一种快速判定聚合物溶液浓度与油藏匹配性的方法与流程

本发明属于油田聚合物驱领域，具体涉及一种快速判定聚合物溶液浓度与油藏匹配性的方法。
背景技术：
：聚合物驱是一项比较成熟的提高原油采收率的技术，其能扩大波及体积，提高微观驱油效率。聚合物驱自20世纪90年代进入现场试验以来，已经成为大庆、胜利、河南等油田提高采收率的主要技术之一，在水驱基础上可以提高原油采收率5％～12％。在聚合物驱方案设计中，聚丙烯酰胺(hpam)分子量的选择会关系到水溶液中hpam分子线团半径的大小，其应与油藏的孔吼尺寸相匹配，才能充分发挥聚合物驱的效果。目前可以通过聚合物分子量筛选，注入能力研究和降解程度等方法获得与油藏岩石物性相匹配的聚合物产品。聚合物溶液浓度会影响聚合物在水中的水化程度，进而影响hpam水化分子的大小，如聚合物溶液浓度过大，会造成hpam水化分子流经孔吼时堵塞，引起聚合物溶液的注入压力增大和地层堵塞，导致出液低，影响聚合物驱效果；如聚合物溶液浓度过小，其带来的渗流阻力较小，导致聚合物溶液的注入失效。目前，聚合物溶液的适宜浓度常通过人造岩心、填砂管岩心和天然岩心注入性实验以及岩心驱油实验等确定，但这些方法的实验周期较长，结果判定较为繁琐。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种快速判定聚合物溶液浓度与油藏匹配性的方法，从而解决现有方法存在的周期长、结果判定繁琐的问题。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种快速判定聚合物溶液浓度与油藏匹配性的方法，包括以下步骤：1)将聚合物和水配制一系列浓度由低到高的聚合物溶液，选择与油藏孔吼尺寸相匹配的核孔滤膜，测定各聚合物溶液通过核孔滤膜的过滤因子；2)如过滤因子不大于2.0，且聚合物溶液通过核孔滤膜的体积达到300ml的用时不大于8h，则判定聚合物溶液可注入；依据可注入的各聚合物溶液的浓度，确定与油藏孔吼尺寸匹配的聚合物溶液浓度。本发明提供的快速判定聚合物溶液浓度与油藏匹配性的方法，通过过滤因子结合聚合物溶液的滤过量达到300ml的用时，判定聚合物溶液的可注入性，进而确定与油藏匹配的聚合物溶液浓度。该方法能够快速判定不同区块的聚合物驱的适宜聚合物溶液浓度，减小实验周期，简化结果判定，从而可以为区块先导实验快速提供实验数据。聚合物溶液的浓度决定了聚合物水化分子的大小，浓度越大，水化分子越大，通过核孔滤膜时的受阻越大，相应的过滤因子也越大，聚合物溶液的滤过量达到300ml的用时也越长，可注入的聚合物溶液的过滤因子越接近于2.0，或用时越接近8.0h，则该聚合物溶液的浓度越接近可注入浓度上限。为进一步保证聚合物溶液注入时，压力平稳上升，保证长期注入良好，优选的，步骤2)中，可注入的各聚合物溶液中，选择过滤因子在1.4-1.8内的聚合物溶液作为与油藏孔吼尺寸匹配的聚合物溶液。根据架桥原理，聚合物分子对油层孔吼形成稳定封堵的条件，是其水化分子线团半径大于中值孔吼半径均值的0.46倍。为更好的反映油藏孔吼封堵特征，优选的，步骤1)中，所述核孔滤膜的孔径半径为油藏中值孔吼半径的0.4-0.6倍。所述核孔滤膜的直径为30-40mm。为更好的模拟油层深部运移压力，优选的，测定过滤因子时的压力为0.2mpa。从提高系列聚合物溶液配制的简便性出发，优选的，步骤1)中，所述聚合物溶液的浓度为300-3000mg/l。配制聚合物溶液时，先将聚合物和水配制浓度为4000-5000mg/l的聚合物母液，然后将聚合物母液稀释成一系列浓度由低到高的所述聚合物溶液。如可采用上述方法得到浓度分别为500mg/l、800mg/l、1000mg/l、1500mg/l、1800mg/l、2000mg/l、2500mg/l、3000mg/l的聚合物溶液。配制聚合物母液时进行搅拌，搅拌的速度为400-600r/min，搅拌时间为1-3h，稀释时进行搅拌，搅拌的速度为200-300r/min，搅拌时间为20-40min。配制聚合物溶液时，水的矿化度也会对聚合物分子的线性和均一性造成影响，进而影响过滤因子的测定，为了更好的反映区块聚合物驱特性，优选的，步骤1)中，所述水为研究区块的地下水。本发明的快速判定聚合物溶液浓度与油藏匹配性的方法，可以利用现有的多功能聚合物检测仪对聚合物溶液浓度进行快速筛选判定，可方便检测聚合物溶液浓度与油藏孔吼是否匹配，从而为进一步的方案设计提供数据支持。附图说明图1为实施例1中不同浓度的聚合物溶液通过孔径为3μm的核孔滤膜的滤过量和时间关系图；图2为实施例2中浓度为2500mg/l的聚合物溶液通过孔径为10μm、20μm的核孔滤膜的滤过量和时间关系图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。以下实施例中，聚合物溶液过滤因子的测试装置可选择现有的过滤因子测试仪，也可采用公告号为cn2731450y的专利公开的过滤因子自动测试装置实现过滤因子的自动化检测。实施例1某油田ⅶ1-3层系区块含油面积9.15km2，地质储量784.04×104t，油层温度为93.7℃，目前已进入特高含水开发后期。目前主力层ⅶ2层系、ⅶ3层系的储层物性较好，地层原油粘度为2.3mpa·s，原油密度为0.753g/cm3，储层的平面和层内非均质性较强。通过前期聚合物的分子量筛选试验，选择分子量为2356万，固含量为89.26％的驱油聚合物(hpam)作为聚合物驱的注入聚合物。本实施例的快速判定聚合物溶液浓度与油藏匹配性的方法，采用以下步骤：1)以聚合物和双河陈化污水配制浓度为4500mg/l的聚合物母液，再用江河陈化污水将聚合物母液稀释成浓度分别为500mg/l、800mg/l、1000mg/l、1500mg/l、1800mg/l、2000mg/l、2500mg/l、3000mg/l的聚合物溶液，双河陈化污水、江河陈化污水的离子成分如表1所示。表1区块地下水的离子成分配制水类型na+、k+ca2+mg2+cl-so42-hco3-tds双河陈化污水，mg/l1601147.51172391.518165002江河陈化污水，mg/l24854173114179812858730配制聚合物母液时进行搅拌，搅拌的速度为500r/min，搅拌时间为2h，稀释聚合物母液时进行搅拌，搅拌的速度为300r/min，搅拌时间为30min。2)该区块的油藏中值孔吼半径均值为3.68-4.49μm，选择核孔滤膜的孔径为3μm，核孔滤膜的直径为37mm，在0.2mpa下测定步骤1)配制的不同浓度的聚合物溶液的过滤因子，记录聚合物溶液的滤过体积为0-300ml的用时，绘制聚合物的滤过体积-时间曲线，结果如表2和图1所示。表2不同聚合物溶液的过滤因子、粘度和滤过时间数据由表2和图1的结果可知，随着聚合物溶液浓度的增大，过滤因子不断增大，在聚合物溶液浓度达到2500mg/l时，与油藏的孔吼尺寸匹配。在试验区有注聚井10口，采油井16口，先导实验方案设计前置段塞聚合物溶液浓度为1600mg/l，注入量为0.52pv，注入正常；设计前置段塞聚合物溶液浓度为2500mg/l，压力平稳上升，聚合物驱效果显著。实施例2某油田泌125断块含油面积1.3km2，地质储量416×104t，v2-5层系是该区储量最多、油藏品位最好的开发层系，含油面积1.12km2，地质储量223×104t，地下原油粘度652.7mpa·s。ⅴ2-5层系毛管压力曲线计算结果表明：中值孔吼半径为2.81-34.24μm，平均为12.08μm，基本上属大中孔隙度、高中渗透类型，孔喉分布比较均匀，粗孔喉占主导地位，连通性好。根据前期实验，选择分子量为3539万的聚合物，然后按照实施例1的方法配制聚合物母液，并将聚合物母液进行稀释，得到浓度分别为500mg/l、800mg/l、1000mg/l、1500mg/l、1800mg/l、2000mg/l、2500mg/l、3000mg/l的聚合物溶液。分别选择孔径为10μm和20μm的核孔滤膜，检测不同聚合物溶液的过滤因子，结果如表3所示。表3不同聚合物溶液的过滤因子和滤过时间数据在聚合物溶液浓度为2500mg/l下，其过核孔孔径为10μm、20μm的核孔滤膜的滤过量和时间的关系图如图2所示，由图可知，浓度为2500mg/l的聚合物溶液过20μm核孔滤膜时，滤过量与时间呈线性关系，说明聚合物水化分子可顺利通过滤膜，过10μm核孔滤膜时，滤过量为300ml的用时小于8.0h，且过滤因子小于1.5，表明可以通过核孔孔径为10μm的滤膜。在以上试验数据的基础上，在试验区先导实验通入聚合物溶液浓度为2500mg/l的前置段塞，压力平稳上升，聚合物驱效果显著。当前第1页12