摘要：通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究海26調(diào)驅(qū)體系中體膨顆粒的膨脹能力，以及影響其膨脹能力的主要因素。結(jié)果表明，體膨顆粒在水中、在攜帶液中均具有較強(qiáng)的鼓脹能力;體膨顆粒粒徑越小、膨脹能力越強(qiáng);顆粒與水接觸60min內(nèi)，膨脹速度較快，隨后膨脹速度減緩;溫度、PH值和礦化度，對(duì)膨脹能力影響不大，但水中的Ca2+、Mg2+含量越高，膨脹能力越弱;攜帶液的濃度增加，懸浮能力增強(qiáng);注入泵剪切后體膨顆粒變小、攜帶液懸浮能力略有下降。

關(guān)鍵詞：體膨顆粒;吸水能力;吸水膨脹倍數(shù);攜帶液;海26塊

海26塊屬普通稠油注水開(kāi)發(fā)區(qū)塊，儲(chǔ)層較強(qiáng)的非均質(zhì)性，多年的注水沖刷，在油水井間形成水流優(yōu)勢(shì)通道，形成無(wú)效水循環(huán)，依靠常規(guī)注水開(kāi)發(fā)，提高注水波及體積難度較大。

2013年初開(kāi)展轉(zhuǎn)變開(kāi)發(fā)方式技術(shù)攻關(guān)，篩選適合海26塊的調(diào)驅(qū)配方，開(kāi)展弱凝膠深部調(diào)驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，其中前置段塞為復(fù)合凝膠調(diào)驅(qū)體系。所謂復(fù)合凝膠調(diào)驅(qū)體系就是以弱凝膠體系為體膨顆粒攜帶液的調(diào)驅(qū)體系[1]，利用體膨顆粒凝膠封堵能力強(qiáng)的特點(diǎn)，封堵高滲透層，調(diào)整縱向吸水剖面[2]，配方為0.2%聚合物+0.15%有機(jī)鉻交聯(lián)劑組成的弱凝膠體系+0.3%體膨顆粒。

本文將討論調(diào)驅(qū)體系中的體膨顆粒的膨脹性能及弱凝膠體系對(duì)體膨顆粒膨脹性的影響。

1 不同類型體膨顆粒膨脹能力對(duì)比

體膨顆粒膨脹性能評(píng)價(jià)，是對(duì)體膨顆粒進(jìn)行靜態(tài)吸水倍數(shù)和吸水膨脹倍數(shù)評(píng)價(jià)[3、4]。所謂吸水倍數(shù)是指體膨顆粒吸水前后的質(zhì)量之比，吸水倍數(shù)越大，說(shuō)明吸水能力越強(qiáng)，反之越弱;所謂吸水膨脹倍數(shù)是指體膨顆粒吸水前后的體積之比，吸水膨脹倍數(shù)越大，說(shuō)明吸水膨脹能力越強(qiáng)，反之越弱。

在室溫條件下，將14種體膨顆粒置于海26塊注入水中吸水膨脹24h，結(jié)果顯示，TP4、TP5、TP6、HP1～HP4等7種顆粒吸水倍數(shù)大于12.46，吸水膨脹倍數(shù)大于23.47，表明吸水膨脹能力強(qiáng)，膨脹后顆粒手感柔軟且有彈性，注入地層膨脹后，在一定的壓力下，可以變形、蠕動(dòng)、堵塞大孔道。

2 體膨顆粒膨脹效果影響因素分析

影響體膨顆粒膨脹效果的主要因素包括顆粒自身粒徑大小、膨脹時(shí)間長(zhǎng)短、溫度、PH值、礦化度和攜帶液等。

2.1 自身粒徑的影響

將7種顆粒置于海26塊注入水中，在室溫條件下吸水膨脹24h，結(jié)果表明，粒徑不同吸水膨脹能力也不同，粒徑越小，吸水膨脹倍數(shù)越大，水化能力越強(qiáng)。

2.2 膨脹時(shí)間的影響

在室溫條件下，將6種顆粒置于海26塊注入水中，開(kāi)展5min、30min、60min、120min、180min、240min的吸水能力測(cè)定。結(jié)果表明，顆粒與水接觸60min內(nèi)，膨脹速度較快，隨后膨脹速度減緩。同品種顆粒，粒徑小的顆粒，膨脹速度快;粒徑大的顆粒，膨脹速度慢。不同品種顆粒，吸水膨脹速度差異較大，其中HP1膨脹速度最快。

2.3 溫度的影響

在不同溫度下，將6種顆粒置于海26塊注入水中，恒溫放置1h，結(jié)果表明，溫度升高，體膨顆粒的吸水膨脹倍數(shù)呈增大趨勢(shì)， HP1表現(xiàn)更明顯，室溫（18.5℃）時(shí)吸水膨脹倍數(shù)為14.1;55℃時(shí)吸水膨脹倍數(shù)為19.89;80℃時(shí)吸水膨脹倍數(shù)為20.91。隨著溫度升高，吸水膨脹倍數(shù)增加幅度變小。其余5種顆粒在短時(shí)間內(nèi)溫度對(duì)其膨脹能力影響不大。

2.4 pH值的影響

在室溫條件下，將體膨顆粒置于PH值分別為3、5、7、9、11的注入水中吸水膨脹24h。結(jié)果表明，pH值越小，體膨顆粒的膨脹能力越弱;隨著PH值增大，體膨顆粒的膨脹倍數(shù)增加，但增加的幅度不大。

2.5 礦化度的影響

在室溫條件下，將體膨顆粒置于純凈水、清水、注入水和地層水中吸水膨脹24h。結(jié)果表明，吸水膨脹能力受水的總礦化度影響較小，主要與水中Ca2+、Mg2+含量有關(guān)，水中的Ca2+、Mg2+含量越高，體膨顆粒的吸水膨脹能力越弱。

3 攜帶液對(duì)體膨顆粒的影響

攜帶體膨顆粒注入地層的介質(zhì)，最常用的有水、聚合物溶液和弱凝膠體系。用水作為攜帶液，由于水的粘度小，懸浮能力弱，體膨顆粒容易下沉到溶液的底部，影響顆粒的注入[5]。針對(duì)海26塊實(shí)際情況，選擇弱凝膠體系作為體膨顆粒的攜帶液。

3.1 攜帶液濃度的影響

在室溫條件下，用濃度分別為0.05%、0.1%、0.15%的弱凝膠體系與0.5%體膨顆粒配制溶液，靜置24h。結(jié)果表明，體膨顆粒的吸水膨脹倍數(shù)與未加弱凝膠體系時(shí)基本相同，說(shuō)明弱凝膠體系濃度對(duì)體膨顆粒的吸水膨脹性能沒(méi)有明顯的影響。

3.2 攜帶液對(duì)體膨顆粒吸水膨脹速度的影響

體膨顆粒在水中的吸水膨脹倍數(shù)最大;加入弱凝膠體系后，吸水膨脹速度相對(duì)減慢，弱凝膠體系濃度越大，吸水膨脹速度越慢，吸水膨脹倍數(shù)也相對(duì)減小。體膨顆粒吸水膨脹倍數(shù)，與其和攜帶液接觸的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，接觸時(shí)間越長(zhǎng)，吸水膨脹倍數(shù)越大。

3.3 攜帶液對(duì)體膨顆粒的懸浮能力

通過(guò)攪拌或振蕩實(shí)驗(yàn)，使體膨顆粒充分懸浮在攜帶液中，溶液靜止時(shí)，觀察體膨顆粒在攜帶液中懸浮穩(wěn)定的時(shí)間。結(jié)果表明，隨著攜帶液濃度增高，體膨顆粒下降速度減慢，懸浮穩(wěn)定性越好。

3.4 剪切作用的影響

調(diào)驅(qū)體系注入地層過(guò)程中，注入泵的剪切對(duì)弱凝膠體系和膨脹后的體膨顆粒都有一定的影響，剪切后的弱凝膠體系對(duì)體膨顆粒的懸浮能力也有一定的影響。

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)選擇Wrang攪拌器，在轉(zhuǎn)數(shù)為3000rpm下強(qiáng)烈剪切10s。結(jié)果表明，剪切后的體膨顆粒粒徑變小，剪切后的弱凝膠體系粘度降低，對(duì)體膨顆粒的懸浮能力變小。

4 結(jié)論

（1）粒徑越小，吸水膨脹能力越強(qiáng);顆粒與水接觸60 min 內(nèi)，膨脹速度較快，時(shí)間越長(zhǎng)，吸水膨脹能力越強(qiáng)，60 min之后膨脹速度相對(duì)減緩;

（2）溫度升高、pH 值增大時(shí)，體膨顆粒的吸水膨脹倍數(shù)增加，但增加的幅度不大;總礦化度對(duì)體膨顆粒吸水膨脹能力的影響不大，但 Ca 2+ 和 Mg 2+ 的濃度越大，顆粒的吸水膨脹能力越弱;

（3）加入攜帶液后，體膨顆粒的吸水膨脹倍數(shù)變化不大，但吸水膨脹速度減慢，懸浮能力增強(qiáng);隨著攜帶液濃度升高，體膨顆粒吸水膨脹速度下降幅度增大，懸浮能力增強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李之燕;王學(xué)民;陳美華;等.多段塞復(fù)合凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝;2005;27（2）：35-37.

[2] 張宇.體膨顆粒膨脹能力影響因素研究[J].巖性油氣藏;2013;25（4）：111-115.

[3]賀廣慶;李長(zhǎng)春;呂茂森;等.無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合凝膠顆粒調(diào)剖劑的研制及礦場(chǎng)應(yīng)用[J].油田化學(xué);2006;23（4）：334-336.

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[5]唐孝芬;劉玉章;楊立民;等. 緩膨高強(qiáng)度深部液流轉(zhuǎn)向劑實(shí)驗(yàn)室研究[J].石油勘探與開(kāi)發(fā);2009;36（4）：494-497.

作者簡(jiǎn)介：

趙曄（1988-），男，工程師，2011年畢業(yè)于北京化工大學(xué)生物工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開(kāi)發(fā)三次采油提高采收率研究工作。