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        聚合物凝膠調(diào)剖體系的段塞組合優(yōu)化及礦場(chǎng)應(yīng)用

        2012-08-20 08:08:26譚良柏長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院湖北武漢430100
        石油天然氣學(xué)報(bào) 2012年12期
        關(guān)鍵詞:砂管段塞交聯(lián)劑

        譚良柏 (長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院,湖北 武漢430100)

        羅 躍,楊 歡,任朝華 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北 荊州434023)

        張?chǎng)ノ?,孔玉?/p>

        凝膠堵水調(diào)剖技術(shù)一直是油田改善注水開發(fā)效果、實(shí)現(xiàn)油藏穩(wěn)產(chǎn)的有效手段[1]。常規(guī)調(diào)剖堵水,只能改善井眼附近的吸水剖面和產(chǎn)液剖面。在層間竄流嚴(yán)重的油藏,調(diào)剖后,后續(xù)注入液繞過封堵區(qū),又竄到高滲透層進(jìn)入生產(chǎn)井,其增產(chǎn)有效期短,效果差。大量室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,如果要解決竄流和繞流的問題以進(jìn)一步提高采收率,必須進(jìn)行深部調(diào)驅(qū)[2]。但隨著油田水驅(qū)問題日趨復(fù)雜化,單一的深部調(diào)驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用逐漸受到限制且效果也不理想;通過技術(shù)組合可以克服單一技術(shù)的不足,發(fā)揮組合技術(shù)的協(xié)同效應(yīng),取得較好的調(diào)驅(qū)效果[3]。

        1 試驗(yàn)藥品及儀器、裝置

        1.1 試驗(yàn)藥品

        抗鹽型聚合物 (自主研制HJ-1)、表面活性劑 (自主研制SO-2)、交聯(lián)劑 (自主研制JL-2)??果}型聚合物 HJ-1是由梳形聚合物水解而成,分子量約2000萬,水解度約22.9%。表面活性劑SO-2是兩性表面活性劑。交聯(lián)劑JL-2是用鉻鹽在一定條件下合成的有機(jī)鉻交聯(lián)劑。

        1.2 試驗(yàn)儀器

        電子天平、DV-Ⅲ ULTRA型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)、填砂管、JPU-V精密平流泵。

        1.3 試驗(yàn)裝置

        試驗(yàn)流程如圖1所示。

        圖1 填砂管模型驅(qū)替裝置組成示意圖

        2 調(diào)剖劑的確定

        為了滿足遠(yuǎn)井、近井地帶調(diào)剖的要求,設(shè)計(jì)了3個(gè)聚合物凝膠段塞,即強(qiáng)凝膠段塞、中強(qiáng)凝膠段塞和弱凝膠段塞,段塞強(qiáng)度及作用見表1(為了便于敘述,定義溶質(zhì)質(zhì)量與溶劑體積之比為溶解質(zhì)量濃度)。經(jīng)過室內(nèi)篩選,最終確定聚合物和交聯(lián)劑的加量,見表1。

        表1 不同調(diào)剖劑的強(qiáng)度及作用

        從表1可以看出HJ-1溶解質(zhì)量濃度為2g/L的聚合物凝膠的黏度高,為強(qiáng)凝膠,封堵性最高,可以先注入,用來改善油層的吸水剖面,用來封堵大裂縫和大孔道出水通道,達(dá)到近井調(diào)驅(qū)的目的,使注入水發(fā)生液流轉(zhuǎn)向,解決深部地層水竄流問題;溶解質(zhì)量濃度為1.5g/L和0.8g/L的聚合物凝膠黏度相對(duì)較低,強(qiáng)度適中,為中強(qiáng)凝膠和弱凝膠,可以進(jìn)行流度控制,通過油層后具有較高的殘余阻力系數(shù)以及黏彈效應(yīng),主要發(fā)揮深部調(diào)驅(qū)的作用,提高后續(xù)水驅(qū)的波及系數(shù),有效驅(qū)替中小孔道中的原油,從而提高采收率。

        3 段塞組合優(yōu)化

        該試驗(yàn)主要采用填砂管進(jìn)行模擬驅(qū)油試驗(yàn),對(duì)聚合物段塞進(jìn)行了研究,最終確定聚合物段塞比例。試驗(yàn)分5組,用60~100目的石英砂分別充填5只長(zhǎng)30mm,直徑25mm的填砂管[4],填砂管的物性參數(shù)見表2。然后在一定的壓力下壓實(shí),將試驗(yàn)儀器按圖1所示方式連接。分別用模擬地層水飽和,再飽和油,然后水驅(qū)直到出口端含水達(dá)98%停止。聚合物凝膠共注入1PV,表面活性劑溶液段塞注入0.3PV。各組段塞組合見表3,其中第5組是在第4組注入順序的基礎(chǔ)上,再注入0.1PV的強(qiáng)凝膠進(jìn)行封口[5],候凝24h后,進(jìn)行水驅(qū)。結(jié)果見表3及圖2。

        表2 驅(qū)油試驗(yàn)用填砂管物性參數(shù)

        表3 不同聚合物段塞組合的封堵率

        由表2知,聚合物凝膠的注入,水相滲透率隨之降低,封堵率均在93%以上,說明聚合物能夠起到很好的調(diào)整剖面的作用;按先強(qiáng)后弱的順序注入調(diào)剖劑時(shí),先注入強(qiáng)凝膠以封堵大裂縫和大孔道,使注入水發(fā)生液流轉(zhuǎn)向,使后續(xù)注入的中強(qiáng)凝膠和弱凝膠進(jìn)入中低滲透層的深部,提高后續(xù)水驅(qū)的波及系數(shù),聚合物驅(qū)的采收率比水驅(qū)采收率均有提高。表面活性劑的注入使最終采收率進(jìn)一步提高。由圖2知,采收率提高幅度分別為16.24%、14.92%、13.94%、17.08%,第4組采收率提高的幅度最大。第1組和第2組是注入強(qiáng)凝膠后緊接著注入表面活性劑,而第2組和第3組注入表面活性劑的時(shí)機(jī)稍晚,活性劑注入時(shí)機(jī)的不同,呈現(xiàn)出的采收率也不同;這是因?yàn)楸砻婊钚詣┑淖⑷虢档土吮砻鎻埩Γ纳屏藥r石潤(rùn)濕性,這就使得后續(xù)注入的凝膠的洗油效率不同,第1組和第4組的采收率高于第2組和第3組。第1組和第4組的采收率不同,是因?yàn)榈?組的表面活性劑是一次性注完,而第4組是分2次注完,這樣使得它對(duì)后續(xù)水驅(qū)產(chǎn)生的影響較大,所以第4組的采收率比第1組高。

        由圖2和表2可知,第5組封口后再水驅(qū)的的采收率提高最高為17.33%,后續(xù)水驅(qū)的驅(qū)油效率最高為2.066%;同時(shí)封堵率達(dá)到了97.97%。因此,筆者提出的強(qiáng)凝膠+表面活性劑+中強(qiáng)凝膠+弱凝膠+表面活性劑+強(qiáng)凝膠封口調(diào)驅(qū)體系,能達(dá)到油藏穩(wěn)產(chǎn)控水、深部調(diào)剖的目的。

        圖2 聚合物段塞注入量與采收率的關(guān)系圖

        4 現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)用

        2010~2011年在紅山嘴油田紅18井區(qū)克下組 (Tk)0020井組實(shí)施深部調(diào)驅(qū)技術(shù),實(shí)施后井組增產(chǎn)效果明顯 (表4)。共注入調(diào)剖劑6207m3,注入體積0.2PV,調(diào)驅(qū)劑單井日注量45~60m3,注入速度30~60m3/d。統(tǒng)計(jì)實(shí)施的深部調(diào)驅(qū)井,調(diào)驅(qū)井組的日產(chǎn)油由39.2t上升到58.9t,到含水由72.5%降至67.3%,截止到2011年底,已累計(jì)增油1965.4t。

        表4 0020井組調(diào)驅(qū)注水井對(duì)應(yīng)油井增油表

        5 結(jié) 論

        1)由HJ-1制備的強(qiáng)凝膠、中強(qiáng)凝膠和弱凝膠適合深部調(diào)剖。

        2)聚合物和表面活性劑的注入段塞為0.4PV強(qiáng)凝膠+0.2PV表面活性劑+0.3PV中強(qiáng)凝膠+0.3PV的弱凝膠+0.1PV表面活性劑+0.1PV的強(qiáng)凝膠封口時(shí),采收率提高的效果最顯著。

        3)該深部調(diào)驅(qū)方案實(shí)施的效果良好,證實(shí)了其提高原油采收率是可行的,具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

        [1]韓大匡 .深度開發(fā)高含水油田提高采收率問題的探討 [J].石油勘探與開發(fā),1995,22(5):47~55.

        [2]賀亞維,王小罡 .雙河油田深部調(diào)驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用 [J].延安大學(xué)學(xué)報(bào),2010,29(4):80~89.

        [3]顧錫奎,杜芳艷,王小泉 .化學(xué)驅(qū)深部調(diào)驅(qū)技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展 [J].石油化工應(yīng)用,2009,28(3):4~6.

        [4]熊生春,王業(yè)飛,何英,等 .孤島油田聚合物驅(qū)后提高采收率實(shí)驗(yàn)研究 [J].斷塊油氣田,2005,12(3):38~40.

        [5]劉偉,鄭健,唐建信 .深部調(diào)驅(qū)技術(shù)在洲城復(fù)雜斷塊油藏研究中的應(yīng)用 [J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009,36(1):40~44.

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