致密油软体颗粒活性流度控制体系构筑及作用机理研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ok524500
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致密油已成为我国最为现实的非常规战略性接替能源,其高效开发对保障我国能源安全意义重大。但致密油储层压裂后基质-缝网双重介质物性差异大,提高采收率面临大裂缝窜流严重、储层能量衰减迅速、基质原油动用困难的挑战。合理调控大裂缝、扩大基质动用范围和排驱效率是解决上述难题的关键。提出了“大裂缝适度调控、兼具基质渗吸排驱”的提高采收率化学体系研发方向,研发了兼具提高波及和渗吸排驱的软体颗粒活性流度控制体系:0.07%-0.11%冻胶分散体+0.10%-0.20%甜菜碱表面活性剂。体系平均粒径亚微米至毫米级可控,可对裂缝适度调控、渗吸排驱能力较强(自发渗吸采收率20.6%)。在目标储层条件(温度80℃、矿化度29776.2 mg/L),具有老化稳定、聚结膨胀(近20倍),低黏度(2.0-6.0 m Pa·s),使油湿表面润湿反转等性质。通过基质-裂缝岩心物理模拟实验,阐明了软体颗粒活性流度控制体系对致密油双重介质的流度控制特性及作用机制。相比常规聚合物和本体冻胶,所构筑体系对裂缝具有明显“适度调控”特性,在吐出过程流速由高到低过程中,残余阻力系数3.1-4.8(调控率68%-79%),表现出高流速突破,降低流速重新堆积架桥、稳定调控,低流速“堆积封堵-突破-再次堆积封堵”、不稳定调控的特征,且复杂裂缝有利于其流度控制效果。体系中的流度控制剂颗粒通过氢键作用和再交联反应形成聚结体,对裂缝形成稳定有效调控;此外,流度控制剂颗粒通过缝内聚结架桥、聚结堆积及吸附滞留的“多空隙”微观分布特征实现对裂缝“堵而不死、适度调控”。发明了致密油基质-缝网双重介质吞吐物理模拟装置及其采收率评价方法,探明了软体颗粒活性流度控制体系吞吐提高采收率潜力及主要作用模式:通过大裂缝适度调控,控制吐出过程流体流度,增加吞吐周期产油时间及基质排油量。与无流度控制功能的表面活性剂吞吐相比,吞吐周期采收率由7.0%提高至12.5%;裂缝密度对其提高采收率潜力影响较大,裂缝密度增加一倍,吞吐周期采收率提高60.3%。结合岩心物理模拟和油藏数值模拟,明确了致密油双重介质软体颗粒活性流度控制体系吞吐提高采收率规律及技术界限。增产效果对主要参数敏感性:吞吐轮次>衰竭压差>调控程度>吞入压力。大裂缝适度调控可抑制多轮次吞吐周期产量递减,多轮次吞吐增产效果更明显(与无流度控制相比,单轮次吞吐周期产量提高22.5%、二至五轮次吞吐周期产量提高29.5%-42.0%、五轮次累计产量提高34.2%);放大衰竭压差有利于提高产能;大裂缝调控率70%-80%最佳;吞入压力以储层初始压力附近为宜。通过油藏数值模拟和在线核磁共振,揭示了扩大基质动用范围和协同强化孔隙排油效率是软体颗粒活性流度控制体系提高致密油基质动用的主要作用机理。通过大裂缝适度调控,降低流体流度、减缓压降速率,提高相同压降幅度的基质波及距离(约20.0%)、并改善基质渗流能力(达30.0%以上),进而提高基质动用范围;流度控制对基质-裂缝动态渗吸排油具有协同强化作用,通过裂缝适度调控,控制缝内合理流速,实现毛管力与驱替压差共同排油,增加体积占比高(约52.0%)的小孔隙(直径<1.0μm)排油贡献度,强化基质孔隙排油效率(由15.1%最高提升至29.8%)。矿场试验证实了大裂缝适度调控,同时强化基质排油是致密油提高采收率的可行有效手段,措施井日产油量由0 t/d最高增加至3.4 t/d,吞吐周期见效6个月累计增油超过210 t,产出投入比超过5.0:1。
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