阅读说明：本技术 一种非均相化学驱油体系的配比优化方法 (Proportioning optimization method of heterogeneous chemical oil displacement system ) 是由 刘煜 曹绪龙 祝仰文 潘斌林 郭兰磊 王红艳 姜祖明 陈晓彦 于群 曾胜文 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及油田开发技术领域,涉及一种非均相化学驱油体系的配比优化方法,具体涉及非均相化学驱油体系中粘弹性颗粒驱油剂与聚合物的配比优化方法。本发明方法涉及对测定对象在不同油藏条件下配比的选择,利用建立的粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复合体系无因次弹性模量-液流转向系数-无因次粘度关系图版,能够快速、有效的实现粘弹性颗粒驱油剂与聚合物最佳配比的优选,该方法简单实用、易于操作,为针对不同油藏条件下、发挥最佳调驱效果的非均相化学驱油体系设计提供可靠的技术支撑,从而保障非均相化学驱矿场实施。(The invention relates to the technical field of oil field development, relates to a proportioning optimization method of a heterogeneous chemical oil displacement system, and particularly relates to a proportioning optimization method of a viscoelastic particle oil displacement agent and a polymer in the heterogeneous chemical oil displacement system. The method disclosed by the invention relates to the selection of the ratio of a measured object under different oil reservoir conditions, and can quickly and effectively realize the optimal ratio optimization of the viscoelastic particle oil displacement agent and the polymer by utilizing the dimensionless elastic modulus-liquid flow turning coefficient-dimensionless viscosity relation chart of the established viscoelastic particle oil displacement agent and polymer composite system.)

一种非均相化学驱油体系的配比优化方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，涉及一种非均相化学驱油体系的配比优化方法，具体涉及非均相化学驱油体系中粘弹性颗粒驱油剂与聚合物的配比优化方法。

背景技术

随着油田逐步进入高含水、特高含水期，稳产难度逐渐变大大，开发矛盾日渐突出，勘探新增储量的难度增大、成本增高，因此进一步提高已探明、已开发储量的采收率已经成为十分迫切的工作。粘弹性颗粒驱油剂是一种具有“部分交联、部分支化”独特分子结构的新型颗粒型驱油剂，由粘弹性颗粒驱油剂、聚合物、表面活性剂组成的非均相化学驱油方法利用粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复配体系的扩大波及能力，叠加表面活性剂超低界面张力带来的洗油能力，为高含水、高采出程度、强非均质油藏大幅度提高采收率提供了有效途径，对老油田持续稳产具有深远的战略意义。

扩大波及体积与提高洗油效率是提高石油采收率的两条途径。2011年，郭兰磊设计了符合技术政策界限的堵驱结合、固相和液相并存的“粘弹性颗粒驱油剂+表面活性剂+聚合物”新型化学驱油体系，即非均相复合驱油体系(郭兰磊.聚驱后油藏化学驱提高采收率技术及先导试验[J].大庆石油地质与开发,2014,33(1):122-126.)。粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复配可以进一步增强非均相化学驱油体系扩大波及能力非均相复合驱技术开辟了聚合物驱后油藏大幅提高采收率的新途径。非均相化学驱油体系设计是非均相化学驱矿场应用的基础，然而，目前在非均相化学驱油配方设计优化中，粘弹性颗粒驱油剂与聚合物之间的配比优化方法尚缺乏有效快捷的手段。因此，有必要研究粘弹性颗粒驱油剂与聚合物之间的配比优化方法，为非均相化学驱油体系设计提供技术指导。

发明内容

本发明的主要目的是，基于不同油藏条件下非均相化学驱油体系设计的重要性，提供一种适用于非均相化学驱油体系中粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比优化方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一，提供一种非均相化学驱油体系的配比优化方法，其包括以下步骤：

步骤1，建立粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复合体系无因次弹性模量-液流转向系数-无因次粘度关系图版；

步骤2，根据目标油藏条件，确定粘弹性颗粒驱油剂，并配制总浓度一定、粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比不同的一系列复合体系溶液，测定各复合体系溶液的粘度与弹性模量；并测定与复合体系溶液总浓度相同的聚合物溶液粘度，粘弹性颗粒驱油剂悬浮液弹性模量；

步骤3，计算不同配比的粘弹性颗粒驱油剂-聚合物复合体系的无因次粘度、无因次弹性模量；

步骤4，将不同配比复合体系溶液的无因次粘度、无因次弹性模量投到关系图版，依据投点位置，获得液流转向系数，通过比较液流转向系数大小，并兼顾复合体系溶液的粘度，最终确定粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比。

在以上所述方法中，优选地，在步骤1中，建立粘弹性颗粒驱油剂-聚合物复合体系无因次弹性模量-液流转向系数-无因次粘度关系图版的方法包括以下步骤：

①配制总浓度一定、粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比不同的一系列复合体系溶液，测定各复合体系溶液的粘度η_i和弹性模量G′_i；

②测定同步骤①复合体系溶液总浓度相同的聚合物溶液粘度η₀，粘弹性颗粒驱油剂悬浮液弹性模量G′₀；

③计算复合体系溶液无因次粘度Y₁，Y₁＝η_i/η₀；

④计算复合体系溶液无因次弹性模量值X₁，X₁＝G′_i/G′₀；

⑤采用分流量物理模拟试验，记录注入不同配比的粘弹性颗粒驱油剂-聚合物复合溶液的高、低渗透管产液量，计算相应的液流转向系数Q_i，Q_i＝H_i/L_i；H_i为高渗透管分流量最低值，L_i为低渗透管分流量最高值；

⑥根据③、④、⑤结果，通过对不同配比条件下无因次粘度、无因次弹性及对应的液流转向系数作图，建立粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复合体系无因次弹性模量-液流转向系数-无因次粘度关系图版。

在以上所述方法中，优选地，复合体系溶液总浓度为2000-3000mg/L。

在以上所述方法中，优选地，在步骤2中，粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复合体系溶液中选择与目标油藏相匹配的粘弹性颗粒驱油剂。具体的，根据目标油藏确定相应粘弹性颗粒驱油剂的方法参照专利申请《适应不同油藏需求的粘弹性颗粒驱油剂高效选择方法》(CN109992836A)。

在以上所述方法中，优选地，在步骤4中，满足复合体系与原油的粘度比≥0.2，且Q值最小的，即为粘弹性颗粒驱油剂与聚合物最优配比。

本发明方法涉及对测定对象在不同油藏条件下配比的选择，利用建立的粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复合体系无因次弹性模量-液流转向系数-无因次粘度关系图版，能够快速、有效的实现粘弹性颗粒驱油剂与聚合物最佳配比的优选，该方法简单实用、易于操作，为针对不同油藏条件下、发挥最佳调驱效果的非均相化学驱油体系设计提供可靠的技术支撑，从而保障非均相化学驱矿场实施。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明实施例中粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复合体系无因次弹性模量-液流转向系数-无因次粘度关系图版；

图3为本发明实施例中粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比1：1的非均相化学驱油体系在高渗透率3000×10^-3μm²、低渗透率1000×10^-3μm²的并联双管填砂模型中分流量曲线；

图4为本发明实施例中粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比1：1的非均相化学驱油体系在高渗透率3000×10^-3μm²、低渗透率1000×10^-3μm²的并联双管填砂模型中提高采收率曲线。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

在本实施例中所用粘弹性颗粒驱油剂由胜利油田自主研发(US9080096B2)，聚合物为部分水解聚丙烯酰胺。本发明所用粘弹性颗粒驱油剂、聚合物并不限于上述成分。

实施例

一种化学驱油体系的配比优化方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，基于高、低渗透层分流量物理模拟试验，建立粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复合体系无因次弹性模量-液流转向系数-无因次粘度关系图版；

具体方法为：

①配制总浓度一定、粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比不同的一系列复合体系溶液，测定各复合体系溶液的粘度η_i和弹性模量G′_i。复合体系总浓度2500mg/L，复合体系中粘弹性颗粒驱油剂占比分别为100％、75％、50％、25％、0；对应的粘度和弹性模量分别为2.24mPa·s、11Pa，15.2mPa·s、4.8Pa，34.9mPa·s、2.1Pa，66.3mPa·s、1.2Pa，100mPa·s、0.7Pa。

②测定同步骤①复合体系溶液总浓度相同的聚合物溶液粘度η₀，η₀＝100mPa·s；粘弹性颗粒驱油剂悬浮液弹性模量G′₀，G′₀＝11Pa。

③计算复合体系溶液无因次粘度Y₁，Y₁＝η_i/η₀；

④计算复合体系溶液无因次弹性模量值X₁，X₁＝G′_i/G′₀；

⑤采用分流量物理模拟试验，记录注入不同配比的粘弹性颗粒驱油剂-聚合物复合溶液的高、低渗透管产液量，计算相应的液流转向系数Q_i，Q_i＝H_i/L_i；H_i为高渗透管分流量最低值，L_i为低渗透管分流量最高值；

⑥根据③、④、⑤结果，通过对上述配比条件下无因次粘度、无因次弹性及对应的液流转向系数作图，建立粘弹性颗粒驱油剂与聚合物复合体系无因次弹性模量-液流转向系数-无因次粘度关系图版，如图2所示。

步骤2，针对海上埕北1区油藏条件(油藏平均孔喉直径17.7μm、平均驱替压力梯度0.065MPa/m、地下原油粘度67mPa·s)，采用与该油藏相匹配的100-300μm粘弹性颗粒驱油剂，配制总浓度2400mg/L、粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比分别是1:1、1:2、2:1的复合体系溶液，测定相应的粘度29.1mPa·s、44.2mPa·s、14.0mPa·s和弹性模量8.2Pa、4.3Pa、10.3Pa；测定浓度为2400mg/L聚合物的粘度79.9mPa·s、浓度为2400mg/L粘弹性颗粒驱油剂的弹性模量21.7Pa。

步骤3，计算1:1、1:2、2:1各配比下粘弹性颗粒驱油剂-聚合物复合体系的无因次粘度依次为0.36、0.55、0.18，无因次弹性模量依次为0.38、0.2、0.47。

步骤4，根据图2比较各配比下的液流转向系数Q_1:2>Q_1:1>Q_2:1，即当粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比2:1时，复合体系非均质调整能力最强，但是体系粘度低，悬浮携带能力弱，计算1:1、1:2、2:1不同配比下复合体系与原油粘度比0.22、0.33、0.1，根据复合体系与原油粘度比界限要求≥0.2，综合考虑，最终确定粘弹性颗粒驱油剂与聚合物为1:1。

在高渗透率3000×10^-3μm²、低渗透率1000×10^-3μm²的并联双管填砂模型中注入粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比为1：1的非均相化学驱油体系进行相应的物理模拟试验验证。

测试物理模拟试验中非均相化学驱油体系分流量曲线结果见图3、提高采收率结果见图4。由图3可以看出，注入粘弹性颗粒驱油剂与聚合物为1:1的非均相化学驱油体系段塞过程中，出现了低渗模型分流量超过高渗模型的现象，说明该体系能够有效启动低渗透层，表现出良好的非均质调整能力，且因粘弹性颗粒驱油剂非连续性运移，使分流量出现波动性变化。这种分流量调整在后续水驱阶段持续有效，水驱后非均相化学驱提高采收率高达33.5％(图4)。物理模拟试验结果与根据无因次弹性模量-液流转向系数-无因次粘度关系图版的优化结果一致。

通过实验可以看出，本发明能够针对不同油藏需求有效、快速的确定非均相化学驱油体系中粘弹性颗粒驱油剂与聚合物配比，实现非均相化学驱油体系优化设计的高效性，保障了非均相化学驱矿场应用效果。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。