楊永輝

(中石油大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠，黑龍江 大慶 163514)

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PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑室內(nèi)評(píng)價(jià)及應(yīng)用

楊永輝

(中石油大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠，黑龍江 大慶 163514)

[摘要]從藥劑組成、藥劑成膠及調(diào)剖機(jī)理等方面對(duì)PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑的性能及特點(diǎn)進(jìn)行了分析，通過(guò)優(yōu)選調(diào)剖藥劑配方，并進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，該調(diào)剖劑對(duì)注入清水和地層條件有較好適應(yīng)性，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)配方調(diào)節(jié)成膠時(shí)間、黏度。國(guó)內(nèi)某高含水油田實(shí)際堵水調(diào)剖結(jié)果表明，區(qū)塊整體受效，平均單井日產(chǎn)油由0.4t上升到1.3t，含水下降7.4%，提高采收率0.81%。

[關(guān)鍵詞]堵水調(diào)剖劑；高含水；室內(nèi)評(píng)價(jià)；配方優(yōu)選；堵水率

目前，國(guó)內(nèi)大部分油田開(kāi)發(fā)已進(jìn)入高含水期，主力油層水淹嚴(yán)重，盡管經(jīng)過(guò)加密與注采系統(tǒng)調(diào)整，開(kāi)發(fā)效果有所改善，但綜合含水不斷上升，低效及無(wú)效注水循環(huán)矛盾突出，加密后如何進(jìn)一步提高采收率，是亟需研究解決的問(wèn)題。實(shí)際應(yīng)用中，往往通過(guò)堵水調(diào)剖來(lái)降低含水量，緩解層間和層內(nèi)矛盾，以期達(dá)到控水穩(wěn)油的目的，但目前研制應(yīng)用的堵水調(diào)剖劑種類多樣，大多針對(duì)中低含水期，對(duì)于中低滲透油田，進(jìn)入高含水期后，往往適應(yīng)性較差，不能滿足低滲透的要求，并且受地層酸堿性和黏度等條件的影響，實(shí)際應(yīng)用中未能取得理想的效果。為此，筆者從PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑性能及特點(diǎn)分析出發(fā)，對(duì)其調(diào)剖藥劑配方進(jìn)行優(yōu)選，并在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)性能評(píng)價(jià)，最后應(yīng)用在國(guó)內(nèi)某油田的堵水調(diào)剖中。

1PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑性能及機(jī)理

1.1藥劑組成及性能參數(shù)

PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑屬于酚醛樹(shù)脂交聯(lián)的調(diào)剖劑，由陰離子型高分子聚合物(分子量(1300～2000)×104)、有機(jī)樹(shù)脂型交聯(lián)劑、調(diào)節(jié)劑和增強(qiáng)劑組成，配制成聚合物溶液，在45～100℃溫度下候凝15～40d，形成黏度1000～30000mPa·s的凝膠體[1，2]。

該調(diào)剖劑主要性能參數(shù)如下：基液性狀為黏度50～100mPa·s的均一穩(wěn)定的聚合物溶液；基液pH值7～9；調(diào)剖劑初凝時(shí)間1～20d、終凝時(shí)間15～40d；凝膠黏度1000～30000mPa·s；凝膠體在45℃、pH值≥14堿液和1%鹽酸浸泡30d性狀強(qiáng)度均無(wú)變化[3，4]；凝膠具流動(dòng)性，在地層中移動(dòng)堵塞，持久發(fā)揮作用，隨注入水的流向調(diào)整堵塞方向；可通過(guò)改變主劑、交聯(lián)劑、調(diào)節(jié)劑和增強(qiáng)劑的組成，形成不同強(qiáng)度的凝膠；該調(diào)剖劑具有黏附性強(qiáng)，彈性好，耐剪切、耐降解，不易碎，無(wú)固定形狀，具有黏稠液體～黏彈體狀態(tài)、柔韌性好、高變形性等優(yōu)點(diǎn)。

1.2藥劑成膠及調(diào)剖機(jī)理

交聯(lián)劑、調(diào)節(jié)劑和增強(qiáng)劑與聚合物分子鏈上的酰胺基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成致密空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中聚合物分子結(jié)構(gòu)中具梳型抗鹽抗溫結(jié)構(gòu)，成膠后的穩(wěn)定性強(qiáng)。調(diào)整凝膠中成分或比例，可有效地控制凝膠時(shí)間及強(qiáng)度，以適應(yīng)于不同地質(zhì)條件的儲(chǔ)層，達(dá)到深部堵水、調(diào)剖的目的。調(diào)剖劑基液以低黏度似牛頓流體狀態(tài)注入地層，初期優(yōu)先進(jìn)入并充填在水驅(qū)主流通道，在注入大劑量的調(diào)剖劑后，利用其延遲交聯(lián)性能，前緣段塞進(jìn)入地層深部發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，轉(zhuǎn)相形成黏度更大的交聯(lián)凝膠體系，沿程封堵部分高滲透通道。地層深部的調(diào)剖劑前移驅(qū)替速度降低，側(cè)向及縱向的驅(qū)替充填范圍擴(kuò)大，產(chǎn)生調(diào)剖劑液流轉(zhuǎn)向效應(yīng)，在繼續(xù)運(yùn)移過(guò)程中產(chǎn)生新的堵塞，達(dá)到擴(kuò)大充填體積或波及體積的作用。

2調(diào)剖藥劑配方優(yōu)選

2.1調(diào)剖劑用聚合物分子量?jī)?yōu)選

按照石油行業(yè)滲透率的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SYT 6285-1997 油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法)，碎屑巖可依據(jù)滲透率的大小分為7個(gè)級(jí)別[5]，對(duì)某油田100個(gè)樣品的物性和壓汞法毛細(xì)管壓力分析，進(jìn)行了油層孔隙半徑中值統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示其孔隙度半徑中值與滲透率值相關(guān)性較好(見(jiàn)圖1)。

統(tǒng)計(jì)該油田水淹層滲透率值平均為110.5mD，根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)建立的滲透率與分子量、濃度關(guān)系(見(jiàn)圖2)，對(duì)應(yīng)選擇聚合物分子量1300×104，濃度1500mg/L。

圖1　試驗(yàn)區(qū)滲透率與孔隙半徑中值關(guān)系　　　　　　　　圖2　試驗(yàn)區(qū)滲透率與聚合物分子量、濃度關(guān)系

2.2交聯(lián)劑、增強(qiáng)劑和調(diào)節(jié)劑用量?jī)?yōu)選

PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑的主要組成為聚丙烯酰胺、交聯(lián)劑、增強(qiáng)劑和調(diào)節(jié)劑，根據(jù)交聯(lián)劑、增強(qiáng)劑濃度與成膠強(qiáng)度關(guān)系圖(見(jiàn)圖3、圖4)可以看出，交聯(lián)劑濃度小于3500mg/L、增強(qiáng)劑濃度小于1000mg/L時(shí)，隨著濃度增大成膠黏度變大；當(dāng)交聯(lián)劑和增強(qiáng)劑濃度分別大于3500mg/L和1000mg/L時(shí)成膠黏度趨于穩(wěn)定，變化明顯減緩。

圖3　交聯(lián)劑濃度與成膠黏度關(guān)系圖　　　　　　　　　　　　圖4　增強(qiáng)劑濃度與成膠黏度關(guān)系圖

調(diào)節(jié)劑用于調(diào)節(jié)成膠時(shí)間，濃度增加幅度過(guò)大時(shí)成膠時(shí)間變化不大，調(diào)節(jié)劑加量使用范圍控制在300～500mg/L (見(jiàn)表1)。

2.3成膠黏度評(píng)價(jià)結(jié)果

表1　調(diào)節(jié)劑與凝膠黏度關(guān)系表

經(jīng)過(guò)優(yōu)選，選擇的配方是1500mg/L聚合物+3500mg/L交聯(lián)劑+1000mg/L增強(qiáng)劑+500mg/L調(diào)節(jié)劑。

3室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)

調(diào)剖劑室內(nèi)試驗(yàn)用巖心為人造均質(zhì)巖心，尺寸為30cm×4.5cm×4.5cm，空氣滲透率214mD，孔隙體積154.45cm3，試驗(yàn)溫度為62℃，恒流泵注入速度為0.6ml/min，試驗(yàn)用水為試驗(yàn)區(qū)清水，總礦化度為668mg/L，pH值為6.7，鈣鎂離子濃度67.39g/L，鉀鈉離子濃度109mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)屬于正常清水指標(biāo)范圍。

3.1理化性能指標(biāo)評(píng)價(jià)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)Q/QLC0005-2012，對(duì)PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑進(jìn)行了理化性能指標(biāo)檢測(cè)(見(jiàn)表2)。檢測(cè)結(jié)果表明，該藥劑成膠時(shí)間15d，成膠黏度達(dá)到10000mPa·s以上。

表2　PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑理化性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

3.2穩(wěn)定性試驗(yàn)

表3　PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

將配制的調(diào)剖劑溶液放置62℃恒溫箱中，檢測(cè)其穩(wěn)定性,結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑在62℃放置120 d仍保持較高的成膠黏度。

3.3封堵率試驗(yàn)

試驗(yàn)用巖心為人造均質(zhì)巖心，用試驗(yàn)區(qū)清水測(cè)出均質(zhì)巖心的水相滲透率，然后注入0.2PV的PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑，候凝21d后注入試驗(yàn)區(qū)清水測(cè)水相滲透率。計(jì)算得到PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑的封堵率為94.4%。

4應(yīng)用

國(guó)內(nèi)某油田整體屬于中低滲透油田，以三角洲平原和三角洲前緣沉積為主，其中三角洲平原分流河道砂是主要的儲(chǔ)層段，且儲(chǔ)層品質(zhì)相對(duì)較好。到目前為止，該油田已開(kāi)發(fā)近30a，綜合含水達(dá)到97.1%，采出程度僅21.2%。從密閉取心井資料看，厚油層內(nèi)部水淹不均衡，剩余可采儲(chǔ)量較大。這部分儲(chǔ)量靠常規(guī)注水調(diào)整效果不明顯，有必要開(kāi)展深度調(diào)剖技術(shù)研究及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，挖掘剩余油潛力。為此，選擇該油田的7口井，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)區(qū)水淹層進(jìn)行分析，其平均滲透率為110.5mD，相應(yīng)選擇調(diào)剖藥劑配方。利用PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑進(jìn)行試驗(yàn)，于2014年1月開(kāi)始至7月上旬完成對(duì)7口試驗(yàn)井的調(diào)剖注入，累積注入調(diào)剖液43962m3(0.03PV)，平均單井注入調(diào)剖液6280m3，調(diào)剖劑40.8t。與注水相比，調(diào)剖過(guò)程中單井注入壓力上升0.5～5.0MPa，平均單井注入壓力由8.7MPa上升至11.3MPa。試驗(yàn)區(qū)在調(diào)剖過(guò)程中陸續(xù)受效，2014年4月平均單井日產(chǎn)油由0.4t上升到目前的1.3t，含水由97.4%下降到90.0%。到2015年12月已累積增油7010t，提高采收率0.81%。

5結(jié)論

1)PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑對(duì)油田注入清水和地層條件有較好適應(yīng)性，在地層條件下形成的凝膠具有黏附性強(qiáng)、彈性好、耐剪切、耐降解等優(yōu)點(diǎn)，其堵水封堵率大于94%。

2)PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑能夠較好適應(yīng)中低滲透儲(chǔ)層的調(diào)剖，并且能夠有效調(diào)整成膠時(shí)間和黏度。

3)中低滲透儲(chǔ)層在開(kāi)發(fā)到一定階段后，面臨綜合含水高、采出程度低的問(wèn)題，通過(guò)深度調(diào)剖能夠有效改善開(kāi)發(fā)效果。

[參考文獻(xiàn)]

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[3] 史贊絨，鐵成軍，鄧晗，等.區(qū)塊整體調(diào)剖優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件研制及應(yīng)用[J].中國(guó)石油和化工，2014 (10)：45～47.

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[編輯]辛長(zhǎng)靜

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)10-0030-03

[中圖分類號(hào)]TE358.3

[作者簡(jiǎn)介]楊永輝(1978-)，女，工程師，現(xiàn)主要從事油藏評(píng)價(jià)方面的研究工作；E-mail： yangyonghui@petrochina.com.cn。

[基金項(xiàng)目]大慶油田原油4000萬(wàn)噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)重大科技專項(xiàng)(2011CZB-007)。

[收稿日期]2015-12-20

[引著格式]楊永輝.PR-PC/QLC-I堵水調(diào)剖劑室內(nèi)評(píng)價(jià)及應(yīng)用[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2016,13(10)：30～32，51.