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        弱凝膠深部調(diào)驅(qū)配套工藝技術(shù)優(yōu)化

        2020-07-10 03:25:28常蓓鋒
        石油研究 2020年3期
        關(guān)鍵詞:成膠

        常蓓鋒

        摘要:XX區(qū)塊自2014年開展實施深部調(diào)驅(qū),累計實施10個井組。隨著深部調(diào)驅(qū)的持續(xù)實施,現(xiàn)場逐漸出現(xiàn)成膠質(zhì)量不穩(wěn)定、配液操作粘損大、注入壓力高導(dǎo)致轉(zhuǎn)注水等問題,影響深部調(diào)驅(qū)的進一步有效實施。因此對配套技術(shù)進行研究與優(yōu)化,通過調(diào)整交聯(lián)劑生成配方、調(diào)整攪拌槳轉(zhuǎn)速、實施注聚井解堵降壓技術(shù),有效解決了現(xiàn)場存在問題。

        關(guān)鍵詞:深部調(diào)驅(qū);成膠;攪拌槳轉(zhuǎn)速;解堵降壓

        1.前言

        XX區(qū)塊該塊自1979年投入開發(fā),1996年進入高含水開發(fā)后期階段。該塊存在以下開發(fā)矛盾:

        (1)儲層非均質(zhì)性嚴重,主體部位層間矛盾突出。一是層間矛盾導(dǎo)致縱向水驅(qū)動用程度差異大:油藏開發(fā)初期油井均大段合采,層間干擾嚴重。統(tǒng)計XX塊各小層吸水量可以看出Ⅲ5以上油組小層動用較差,其儲量約占全斷塊總儲量的58.57%。二是平面主體部位為河口壩復(fù)合體系,非均質(zhì)性相對較弱,但仍存在差異。

        (2)注水低效無效循環(huán)逐步嚴重,存在水流優(yōu)勢通道,注水調(diào)整難見效。通過對歷年來注水井吸水剖面測試資料分析看,河道主流線存在水流優(yōu)勢通道,常規(guī)措施很難實現(xiàn)注水井平面調(diào)驅(qū),注水低效無效循環(huán),注水利用率低。

        (3)目前井距已接近合理井距,油層水淹嚴重,剩余油分布零散。XX塊目前平均井距280m,已接近計算合理井距268m,因此整體加密調(diào)整空間小。根據(jù)調(diào)整井解釋成果和調(diào)補層資料分析以及剩余油分布研究結(jié)果,目前油藏水淹嚴重,剩余油分布零散,調(diào)整挖潛難度大。

        (4)特高含水井多,常規(guī)油井措施效果逐年變差。目前XX塊開井99口,其中綜合含水≥80%的井有87口,占總井的88%,≤80%的井有12口,僅占總井的12%。XX塊投產(chǎn)以來共上措施712井次,有效643井次,有效率為68.7%。近兩年措施減少到平均年1-2次。上述措施中側(cè)鉆、補層效果較好,有效率為90.3%;堵水(223次有效51次)效果較差,有效率僅為22.8%。

        (5)按現(xiàn)方式開發(fā)進一步提高采收率難度大。該塊內(nèi)部油水井間主流線方向水淹嚴重。目前開發(fā)方式下,最終采收率只有36.7%,達不到標定采收率38.5%。

        針對以上存在問題,通過開展人造非均質(zhì)模型及天然油砂填充模型注入不同介質(zhì)提高采收率實驗,進行了微觀驅(qū)油機理研究。不同注入方式驅(qū)替結(jié)果表明深部調(diào)驅(qū)效果最好。2014年起實施弱凝膠深部調(diào)驅(qū)技術(shù),取得良好效果。隨著深部調(diào)驅(qū)的持續(xù)實施,現(xiàn)場逐漸出現(xiàn)一些問題:

        1.1成膠質(zhì)量不穩(wěn)定

        通過對現(xiàn)場配液進行取樣化驗分析,發(fā)現(xiàn)成膠粘度變化較大,主要是夏季成膠率較低。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,1-5月取樣75個,成膠率83%,平均粘度2565mpa·s;6-9月取樣53個,成膠率35%,平均粘度461mpa·s;10-12月取樣65個,成膠率86%,平均粘度2335mpa·s。

        1.2 配液操作粘損大

        現(xiàn)場取樣化驗粘度數(shù)據(jù)普遍低于室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)。通過對比現(xiàn)場配液樣品與室內(nèi)實驗樣品,粘度平均降低23.3%。主要原因是現(xiàn)場配液流程中,聚合物溶解攪拌環(huán)節(jié)對弱凝膠有機械剪切作用。

        1.3注入壓力高導(dǎo)致轉(zhuǎn)注水

        隨著深部調(diào)驅(qū)的持續(xù)實施,各注聚井的注入壓力出現(xiàn)不同程度的升高,注入壓力平均上升10.8 Mpa。部分注入井的弱凝膠在近井地帶成膠,造成地層堵塞,注入壓力過高導(dǎo)致轉(zhuǎn)注水或停注。

        2.配套技術(shù)優(yōu)化

        針對以上存在問題,從成膠保障技術(shù)優(yōu)化、降低配液操作粘損、注聚井解堵降壓三方面開展深部調(diào)驅(qū)配套技術(shù)研究與優(yōu)化,確保實施效果。

        2.1 成膠保障技術(shù)優(yōu)化

        水質(zhì)是影響弱凝膠溶液成膠的關(guān)鍵因素,對現(xiàn)場水質(zhì)進行化驗,化驗數(shù)據(jù)表明硫酸鹽還原菌、溶解氧指標均超過調(diào)驅(qū)配液用水水質(zhì)標準,其中夏季細菌繁殖活躍,平均值為2.6×103個/ml,是造成成膠質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因。

        為消除細菌對成膠的影響,對酚醛樹脂交聯(lián)劑生產(chǎn)配方調(diào)整優(yōu)化。酚醛樹脂交聯(lián)劑為苯酚和甲醛以l:3的摩爾比投料,采用堿催化合成工藝,在50℃-90℃ 溫度下反應(yīng)得到的產(chǎn)物。

        研究數(shù)據(jù)表明甲醛是一種殺菌劑,能有效消除水中的硫酸鹽還原菌,對保證聚合物溶液的穩(wěn)定性有顯著作用。因此對酚醛樹脂交聯(lián)劑生產(chǎn)工藝進行調(diào)整優(yōu)化:增大甲醛投料量,確保苯酚完全反應(yīng)無殘留,反應(yīng)產(chǎn)物中含甲醛1%。

        2.2 降低配液操作粘損

        聚合物在攪拌過程中的降解與攪拌器的形狀和轉(zhuǎn)速有關(guān)。目前現(xiàn)場使用的是槳式攪拌器,符合調(diào)驅(qū)現(xiàn)場使用要求。因此對攪拌槳轉(zhuǎn)速進行研究與優(yōu)化。

        實驗數(shù)據(jù)表明,當攪拌槳轉(zhuǎn)速為30r/min時,攪拌槳對弱凝膠的剪切最小。當轉(zhuǎn)速超過30r/min時,剪切越來越大。而當轉(zhuǎn)速小于28r/min時,對聚合物攪拌溶解效果較差,導(dǎo)致配制的弱凝膠不均勻,弱凝膠平均粘度低。因此優(yōu)選攪拌槳轉(zhuǎn)速為30/min。

        2.3 注聚井解堵降壓

        為有效解除井筒及近井地帶的弱凝膠堵塞情況,通過研究,酸液可以對弱凝膠進行降解,主要機理如下:

        (1)酸性條件下,水與質(zhì)子化的酰氨羰基發(fā)生親核加成,之后消去氨(NH3),丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元水解為丙烯酸結(jié)構(gòu)單元;

        (2)聚丙烯酰胺的酸性水解表現(xiàn)出顯著的臨基催化效應(yīng),即水解后生成的羧基對臨位酰氨基的水解產(chǎn)生加速作用;

        (3)聚丙烯酰胺酸性水解時,除水解生成羧基外,還易發(fā)生酰亞胺化反應(yīng)。

        同時,聚合物分子鏈與氧化劑接觸后,酰胺基易被氧化水解,造成分子鏈斷裂,聚合物溶液粘度降低。

        因此開展室內(nèi)實驗,在已成膠的樣品中加入不同濃度鹽酸和氧化劑,測定不同反應(yīng)時間下的溶液粘度。實驗數(shù)據(jù)表明鹽酸和氧化劑能有效降解聚合物,因此可使用酸液和氧化劑解除注入井的聚合物堵塞情況,降低注入壓力。通過實驗優(yōu)選配方濃度為4%+6%。

        3.現(xiàn)場應(yīng)用情況

        深部調(diào)驅(qū)配套工藝技術(shù)優(yōu)化在各井均應(yīng)用實施,實施后取得了明顯效果:

        (1)通過調(diào)整酚醛樹脂交聯(lián)劑生產(chǎn)配方,平均成膠粘度由260 mpa·s提高到2446 mpa·s,成膠率由15%提高到83%;

        (2)對各注入井的配液攪拌速度調(diào)整為30r/min,取樣化驗數(shù)據(jù)表明平均成膠粘度由調(diào)整前的2446 mpa·s提高到2838mpa·s;

        (3)實施注聚井解堵降壓3井次,平均壓力下降9.5MPa,取得良好的實施效果。

        4.結(jié)論

        (1)隨著深部調(diào)驅(qū)的持續(xù)實施,存在問題逐漸凸顯。通過對深部調(diào)驅(qū)的配套技術(shù)進行優(yōu)化,有效保障了成膠質(zhì)量,降低配液操作粘度,降低了注入壓力。

        (2)XX塊實施深部調(diào)驅(qū)配套技術(shù)的優(yōu)化與應(yīng)用,為深部調(diào)驅(qū)技術(shù)在中高滲油藏提高水驅(qū)開發(fā)效果提供了技術(shù)保障。

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