以来，胜利油田开展了聚表二元驱工业化、非均相复合驱试验及推广、海上聚合物驱试验（刘艳华等，2011）。

我国现已形成聚合物驱、三元复合驱、聚表二元驱、非均相复合驱等系列技术，在化学驱驱油理论及标准方法、驱油剂研制、潜力评价、数值模拟技术等方面形成系列技术，实现连续18年千万吨稳产，累计产油2.7x10t，为油田增储稳产发挥了不可替代的作用

（Fernandes B.R.B.等,2022)(图1-2）。

砾岩油藏是一种特殊的油气藏，在世界上分布较少新疆准噶尔盆地西北缘是我国主要的砾岩油藏产油区。新疆已累计发现超过40个砾岩油藏，探明地质储量超10。0亿吨，是世界上储量最大的砾岩油藏分布区，目前已动用储量超7。0亿吨，产量占整个新疆油田约1/3。砾岩油藏具有复杂的地质特征，包括与砂岩储集层不同的沉积特性、常规物性和复杂的孔隙结构以及平剖面上的严重非均质性。