阿拉斯加北坡的现场实验室将验证重油EOR的聚合物驱复鞣剂
2022-06-28 11:37:30 艺南机械网
阿拉斯加北坡的现场实验室将验证重油EOR的聚合物驱
阿拉斯加大学费尔班克斯分校已与密苏里科技大学，新墨西哥矿业学院，北达科他大学和希尔科公司阿拉斯加有限责任公司合作，以验证聚合物驱技术及其在重油强化采油中的应用（EOR）在阿拉斯加的北坡（ANS）。该项目得到了美国能源部国家能源技术实验室（NETL）700万美元的支持。
图1.聚合物现场试验项目区域图（Dandekar等人，“有史以来第一个聚合物洪水现场试验-改变阿拉斯加北坡重油回收率的游戏规则，” SPE论文195257-MS，SPE西部区域会议，2019年4月23日至26日，美国加利福尼亚州圣何塞中国机械网okmao.com。）
图1提供了项目区域的整体图，米尔恩角单位（MPU），分别位于Prudhoe Bay单位（PBU）和Kuparuk河单位（KRU）之间。MPU距PBU西北约30英里，距KRU东北约15英里，占地50,000英亩，在12个垫块上有250口井。研发始于1985年，迄今累计产量为353 MMbbl油，其中包括267 MMbbl轻油和86 MMbbl重油。目前产量为30,000桶/天。
项目目标
该项目的目标是通过评估ANS的Schrader Bluff稠油油藏中的一种先进的聚合物驱技术来获取科学知识和现场数据。为此，该项目的总体目标是进行现场研究，以验证将聚合物驱油用于ANS上的重油EOR。
拟议项目的主要科学/技术目标是评估各种浓度下各种聚合物进入Schrader Bluff地层的聚合物注入能力，以及水盐度对聚合物驱油和凝胶处理性能的影响。该项目团队还将努力评估相对于注入的聚合物而言，采油量的增加，以及聚合物生产对地面设施和废水修复方法的影响。
该项目于2018年6月启动，目前正在进行大部分项目任务。
项目实施
现场先导测试将在米尔恩点田（MPF）中进行，该领域占ANS的35744英亩。强积金包括四个油藏：乌格努，施拉德布拉夫，库帕鲁克河和萨格河水库。现场先导测试将集中在海底TVD的3,400英尺至5,200英尺之间的Schrader Bluff地层。该地层分为两个地层，O砂层和N砂层。O砂分为OB和OA，N砂具有NF，NE，ND，NC，NB，NA子区间。
水池的结构是从东到东北倾斜1-2°的高跃线。Schrader Bluff O砂是七千万年前从海洋海岸和陆架沉积物中沉积的，由细粒，富含石英的砂岩与粉砂岩和泥岩夹层组成。上覆的N砂沉积在以波浪为主的岸面和三角洲系统内。向上粗化是明显的，泥岩和粉砂岩主导了该层段的下部。没有证据表明在Schrader Bluff地层中有自由气聚集，但是复杂的断层使该储层分隔。
该项目的储层位于Schrader Bluff NB-san（未固结的砂岩）中。该项目储层通常具有优异的岩石物理性质，孔隙度范围为31％至35％，渗透率范围为100至3,000 mD。储层的平均厚度约为15英尺，储层温度约为70°F。该项目的API石油比重约为15，原位石油粘度为330 cP。
初步的实验室和模拟研究表明，聚合物驱具有巨大的潜力，可提高Schrader Bluff稠油油藏的采收率，但在此项目之前，阿拉斯加尚未进行过现场测试。实际上，迄今为止，尽管在其他国家（例如加拿大和中国）已经进行了测试和实施，但在整个美国，还没有发生过大规模的重油和其他非常规资源的聚合物驱。初步范围研究表明，成功实施聚合物驱可以使ANS的重油采收率提高50％，并使美国的石油储量增加数百亿桶。
图2.聚合物切片装置，（第一个聚合物洪水现场飞行员-改变阿拉斯加北坡重油采收率的改变者，Dandekar等人，SPE-195257-MS，SPE西部地区会议，4月23日至26日，2019年，美国加利福尼亚州圣何塞）
该项目利用了一套独特的聚合物混合和泵送设施，称为聚合物切片装置（PSU），该装置是在加拿大定制设计和制造的。如图2所示，PSU由五个模块组成：泄压模块，注入泵模块，聚合物卸料模块，料斗和实用程序模块。先前的实验室和模拟研究得出的结果用于聚合物（HPAM）的初始选择。
粉末状的聚合物被运输并存储在超级麻袋中，每个麻袋包含750千克（1650磅）聚合物。用叉车将超级麻袋装到料斗上，然后将聚合物送入下方的卸料单元，在此处与水混合以制成母液。100分钟后。在水箱中的水化时间过长时，母液被顺流注入主供水系统，该主供水系统被输送到抽水装置中的三个三缸正排量注入泵中，每个注入器一个，外加一个备用泵。
影响
最终，利用从实验室实验，建模和中试获得的知识，经验和数据，将使用项目区域的最终储层模型来进行生产优化。使用模型结果，将评估试点地区以外的聚合物驱的商业可行性。计划中的聚合物注入，低盐度水，水平井和一致性改进等优点的整合将显着提高稠油油藏的采收率。该项目还将解决在重油采收过程中注入的最佳聚合物粘度和盐度，从而有助于业界对聚合物驱油的一般理解。一旦成功，这项开发的技术将为ANS上的重油开发提供经济高效且环保的技术。
成就
自2018年8月开始注入聚合物以来，该研究计划的主要重点一直是监视注入井J-23A和J-24A以及生产井J-27和J-J的试点性能28。为了补充聚合物注入，其他支持任务的重点一直在推进储层模拟，应对流量保证挑战和实验室岩心洪水。迄今为止的成就总结如下：
现场试验表明，聚合物可以在ANS上有效处理和水合，并可以通过水平注入器以合理的浓度和注入速率通过水平注入器注入Schrader Bluff重油储层中，迄今为止尚未观察到聚合物的产生或突破。
最初在沙袋中进行的聚合物滞留量实验室测试表明，在干净的沙土上具有较高的值。但是，在用新鲜油重新饱和的干净沙子上进行测试时，得出的聚合物保留值适中，约为28微克/克（μg / g）。
在相同的实验室条件下，在一系列从低盐度到高盐度的水驱过程中，在两个沙袋上进行的第三次低盐度聚合物驱油已证明了采油率的增量提高。
利用渗透带模型和幂律估计的相对渗透率，实现了良好的注水历史匹配，为未来在ANS上的应用建立了油藏模拟模型。
通过重新解释地震数据开发了新的非均质模型，储层模拟/建模任务已经取得了很好的进展。使用集成平滑（ES）方法创建了强大的注水和聚合物驱替历史匹配模型以进行聚合物驱替预测，从而完成了这一任务。ES方法无需集成代码即可直接从一组模型中获取计算校正变量所需的所有信息。
向前进
图3.通过重新解释地震数据开发了新的非均质模型。 阿拉斯加北坡首个现场试验，以验证聚合物驱油用于重油强化采油（EOR），又名阿拉斯加北坡油田实验室（ANSFL），阿比吉特·丹德卡（阿拉斯加费尔班克斯大学）和里德·爱德华兹（Hilcorp Alaska LLC） NETL，2019年碳捕集，利用，封存以及油气技术综合审查会议，2019年8月26日至30日。
在短期内，将集中精力研究在当前含水率下在存在聚合物的情况下乳液的乳化行为，以及对破乳剂性能的评估。乳液的分离行为将在量筒中进行研究以避免转移。长期的研究将集中于继续监测生产井中聚合物注入的突破，并评估储层特性，以确保在项目的剩余时间内实现最佳的防洪设计和性能。