張相春，張軍輝，宋志學(xué)，陳 平，王成勝

（中海油能源發(fā)展鉆采工程研究院，天津 300452）

綏中36-1油田泡沫凝膠調(diào)驅(qū)體系研究與性能評價

張相春，張軍輝，宋志學(xué)，陳 平，王成勝

（中海油能源發(fā)展鉆采工程研究院，天津 300452）

主要針對綏中36-1海上油田強(qiáng)非均質(zhì)性和大孔道稠油油藏提高采收率的需求，開展了自生氣泡沫凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)研究。通過waring-blender攪拌法測定熱泡沫凝膠體系各組分對起泡和穩(wěn)泡性能的影響，進(jìn)行抗鹽、抗鈣鎂、耐溫性能評價，確定了泡沫凝膠體系配方，即0.3%起泡劑+0.05%交聯(lián)體系+3000 mg/L聚丙烯酰胺+5%生氣體系+0.1%穩(wěn)定劑，并進(jìn)行了封堵、驅(qū)油、可解性能評價實驗，實驗結(jié)果表明，該體系在SZ36-1油田油藏條件下封堵率大于90%，驅(qū)油效率比水驅(qū)提高25%以上，體系可解率大于95%。

泡沫凝膠；綏中36-1油田；性能評價；驅(qū)油效率

綏中36－1油田是1987年由渤海石油公司發(fā)現(xiàn)的第一個儲量上億噸的大油田，位于渤海遼東灣海域，遼東灣拗陷遼西低凸起的中段，構(gòu)造形態(tài)是一個北東走向的斷裂背斜，層狀稠油油藏，主力開發(fā)層系為東營組下段的Ⅰ、Ⅱ油組。但是由于平面和縱向上物性的差異，使得層間、層內(nèi)矛盾突出，注入水突進(jìn)嚴(yán)重。為了更好的開發(fā)綏中36-1油田，提高注水開發(fā)效果，同時針對海上油田平臺空間有限的問題，本文研制了一種自生氣泡沫凝膠調(diào)驅(qū)體系，并對其性能進(jìn)行了評價，該體系具有用液量少、效率高、有一定彈性、機(jī)械強(qiáng)度好、濾失量少及對地層傷害小等特點(diǎn)[1-2]。

1 配方體系研制

1.1 自生氣體系優(yōu)選

本文通過對生氣量和生氣效率的測試對3種自生氣體系進(jìn)行評價，結(jié)果表明（見圖1），SQ-3的生氣效率和生氣量最高，且SQ-3為單液體系，施工工藝簡單。隨著自生氣體系濃度的增加生氣量和氣液比上升較快（見圖2），考慮到反應(yīng)控制以及深部運(yùn)移封堵，選取體系濃度為5%。

1.2 起泡劑優(yōu)選

通過泡沫綜合值和半析水期，從3種起泡劑中優(yōu)選起泡劑QP-2作為本次實驗的發(fā)泡劑（見圖3），綜合起泡體積、半析水期及油水界面張力，當(dāng)濃度大于0.3%時，起泡體積、半析水期、油水界面張力增幅不大，確定起泡劑濃度為0.3%（圖4、圖5）。

1.3 凝膠體系優(yōu)選

凝膠作為穩(wěn)泡劑需要凝膠具有成膠時間和成膠強(qiáng)度可調(diào)，凝膠強(qiáng)度太高，影響起泡體積，強(qiáng)度太小，泡沫穩(wěn)定性較差[3-4]。

通過對比不同體系成膠時間和強(qiáng)度。優(yōu)選最佳凝膠體系為有機(jī)鉻交聯(lián)體系，通過正交實驗的方法，確定最佳體系配方體系為測定，優(yōu)選不同的體系（見圖6），并對具體配方進(jìn)行優(yōu)化（見圖7），確定體系配方為3000 mg/L聚丙烯酰胺+0.05%交聯(lián)體系+0.15%熱穩(wěn)定劑。

2 泡沫凝膠體系性能評價

2.1 流變性

同時對泡沫凝膠體系進(jìn)行了流變性能的測試，從圖9可以看出，泡沫凝膠體系轉(zhuǎn)相點(diǎn)明顯高于凝膠體系的轉(zhuǎn)相點(diǎn)，體現(xiàn)了泡沫凝膠體系具有很寬的成膠范圍，成膠性能更穩(wěn)定；泡沫凝膠的粘性和彈性模量也較凝膠體系高，說明研發(fā)的泡沫凝膠體系具有調(diào)和驅(qū)的雙重功效，能夠較好的進(jìn)入地層深部封堵高滲條帶，改善注水開發(fā)效果[6]。

2.2 封堵能力評價

通過3組非均質(zhì)模型的實驗來考察泡沫凝膠體系的液流轉(zhuǎn)向能力。實驗結(jié)果表明（見表1），模擬綏中36-1油田不同高中低滲透率比的模型通過體系注入后的，滲透率比均減小。對高滲層的封堵率達(dá)到95%以上。

表1 非均質(zhì)模型實驗數(shù)據(jù)表Table 1 Heterogenrous model of experimental data

表2 不同體系驅(qū)油實驗對比表Table 2 Flooding experimental comparison of different systems

2.3 驅(qū)油性能評價

表3 單管均質(zhì)模型解堵實驗數(shù)據(jù)表Table 3 Homogeneous model of a single tube plugging the experimental data

通過對比泡沫、凝膠體系、泡沫凝膠體系的驅(qū)油效率（見表2），泡沫凝膠驅(qū)油效率，比單一的凝膠體系和泡沫體系都高，在水驅(qū)的基礎(chǔ)上提高25%以上，比弱凝膠提高8.8%，比泡沫提高12.9%。

3.4 可解性能評價

針對體系在調(diào)驅(qū)過程中對非目的層污染的問題，提出了相應(yīng)的治理措施，采用HRS解堵體系，對泡沫凝膠體系封堵后的巖心進(jìn)行解堵實驗，平均巖心恢復(fù)率均達(dá)到95%以上，說明泡沫凝膠體系具有較好的可解性。

4 結(jié)論

（1）通過體系不同組成部分優(yōu)選，研制的泡沫凝膠體系配方為：0.3%起泡劑+0.05%交聯(lián)劑+3000 mg/L HPAM+0.1%熱穩(wěn)定劑+5%自生氣體系；

（2）研制的體系在SZ36-1油藏溫度下具有很好的穩(wěn)定性，通過流變性能的測試，泡沫凝膠體系比凝膠體系具有更寬的成膠范圍，體系粘彈性更好，更有利于發(fā)揮泡沫凝膠體系的調(diào)和驅(qū)的雙重作用；

（3）研制的泡沫凝膠體系對不同滲透率的水相巖心封堵率達(dá)到90%以上，驅(qū)油效率在水驅(qū)的基礎(chǔ)上提高25%以上，比單純的凝膠體系高出，比單純泡沫體系高出，同時體系可解率達(dá)到95%以上，能夠?qū)崿F(xiàn)“注得進(jìn)，堵得住，解得開”的特點(diǎn)。

[1] 尚志國，蘇國，董玉杰.泡沫凝膠選擇性堵水劑的研制與應(yīng)用[J] .鉆采工藝，2000，23（1）:70－71.

[2] 戴彩麗，趙福麟，焦翠.凍膠泡沫在火燒山裂縫性油藏油井堵水中的應(yīng)用[J] .石油天然氣學(xué)報，2007，29（1）:129－132.

[3] Matthew J M.Permeability of foamed gel barriers used for physicalcontrolofsubterranean fluid movement[J] .Dissertation Abstract International，1995，56（1）:382.

[4] Asghari K，Taabbodi L，Dong M.A new gel－foam system for water shut off purposes in wormhole reservoirs[R] .SPE 97765，2005.

[5] 吳文剛，熊穎，王君，等.自生氣發(fā)泡液體系研究與應(yīng)用[J] .油田化學(xué)，2007，24（2）:106－108，116.

[6] Matthew J M，F(xiàn)ogler H S.A mechanistic investigation of water di-version using foamed gel [J] .SPE Production Facility，1995，10（1）:62－69.

Performance evaluation and study of flooding control of foam gel in SZ36-1 oilfield

ZHANG Xiangchun，ZHANG Junhui，SONG Zhixue，CHEN Ping，WANG Chengsheng
（CNOOC Energy Technology&Service-Oilfield Engineering Research Institute，Tianjin 300452，China）

This article mainly aims at the SZ36-1 offshore oil field,this field is a strong heterogeneity and high capacity channel heavy oil reservoir which needs enhancing oil recovery.So this article launched a authigenic gas foam gel flooding technology research.Through the waring-blender mixing method,we determined the impact on the foaming and foam stabilization performance;carried out performance evaluation of anti-salt,calcium and magnesium resistance,heat resistance;determined the formulations of foam gel,i.e.0.3%foam agent+0.05%cross lingking agent+3000 mg/L polyacrylamide+5%bloeing agent+0.1%stabilizer.And we did the experiment of plugging,flooding,solvable performance evaluation.The results show that,in SZ36-1 oil field reservoir conditions,blocking ratio of the system is greater than 90%;the efficiency of oil displacement is increased more than 25%,compared with water flooding;the system solvable rate is more than 95%.

form gel；SZ36-1oilfield；performance evaluation；oil displacement efficiency

TE357.46

A

1673-5285（2012）04-0009-04

2012－02-12

國家科技重大專項，項目編號：2008ZX05024-004-011。

張相春（1982-），碩士，中海油能源發(fā)展鉆采工程研究院，工程師，現(xiàn)主要從事提高采收率方面的研究工作，郵箱：zhangxch11@cnooc.com.cn。