王蘭，王健，方位 （油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室 （西南石油大學），四川 成都610500）

馬超 （中石油吉林油田分公司新民采油廠，吉林 松原131500）

蔣婧 （中石化天津液化天然氣有限責任公司，天津300457）

大量的國內(nèi)外研究和現(xiàn)場應用實踐表明［1～4］，對于低滲透裂縫性油藏，可采用 “預交聯(lián)顆粒＋聚合物凝膠＋孔喉尺度微球”復合深部調(diào)驅(qū)技術(shù)。預交聯(lián)顆粒能夠吸水膨脹［5～7］，通過不同粒徑組合，有效封堵大裂縫和出水大孔道，使注入水發(fā)生流向改變，顯著提高波及效率；聚合物凝膠強度適中，能夠發(fā)揮深部流體改向和流度控制作用，改善流度比，有效調(diào)整平面矛盾［6］；納米微球具有黏彈性，在油藏孔喉中具有封堵、變形、運移、再封堵的特性，可實現(xiàn)從水井到油井的全過程調(diào)驅(qū)驅(qū)油［8，9］。

紅崗油田高臺子油藏頂面構(gòu)造形態(tài)為一近南北走向的長軸背斜構(gòu)造，軸向北北東向 （NE15°）。高臺子油藏頂面構(gòu)造斷層不發(fā)育，其西側(cè)發(fā)育的紅崗逆斷層。儲層平均滲透率45mD，平均孔隙度18．60%，孔隙半徑2．25μm，屬低滲透裂縫性油藏。為此，筆者通過篩選凝膠配方并對復合調(diào)剖體系的工藝參數(shù)進行室內(nèi)試驗研究，優(yōu)選出適合調(diào)剖高臺子低滲裂縫型油藏的復合體系。

1 試驗儀器與藥品

1．1 儀器

旋轉(zhuǎn)黏度儀Brookfield Synchro－Lectric Digital Viscometer（美國制造）；電熱鼓風恒溫干燥箱 （CS1013型，重慶試驗設(shè)備廠制造）；精密天平Sartorius（德國制造）；調(diào)速攪拌器 （S7401－Ⅱ型電動攪拌器）；磨口燒瓶、燒杯、滴管、玻璃棒、移液管、量筒、磁力攪拌器等。

1．2 藥品

預交聯(lián)顆粒SD－410系列 （粒徑0．5～1mm 與1～3mm 的顆粒以1∶1混合使用）；弱凝膠；孔喉尺度微球DS－320 （微米級）。

2 弱凝膠配方篩選

2．1 主劑HPAM 濃度篩選

保持交聯(lián)劑C、調(diào)節(jié)劑TJ、除氧劑LN 濃度各為100mg／L 不變，試驗溫度65℃，調(diào)節(jié)聚合物濃度，觀察聚合物濃度對凝膠體系成膠性能的影響，結(jié)果見表1。由表1可以看出，該體系成膠時間長，強度適合。當聚合物HPAM 濃度在1000～1400mg／L 時，成膠時間可調(diào)，且穩(wěn)定性能好，不易脫水。結(jié)合實際條件和要求，選取聚合物HPAM 濃度為1000mg／L。

表1 聚合物濃度對體系成膠性能的影響

2．2 交聯(lián)劑C濃度篩選

保持聚合物濃度為1000mg／L、調(diào)節(jié)劑TJ濃度為100mg／L和除氧劑LN 濃度為100mg／L。交聯(lián)劑C濃度對體系成膠性能的影響見表2。由表2可以看出，交聯(lián)劑C濃度越高，成膠時間越快，但是容易脫水，穩(wěn)定性能變差。濃度在100～120mg／L時，成膠時間可調(diào)，穩(wěn)定性能好，強度合適。結(jié)合實際情況，選擇交聯(lián)劑C濃度為100mg／L。

表2 交聯(lián)劑C濃度對凝膠性能的影響

2．3 調(diào)節(jié)劑TJ濃度篩選

保持聚合物HPAM 濃度為1000mg／L、除氧劑LN 濃度為100mg／L 和交聯(lián)劑C 濃度為100mg／L。調(diào)節(jié)劑TJ濃度對凝膠的影響見表3。與交聯(lián)劑C對比，調(diào)節(jié)劑TJ對 （初始）成膠時間的促進作用影響很大，但隨著調(diào)節(jié)劑TJ濃度增加，凝膠成膠強度變大的同時，穩(wěn)定性也變差。綜上，選擇調(diào)節(jié)劑TJ濃度為100mg／L。

表3 調(diào)節(jié)劑TJ濃度對凝膠性能的影響

2．4 除氧劑LN 濃度篩選

保持聚合物HPAM 濃度1000mg／L、交聯(lián)劑C濃度100mg／L 和調(diào)節(jié)劑濃度100mg／L。調(diào)整除氧劑LN 濃度分別為0、50、100、150 和200mg／L，配置不同的小樣放置于65℃的恒溫箱中，成膠情況見表4。

未加入除氧劑時，成膠強度雖然能符合調(diào)驅(qū)需要，但穩(wěn)定性較差。當除氧劑硫脲濃度為100mg／L時，體系成膠強度高，形成的凝膠體系穩(wěn)定性好。當除氧劑濃度大于100mg／L時，成膠強度和穩(wěn)定性變化不大。因此，從經(jīng)濟的角度考慮選擇除氧劑濃度為100mg／L。

綜合以上配方優(yōu)選試驗，可以得出調(diào)驅(qū)體系的優(yōu)化配方為：聚合物HPAM 濃度1000mg／L＋交聯(lián)劑C 濃度100mg／L＋調(diào)節(jié)劑TJ 濃度100mg／L＋除氧劑LN 濃度100mg／L，在65℃條件下，初始黏度為46．5mPa·s，54h成膠 （見圖1），90d后未水解，穩(wěn)定性較好。

表4 除氧劑LN 濃度對凝膠性能的影響

3 注入方式對調(diào)剖效果影響研究

按“顆粒＋凝膠＋微球”組合順序，進行雙管巖心流動試驗，測其剖面改善率及提高采收率，結(jié)果見表5。

圖1 凝膠成膠實物圖

表5 顆粒＋凝膠＋微球吸水剖面改善率及提高采收率測定

按“凝膠＋顆粒＋微球”組合順序，進行雙管巖心流動試驗，測其剖面改善率及提高采收率，結(jié)果見表6。

表6 凝膠＋顆粒＋微球吸水剖面改善率及提高采收率測定

由表5、表6數(shù)據(jù)可以看出，先注入預交聯(lián)顆粒和先注入凝膠2種注入方式的采收率不同。在段塞尺寸相同的情況下，由總提高采收率對比可知先注入預交聯(lián)顆粒的注入方式比先注入弱凝膠的注入方式效果更好，其主要原因是將顆粒作為第1段塞，能夠首先封堵大孔道，減少后續(xù)注入凝膠的漏失。

因此，注入方式選擇為 “顆粒＋凝膠＋微球”。

4 段塞尺寸對調(diào)剖效果影響研究

4．1 顆粒＋不同段塞凝膠組合驅(qū)油試驗

試驗采用的預交聯(lián)顆粒為1＃顆粒和2＃顆粒按1∶1組合，注入量固定為0．05PV。凝膠注入量分別為0．1、0．2和0．3PV，預交聯(lián)顆粒與凝膠段塞尺寸對調(diào)驅(qū)效果的影響規(guī)律見表7。試驗結(jié)果表明，若單獨注入預交聯(lián)顆粒，提高采收率幅度較小，為5．46%，調(diào)驅(qū)效果不明顯。隨著凝膠注入段塞尺寸的增加，提高采收率幅度增加，調(diào)驅(qū)效果漸趨明顯。當注入段塞尺寸增加到0．1PV 時，提高采收率增加幅度為1．75%；從0．1PV 增加到0．2PV 時，提高采收率幅度又增加4．86%；從0．2PV 增加到0．3PV 時，提高采收率幅度增加0．83%，此時提高采收率與剖面改善程度已經(jīng)明顯減小。根據(jù)調(diào)驅(qū)效果和經(jīng)濟等因素綜合考量，選取預交聯(lián)顆粒注入段塞尺寸為0．05PV，凝膠注入段塞尺寸為0．2PV。

表7 顆粒＋凝膠注入段塞尺寸對調(diào)驅(qū)效果的影響

4．2 顆粒＋凝膠＋不同段塞微球組合驅(qū)油試驗

首先注入0．05PV 的預交聯(lián)顆粒，再注入0．2PV 凝膠體系，然后分別注入0．1、0．3和0．5PV 濃度為2000mg／L的孔喉尺度微球，最后進行連續(xù)后續(xù)水驅(qū)至不出油，計算最終采收率，結(jié)果如表8 所示。表8 結(jié)果表明，注入0．05PV預交聯(lián)顆粒和0．2PV 的凝膠后，再注入一定量的孔喉尺度微球，調(diào)驅(qū)效果進一步改善，采收率幅度提高；當注入0．3PV 微球時，調(diào)驅(qū)效果提高幅度最大。因此，選擇孔喉尺度微球注入段塞為0．3PV。

綜上，復合調(diào)驅(qū)體系組成為0．05PV 預交聯(lián)顆粒、0．2PV 凝膠和0．3PV 微球，段塞總尺寸為0．55PV。

表8 凝膠／不同段賽微球組合驅(qū)油試驗結(jié)果

5 復合體系室內(nèi)評價試驗

5．1 抗剪切性評價

通過2組并聯(lián)管巖心流動試驗，將填砂管飽和水之后，注入將復合調(diào)驅(qū)劑，最后進行后續(xù)水驅(qū)，測定剖面改善率。其中，一組試驗用攪拌器以1500r／min的轉(zhuǎn)速對凝膠進行剪切處理1min，另一組不進行剪切處理。試驗結(jié)果見表9。由表9可以看出，注入未剪切的復合調(diào)驅(qū)劑，提高采收率為13．96%，而注入剪切的復合調(diào)驅(qū)劑，提高采收率為12．28%，仍具有良好的提高采收率的效果。由此可見復合調(diào)驅(qū)體系具有良好的抗剪切性。

表9 剪切對復合調(diào)驅(qū)劑封堵強度的影響

5．2 沖刷穩(wěn)定性評價

采用單管巖心流動試驗，考察復合調(diào)驅(qū)體系的耐沖刷能力。先將飽和了油的填砂管水驅(qū)至含水極限，注入復合調(diào)驅(qū)劑，靜置于65℃烘箱3d；然后進行后續(xù)水驅(qū)，考察后續(xù)水對調(diào)驅(qū)劑的沖刷。試驗用巖心滲透率為863mD。試驗結(jié)果如圖2。

由圖2可以看出，在注水沖刷過程中最高壓力可達到7．945MPa；連續(xù)注水60min后，壓力隨注入體系體積的增加呈現(xiàn)較小的波動，說明復合調(diào)驅(qū)體系的耐沖刷性能良好，能夠滿足油藏調(diào)驅(qū)要求。

6 結(jié)論

1）針對高臺子油藏條件，篩選出凝膠體系配方為：聚合物HPAM 濃度1000mg／L＋交聯(lián)劑C 濃度100mg／L＋調(diào)節(jié)劑TJ濃度100mg／L＋除氧劑LN 濃度100mg／L。

2）通過比較不同的注入方式對剖面改善率和提高采收率的影響，注入方式選擇為 “顆粒＋凝膠＋微球”的注入順序，顆?？梢灶A先封堵大裂縫、大孔道，減少凝膠和微球的漏失，提高凝膠和微球的作用效果。

3）進行了多組雙管巖心試驗，設(shè)計復合調(diào)驅(qū)體系組成為0．05PV 預交聯(lián)顆粒、0．2PV 凝膠和0．3PV 微球，段塞總尺寸為0．55PV，在滲透率分別為2142mD／654mD 的雙管巖心中，采用該復合調(diào)驅(qū)體系，提高采收率達到15．01%。

4）試驗結(jié)果表明注入未剪切的復合調(diào)驅(qū)劑，提高采收率為13．96%，而注入剪切的復合調(diào)驅(qū)劑，提高采收率為12．28%，仍具有良好的提高采收率的效果。由此可見復合調(diào)驅(qū)體系具有良好的抗剪切性。

5）由水驅(qū)沖刷穩(wěn)定性試驗結(jié)果可以看出，復合調(diào)驅(qū)體系的耐沖刷性能良好，復合調(diào)驅(qū)體系能夠滿足油藏調(diào)驅(qū)要求。

圖2 復合調(diào)驅(qū)劑耐沖刷性評價

［1］王俊魁，朱麗俠，俞靜．裂縫性低滲透油藏注水方式的選擇 ［J］．大慶石油地質(zhì)與開發(fā)．2004，23 （4）：84～86．

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