曹榮榮，朱家杰，楊海恩 （低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室 中石油長慶油田分公司油氣工藝技術研究院，陜西西安710018）

寇衛(wèi)偉 （中石油長慶油田分公司第十采油廠，甘肅 慶城745100）

低孔低滲油藏由于其較強的非均質性，使注入水沿高滲透層突進，而長期的強注強采使得已形成的高滲透帶和大孔道向油層深部進一步延伸擴展。因此，僅在近井地帶簡單的調整吸水剖面已無法滿足要求，必須改變深部液流方向從而擴大平面波及體積。目前，預交聯(lián)凝膠顆粒在深部調剖領域應用十分廣泛，預交聯(lián)凝膠顆粒是一種含有強親水基團，且韌性良好的交聯(lián)共聚物。其親水特性使其可以吸收相當于自身重量幾十倍的水［1］，而其三維立體結構使其具有一定的強度且在外力作用下能發(fā)生變形可在地層孔隙中運移，從而達到深部調剖的目的［2］。

1 試驗部分

1.1 試劑及儀器

試驗試劑 丙烯酰胺，N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺，過硫酸銨，氯化鈉，分析純；膨潤土，信陽大業(yè)膨潤土公司提供。

試驗儀器 DF-101S集熱式恒溫磁力加熱攪拌器；CS501型超級恒溫水浴；JA2103N精密電子天平 （精度0．1mg）等。

1.2 試驗方法

1．2．1 預交聯(lián)凝膠顆粒的制備

將丙烯酰胺和膨潤土按一定質量比加入到500mL的燒杯中，加適量的水在低速攪拌下至充分溶解，再依次加入一定質量的N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺、過硫酸銨和添加劑，攪拌均勻，恒溫反應6h后取出，冷卻至室溫，造粒，干燥，粉碎，篩分，形成具有一定彈性和韌性的凝膠顆粒。

1．2．2 膨脹倍數的測定

稱取一定質量的顆粒樣品置于頁巖膨脹儀試樣筒中，振蕩后測得試樣表面高度H0，將試樣筒浸泡于試驗介質中，待所需的膨脹時間后，記錄試樣表面高度Hi，兩次高度的差值與樣品的質量之比即為體積膨脹倍數［3］。

1．2．3 堵水率的測定

采用巖心流動試驗，首先用質量分數為2%的鹽水飽和巖心，浸泡12h后，用鹽水測巖心的水相滲透率K1，然后注入質量分數為0．3%的預交聯(lián)顆粒，將巖心在質量分數為2%的鹽水中浸泡12h，用鹽水測巖心的水相滲透率K2。根據滲透率K1和K2的變化來評價其堵水率。

1．2．4 堵油率的測定

采用巖心流動試驗，首先用質量分數為2%的鹽水飽和巖心，浸泡12h后，用原油測巖心的油相滲透率Ko1，然后注入質量分數為0．3%的預交聯(lián)顆粒，將巖心在質量分數為2%的鹽水中浸泡12h，用原油測巖心的油相滲透率Ko2。根據其滲透率Ko1和Ko2的變化來評價其堵油率。

1．2．5 凝膠顆粒驅油效果的測定

采用平行填砂管裝置，首先用水驅替已飽和原油的巖心，當采出液含水率達到98%左右時，注入質量分數為0．1%的凝膠顆粒溶液0．3PV，然后再進行水驅，水驅至采出液的含水率達98%左右時，計算采收率和填砂管分流量的變化［4］。

2 結果與討論

2.1 溫度和礦化度對預交聯(lián)凝膠顆粒吸水性能的影響

凝膠顆粒主要是利用其吸水膨脹性能達到堵水目的，可通過調節(jié)顆粒粒徑以適合不同地層孔隙喉道的要求。試驗選取質量分數為1%凝膠顆粒，膨脹時間設為2h，試驗溫度分別為30、40、50、60、90℃，凝膠顆粒溶液在不同水型中的膨脹試驗結果如表1所示。

表1 不同溫度和不同礦化度下凝膠顆粒膨脹結果

結果表明，凝膠顆粒膨脹倍數受礦化度影響比較明顯。30℃條件下，礦化度從0增加到2000mg／L時，凝膠顆粒的膨脹倍數由84急劇降低到27，說明膨脹性對礦化度非常敏感。當礦化度增至2×104mg／L時，其膨脹倍數降低到17倍，隨后隨著礦化度的增加其膨脹性變化緩慢。另外，凝膠顆粒的膨脹性能隨溫度的增加而增強，最大膨脹倍數在14～100倍之間。

2.2 預交聯(lián)凝膠顆粒的選擇性堵水能力

凝膠顆粒含有大量親水基團且不溶于水和有機溶劑，其吸水和保水能力比較強，現通過測定4塊巖心堵水率和堵油率的變化來考察凝膠顆粒的選擇性堵水能力，圖1、2為巖心封堵前后水相滲透率和油相滲透率的比較?？梢钥闯觯?塊巖心封堵后其水相滲透率明顯降低，而其油相滲透率變化不大，通過計算得該預交聯(lián)凝膠顆粒對不同的4塊巖心的堵水率均大于90%，而堵油率均低于7%，表明該凝膠顆粒具有較好的選擇性堵水性能。

2.3 預交聯(lián)凝膠顆粒調剖能力

調剖的最終目的是為了提高采收率，通過對2組巖心調剖前后采收率和分流量的變化來考察凝膠顆粒的調剖能力，其結果如表2所示。預交聯(lián)凝膠顆粒在縱向上具有較好的調剖效果［4］，調剖后高滲巖心的分流量分別降低了71%和11%，低滲巖心的分流量分別相應增加了71%和11%，且低滲巖心的采收率有較大的提高。由此可見，該預交聯(lián)凝膠顆粒能顯著地擴大注入水的平面波及體積，提高注入水的波及效率。

圖1 4塊巖心封堵前后水相滲透率的比較

圖2 4塊巖心封堵前后油相滲透率的比較

表2 預交聯(lián)凝膠顆粒調剖能力試驗結果

3 結論

1）預交聯(lián)凝膠顆粒的膨脹性能隨溫度的增加而上升，其膨脹倍數受礦化度影響很大。

2）通過巖心流動試驗測定凝膠顆粒的堵水率超過90%，堵油率低于7%，表明該凝膠顆粒具有較好的選擇性堵水性能。

3）通過平行填砂管試驗測得高滲巖心的分流量降低，低滲巖心的分流量增加，且低滲巖心的采收率有較大的提高，表明該凝膠顆粒具有較好的縱向調剖效果。

［1］魏娟明，馬濤，湯達禎 ．體膨類堵水調剖劑研究現狀 ［J］．應用化工，2009，38（10）：1518～1520．

［2］王煜 ．體膨型堵水劑的合成研究 ［D］．大慶：大慶石油學院，2007．

［3］SY／T 5590—2004，調剖劑性能評價方法 ［S］．

［4］白寶君 ．預交聯(lián)凝膠顆粒深部調驅應用基礎研究 ［D］．北京：中國地質大學 （北京），2001．