印度尼西亚Widuri油田聚合物驱油单井先导性试验

卢大艳 白 俊

(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452)

印度尼西亚Widuri油田聚合物驱油单井先导性试验

卢大艳 白 俊

(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452)

经历近30年注水开发，印度尼西亚Widuri油田存在严重的注水突进、水驱效果差、油田采收率低等问题，亟需采取稳油控水措施提高采收率。通过对Widuri油田开展聚合物驱可行性分析、聚合物筛选评价、优化地面配注工艺、研制地面注入设施以及应用井间示踪监测技术和聚合物保黏工艺等一系列技术措施，成功在该油田实施了聚合物驱单井先导性试验，并取得了较好成果，可为今后类似海外油田稳油控水开发提供借鉴。

聚合物驱；稳油控水；提高采收率；先导性试验；Widuri油田

经历近30年注水开发，印度尼西亚Widuri油田存在注水突进现象严重、水驱效果变差、油田采收率偏低问题，亟需提高采收率技术实现油田稳油控水。聚合物驱三次采油是目前国内陆地油田和海上油田提高采收率的主要技术手段之一[1]。大庆油田自2002年以来，通过聚合物驱技术已实现年增产油量突破千万吨[2]，成效显著。中国海油自2003年在渤海油田开展单井试验取得成功后，陆续在绥中36-1、锦州9-3等中高含水期油田开展聚合物驱油，取得了显著的经济效益[3]，并且在地质油藏研究、聚合物筛选评价、室内实验研究、地面配注工艺、井下分注管柱、现场实施、效果跟踪评价、聚合物产出液处理等方面已形成综合技术能力，这对Widuri油田开展聚合物驱油具有较好的借鉴意义。

通过对Widuri油田开展聚合物驱可行性分析发现，该油田区块高孔高渗，地层温度85℃，地层水总矿化度最高17 000 mg/L，对聚合物的耐温性能和抗盐性能提出了较高要求。同时，工程条件上受限于井口平台空间、承重、水电气等公用资源不足，使得在国内陆地油田采用的配注站加注入站[4]模式不具备实施条件，海上现有注聚工艺不能直接套用。笔者通过开展油藏聚合物驱的可行性分析、高温高盐油藏条件下聚合物的优选评价、地面注聚设备研制、地面配注工艺的改进以及井间示踪检测技术和聚合物保黏技术的应用研究等，在Widuri油田取得了聚合物驱油单井先导性试验的成功，可为今后海外类似油田开展聚合物驱提供借鉴。

1 聚合物驱可行性分析

Widuri油田为砂岩油藏，埋深1 025～1 072 m，有9个储层砂体(33-4、33-633-7、34-1、34-2、34-3、35-1、35-2和36-1)，其中33-4砂体位于油层顶部,厚度1.52～11.58 m，砂体的孔隙度23%～36%(平均31%)，渗透率300～5 000 mD(平均1 868 mD),渗透率变异系数0.5～0.9，地层原油黏度3～5 mPa·s。Widuri油田33-4储层目前有21口生产井、15口注水井，含水率94.2%,采收率仅18.4%。由于常年注水开发在高渗透条带形成注水突进，生产井产出高含水，整个水驱效率低，因此亟需采取稳油控水措施提高油田采收率。

通过对陆地油田和海上油田提高采收率的技术调研发现在油田注水开发进入中后期阶段采用聚合物驱、ASP三元复合驱等方法可显著提高采收率。参考国内油田注水提高采收率技术以及成功经验，结合Widuri油田储层物性、流体性质、井网密度、注采关系等方面分析，对比分析海上油田聚合物驱油藏筛选标准[5](表1)，认为Widuri33-4油藏适合开展聚合物驱油，但该油藏储层高温(85℃)、高盐(地层水矿化度平均15 000 mg/L)的特性将给聚合物驱油带来较大挑战。

表1 Widuri33-4油藏聚合物驱适用性指标对比

2 聚合物优选

由于Widuri33-4油藏属于高温高盐油藏，常规聚合物在热、氧、微生物和剪切作用下发生结构变化，分子量降低，聚丙烯酰胺水解度增加，导致聚合物溶液有效黏度降低。同时聚合物与地层水中的各种盐离子作用，导致大分子构象变化，聚电解质溶液对外加盐很敏感，溶液黏度迅速下降，并可能出现相分离现象。因此，常规聚合物产品不适合高温高盐油藏(目前国内外耐温抗盐聚合物主要包括两性聚合物、在聚合物中加入耐温抗盐单体、疏水缔合聚合物、复合型聚合物等)，同时常规聚合物产品评价方法同样不适合于高温高盐油藏，必须针对由分子结构变化引起测试问题的参数建立新的评价方法，主要是水解度、流变性、稳定性等。

2.1 聚合物优选性能指标要求

参考在国内海上油田驱油用丙烯酰胺类聚合物的性能指标和评价方法[6]，结合Widuri33-4油藏实际条件进行适当调整，确定了聚合物优选性能指标参数，结果见表2。

表2 适合Widuri33-4油藏聚合物驱的聚合物性能要求

2.2 聚合物性能分析

针对Widuri33-4油藏条件和流体性质，选择了4种不同聚合物类型，包含支化聚合物1#、耐温抗盐聚合物2#、3#、6#、7#、8#、11#、12#、13#、14#、15#，弱凝胶9#、10#，缔合聚合物4#、5#，共15个聚合物样品进行性能评价。

聚合物溶液在地层的工作黏度应大于或等于油藏的地层原油黏度，其黏度的大小和稳定性是影响聚驱效果的关键因素之一。聚合物质量浓度在1200mg/L时的机械剪切稳定性实验结果见表3。从表3可以看出，聚合物1#、2#、5#、6#、7#、8#剪切后黏度太低(均低于6 mPa·s)，不满足要求。因此，热稳定性评价在聚合物3#、4#、11#、12#、13#、14#、15#中进行，其实验结果见表4。

从表4可以看出，聚合物3#和14#浓度为1 500 mg/L时，在静置熟化10 d后，黏度保留在6 mPa·s以上，是有利的聚合物驱用剂，因此对这2个聚合物样品进一步进行了理化性能、溶液性能、驱油效率评价等实验，结果见表5、6。

表3 聚合物浓度在1 200 mg/L时的机械剪切稳定性实验结果

表4 聚合物浓度在1 500 mg/L时熟化10 d后的机械剪切稳定性实验结果

表5 聚合物3#和14#性能评价结果

表6 聚合物3#、14#驱油实验结果

从表5可以看出，3#和14#样品在实验条件下具有较优的理化性能和溶液性能，其中聚合物固含量均低于88%的海洋石油标准，需要改善；14#样品溶解速率最佳；3#与14#两种聚合物在总盐度(TDS)10 000 mg/L时聚合物溶液黏度较高，表明这2种聚合物的抗盐性能均较好；14#聚合物的阻力系数与残余阻力系数、抗剪切性能较优于3#聚合物。

从表6可以看出，在同等浓度下，14#聚合物比3#聚合物具有较高的溶液黏度，但3#聚合物的提高采收率值比14#聚合物高，说明3#聚合物具有更好的驱油性能。

综上所述，在Widuri33-4油藏条件下，3#聚合物和14#聚合物在实验条件下具有较优的理化性能和溶液性能，其中14#样品综合性能更佳，因此优选14#聚合物作为驱油剂。

3 先导性试验油藏方案

注聚井组的选择主要基于2点考虑：一是地层连通性较好，注入井和受益井受效反应好；二是对于其他注入井不能有影响。通过分析，WIDC-27井作为注入井、WIDC-16井作为直接受益井(图1)，能够满足注聚要求。

在数值模拟研究的基础上，参考渤海油田绥中36-1J3井先导性试验经验[7]，对聚合物的注入量、注入浓度、注入速度、注采比和段塞组合进行了优化，以累产油和吨聚增油作为评价指标，最终确定了聚驱先导性试验方案，选定注入井数1口，为WIDC-27井；注入量设计300 m3/d；井口注入浓度2 000 mg/L,前置、后置段塞聚合物溶液浓度3 500 mg/L；聚合物溶液地面熟化时间40 min；注入时间3年；注采比(聚驱)1.0，后续水驱0.8；段塞注入方案详见表7。

图1 Widuri33-4油藏注采井组区位图

表7 WIDC-27井注入段塞设计

从表7可以看出，在注入段塞设计中，考虑到油藏的非均质性较强，在聚合物段塞之前设计了调剖段塞，以保障后期的聚驱效果；聚驱阶段设计了高浓度前置段塞和后置段塞，聚合物浓度3 500 mg/L，主力段塞设计2 000 mg/L。根据数值模拟计算，直接受益井WIDC-16井含水在聚驱8个月后开始下降，最高下降13%，预计吨聚增油47.26 m3，提高采收率幅度6.36%。

4 关键配套工艺技术

4.1 连续配注工艺

根据Widuri33-4油藏情况，采用连续配注工艺技术[8]对渤海油田注聚常用地面配注工艺进行了改进。连续配注工艺技术通过集成分散研磨、管道搅拌、管道混合和循环熟化等工艺实现了系统连续配注，使得聚合物溶液在工艺流程中实现了在线熟化，从而缩短聚合物溶解熟化时间，节约注聚设备占用平台空间，满足现场扩大注聚规模要求。Widuri33-4油藏聚合物驱连续配注工艺流程如图2所示，具体改进情况见表8。

图2 Widuri33-4油藏聚合物驱连续配注工艺流程图

表8 Widuri33-4油藏聚合物驱地面配注工艺改进

4.2 地面注聚设备

根据印尼当地法律法规和SKK MIGAS的要求，遵循海洋工程行业的国际标准、业主CNOOC SES的企业标准等，按照海上油田聚合物驱地面系统工艺及装备技术要求[9],进行小型化、撬装化设计，控制单撬设备质量小于7 t，研制的地面注聚设备如图3所示。整套注聚设备由配液间、控制间、熟化器撬、注聚泵撬、交联剂撬和工具箱等共计7个撬块组成，具有小型化、撬装化、可快速连接安装特点，总占地面积45.26 m2，运行质量39 t，适合于海上油田开展小规模注聚试验。

图3 Widuri33-4油藏聚合物驱地面注聚设备

4.3 井间示踪监测技术

为监测WIDC-27井注入情况，了解注聚井和受益井之间实际连通情况，判断和识别WIDC-27井和WIDC-16井间是否存在高渗透条带，采用了井间示踪检测技术。2014年7月17—19日加注示踪剂，7月22日WIDC-16、WIDC-13井检测到示踪剂分别产出5.5、9.9 kg，表明WIDC-27井的注液流向为WIDC-16井和WIDC-13井，不是1注1采关系，这为后期调整提供了参考依据。

4.4 聚合物保黏工艺

在配注工艺流程中，如果聚合物溶液中铁离子含量超过0.5 mg/L，由于溶解氧的存在Fe2+被氧化成Fe3+释放自由基，不断攻击高分子链条C-C键，对聚合物溶液黏度造成降解损失，需要采取配套抑制措施，保证聚合物溶液有效黏度。在实施过程中，对配聚用水和地面配注节点进行取样检测，发现低压配聚水Fe2+含量超标，达到2.58 mg/L。现场通过对多种铁离子消除剂的筛选，优选了新型络合型抑制剂和除氧剂，并进行现场实验，实验结果显示，抑制剂浓度达到150 mg/L以上时，可以使Fe2+含量达到0.5 mg/L以下，井口聚合物溶液黏度达到20 mPa·s以上，满足入井液的要求。

5 现场试验效果

截至2014年12月，WIDC-27井已累计注入77 992.26 m3，注入干粉213.45 t，注入0.107 13 PV，井口黏度维持在20 mPa·s左右，达到方案设计要求，WIDC-27井注聚施工曲线如图4所示。

图4 WIDC-27井注聚施工曲线

WIDC-16井目前的产液量为286 m3/d，产油量从6.67 m3/d 上升至10.33 m3/d，含水率从97.6% 下降到96%，参考海上油田聚合物驱效果评价要求[10]，聚合物驱油效果较好，为进一步的稳油控水措施提供了借鉴。

6 结束语

印尼Widuri33-4油藏聚合物驱先导性试验是中国海油首次在海外油田区块开展聚合物驱提高采收率技术，取得了较好的稳油控水效果，在地质油藏研究、聚合物筛选评价、地面配注工艺、现场施工、配套工艺措施、生产动态跟踪等方面积累了宝贵的经验，对于今后类似海外油田提高采收率措施的实施具有借鉴意义。

[1] 计秉玉．国内外油田提高采收率技术进展与展望[J]．石油与天然气地质，2012,33(1)：111-117．

Ji Bingyu. Progress and prospects of enhanced oil recovery technologies at home and abroad[J].Oil & Gas Geology,2012,33(1):111-117.

[2] 牛金刚．大庆油田聚合物驱提高采收率技术的实践与认识[J]．大庆石油地质与开发，2004,23(5)：91-93．Niu Jingang.Practices and understanding of polymer flooding enhanced oil recovery technique in Daqing oilfield[J].Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing,2004,23(5):91-93.

[3] 张凤久，姜伟，孙福街，等．海上稠油聚合物驱关键技术研究与矿场试验[J]．中国工程科学，2011,13(5)：28-33．

Zhang Fengjiu,Jiang Wei,Sun Fujie,et al.Key technology research and field test of offshore viscous polymer flooding[J].Engineering Science,2011,13(5):28-33.

[4] 邢爱忠．胜利油田化学驱地面注入工艺技术进展[J]．油气田地面工程，2010,29(12)：57-58．

Xing Aizhong.Technology process of chemical flooding surface injection in Shengli oilfield[J].Oil-Gasfield Surface Engineering,2010,29(12):57-58.

[5] 张贤松，孙福街，康晓东，等．渤海油田聚合物驱油藏筛选及提高采收率潜力评价[J]．中国海上油气，2009,21(3)：169-172．

Zhang Xiansong,Sun Fujie,Kang Xiaodong,et al.Reservoir screening and enhancing recovery potential evaluation for polymer flooding in Bohai oilfields[J].China Offshore Oil and Gas,2009,21(3):169-172.

[6] 张健，刘福海.HS 2032—2012海上油田驱油用丙烯酰胺类聚合物的性能指标和评价方法[S].北京：中国海洋石油总公司,2012.

Zhang Jian,Liu Fuhai.HS 2032—2012 Offshore oilfield oil flooding acrylamide polymer performance index and evaluation methodology[S].Beijing:CNOOC,2012.

[7] 周守为，韩明，向问陶，等．渤海油田聚合物驱提高采收率技术研究及应用[J]．中国海上油气，2006,18(6)：386-389,412．Zhou Shouwei,Han Ming,Xiang Wentao,et al.Application of EOR technology by means of polymer flooding in Bohai oilfields[J].China Offshore Oil and Gas,2006,18(6):386-389,412.

[8] 邹明华，刘敏，王瑶，等．渤海油田聚合物驱配注工艺及系统的改进与应用[J]．中国海上油气，2013,25(3)：57-60．

Zou Minghua,Liu Min,Wang Yao,et al.Improvement and application of the solution preparation and injection technology and system for polymer flooding in Bohai oilfield[J].China Offshore Oil and Gas,2013,25(3):57-60.

[9] 刘敏，吴华晓.HS 2050—2009海上油田聚合物驱地面系统工艺及装备技术要求[S].北京：中国海洋石油总公司,2009．

Liu Min,Wu Huaxiao.HS 2050—2009 Offshore oilfield polymer flooding ground injection technology and facility technical requirements[S].Beijing:CNOOC,2009.

[10] 张贤松，苏彦春.HS 2055—2010海上油田聚合物驱效果评价要求[S].北京：中国海洋石油总公司,2010．

Zhang Xiansong,Su Yanchun.HS 2055—2010 Offshore oilfield polymer flooding effectiveness evaluation requirements[S].Beijing:CNOOC,2010.

(编辑：孙丰成)

Single well pilot tests of polymer flooding in Widuri oilfield, Indonesia

Lu Dayan Bai Jun

(CNOOCEnerTech-Drilling&ProductionCo.,Ltd.,Tianjin300452,China)

Widuri oilfield in Indonesian has been produced by water flooding for more than 30 years, and are confronted with some problems such as serious water fingering, poor water flooding efficiency, and lower oil recovery, making it urgent to stabilize oil production and implement water control measures to enhance oil recovery. Based on polymer flooding feasibility analysis, polymer screening, injection allocation optimization, ground injection facility evaluation, as well as the application of tracer monitoring and polymer solution viscosity-keeping technologies, pilot tests of polymer flooding were successfully carried out and has achieved satisfactory results in Widuri oilfield. The results can be references for similar oversea oilfields to stabilize oil production and implement water control.

polymer flooding; production stabilization and water control; enhanced oil recovery; pilot test;Widuri oilfield

卢大艳，男，工程师，2003年毕业于原西南石油学院石油工程系，主要从事海上油田增产增注措施和三次采油技术研究和现场应用等工作。地址：天津市滨海新区渤海石油路688号工程技术公司增产作业办公楼211室(邮编：300452)。E-mail:ludy@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)02-0128-06

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.02.017

TE357.46+1

A

2015-05-22 改回日期：2015-09-22

卢大艳,白俊.印度尼西亚Widuri油田聚合物驱油单井先导性试验[J].中国海上油气，2016,28(2)：128-133.

Lu Dayan,Bai Jun.Single well pilot tests of polymer flooding in Widuri oilfield, Indonesia[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(2):128-133.