陳德紅，屈人偉，宋岱鋒

1.中國(guó)石化勝利油田石油工程技術(shù)研究院，山東東營(yíng) 257000；2.中國(guó)石化勝利油田孤島采油廠，山東東營(yíng) 257231

水驅(qū)油藏聚驅(qū)后地層的非均質(zhì)性增強(qiáng)，水竄加劇，水淹速度加快。只有通過深部調(diào)剖，才能更經(jīng)濟(jì)有效地調(diào)整及改善油藏的非均質(zhì)性，提高注入液的波及體積，從而提高原油采收率。單一的聚合物驅(qū)油技術(shù)難以解決油藏非均質(zhì)性和不利的油水流度比造成的注入水沿高滲層突進(jìn)的問題。聚合物微球技術(shù)是一種深部調(diào)剖堵水技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)包括受外界影響小，可以直接用污水配制，注入無黏度、無污染、成本較低等[1-2]。筆者對(duì)聚合物微球的耐溫、抗鹽及地層適應(yīng)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)；利用填砂管巖心驅(qū)替試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了不同驅(qū)替組合下，聚合物弱凍膠、聚合物微球?qū)Ψ蔷|(zhì)巖心的深部封堵性能，并在孤島油田中二中區(qū)塊開展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

1 聚合物弱凍膠-聚合物微球復(fù)合調(diào)驅(qū)機(jī)理

聚合物弱凍膠-聚合物微球復(fù)合調(diào)驅(qū)方式為先注入聚合物弱凍膠后注入聚合物微球，最大限度提高注入液的波及體積。聚合物弱凍膠優(yōu)先進(jìn)入高滲層，通過吸附、滯留對(duì)高滲層進(jìn)行有效封堵；聚合物微球的原始尺寸只有納米級(jí),在地層條件下，通過變形驅(qū)動(dòng)、壓力波動(dòng)、剪切破碎3種機(jī)理作用[3]，對(duì)高滲層形成物理堵塞，對(duì)中低滲層具有吸附、堵塞喉道的作用，從而提高后續(xù)注入液的波及范圍。

2 試驗(yàn)部分

2.1 原料與儀器

聚合物微球，中國(guó)石油大學(xué)(華東)芳華公司；勝利油田現(xiàn)場(chǎng)常用(寶莫)聚合物，相對(duì)分子質(zhì)量1 700×104～1 900×104，水解度22%；XL型復(fù)合有機(jī)鉻交聯(lián)劑；孤島中二中原油，地下黏度74～90 mPa·s；孤島中二中地層水，礦化度8 368 mg/L；去離子水；石英砂，粒徑0.058～0.83 mm。

干濕二合一激光粒度儀；高溫高壓巖心模擬驅(qū)替裝置；安東帕流變儀；電子天平；填砂管巖心，φ25 mm×300 mm；中間容器。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 耐溫、抗鹽吸水膨脹性能測(cè)試

1)在去離子水中，用激光粒度儀測(cè)試微球在不同溫度下浸泡3 d后的微球粒徑。

2)在室溫下，用激光粒度儀測(cè)試微球在不同鹽含量溶液中的吸水膨脹倍數(shù)。

2.2.2 地層配伍性測(cè)試

1)用孤島回注污水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的聚合物微球溶液，用安東帕流變儀測(cè)定在69 ℃下放置不同時(shí)間后聚合物微球溶液的黏度。

2)在69 ℃下，用激光粒度儀測(cè)試聚合物微球在孤島回注污水中浸泡不同時(shí)間后的吸水膨脹倍數(shù)。

2.2.3 不同調(diào)驅(qū)體系對(duì)層內(nèi)、層間非均質(zhì)巖心調(diào)驅(qū)效果測(cè)試

1)填制1#～4#滲透率相近的層內(nèi)非均質(zhì)巖心；填制5#、6#滲透率相差較大的巖心。分別抽真空飽和水，測(cè)量孔隙體積，水驅(qū)測(cè)滲透率。測(cè)得巖心滲透率(K1～K6)分別為2.656，2.732，2.697，2.601，1.126，3.432 μm2。

2)分別對(duì)每個(gè)巖心飽和原油，使其具有較高的原始含油飽和度。對(duì)1#～4#巖心、5#和6#并聯(lián)巖心分別以設(shè)定速度進(jìn)行水驅(qū)，直至產(chǎn)出液含水98%。

3)向1#巖心注入0.4 PV弱凍膠體系；2#巖心注入0.4 PV微球體系；3#巖心先注入0.2 PV弱凍膠體系后注入0.2 PV微球體系；4#巖心先注入0.2 PV微球體系后注入0.2 PV弱凍膠體系。向5#、6#并聯(lián)巖心先注入0.2 PV弱凍膠體系后注入0.3 PV微球體系。其中，弱凍膠體系配方為0.2%HPAM+0.15%XL，微球體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%。

4)分別將步驟3)中的巖心水驅(qū)至采出液含水98%，驅(qū)替結(jié)束。

5)分別計(jì)算各巖心水驅(qū)采收率、注調(diào)驅(qū)體系后的采收率以及出口分流量。

3 性能評(píng)價(jià)

3.1 聚合物微球耐溫、抗鹽吸水膨脹性能

3.1.1 耐溫性

設(shè)定溫度下，微球在去離子水中膨脹3 d，微球粒徑見圖1。溫度是影響微球顆粒吸水膨脹性能的重要因素, 隨著溫度的升高, 微球的吸水膨脹速度加快。

圖1 溫度對(duì)微球吸水膨脹性能的影響

3.1.2 耐鹽性

室溫下，微球在不同鹽含量溶液中的吸水膨脹倍數(shù)見圖2。

圖2 鹽含量對(duì)微球吸水膨脹性能的影響

由圖2可知，隨著鹽含量的增大，微球吸水膨脹倍數(shù)減小，在不同的鹽溶液中，微球吸水膨脹倍數(shù)降低程度不同，二價(jià)鹽的影響較一價(jià)鹽更顯著。試驗(yàn)結(jié)果表明微球具有較強(qiáng)的耐鹽性。

3.2 聚合物微球與地層水的配伍性

3.2.1 地層水對(duì)聚合物微球溶液黏度的影響

用孤島回注污水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的微球溶液，在69 ℃下放置不同時(shí)間后溶液黏度的變化見表1。污水配制的微球溶液體系均勻，浸泡10 d溶液黏度變化不大，說明其與地層水配伍性好，性能穩(wěn)定，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)注入要求。

表1 放置不同時(shí)間后微球溶液的黏度

3.2.2 聚合物微球在地層條件下的吸水膨脹性

在69 ℃下，微球在污水中放置不同時(shí)間后的吸水膨脹情況見表2。隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，微球的膨脹倍數(shù)逐漸增大，10 d后膨脹倍數(shù)達(dá)到最大。微球具有較好的地層適應(yīng)性，能夠滿足孤島油藏深部逐級(jí)封堵的要求。

表2 微球在污水中的吸水膨脹倍數(shù)

3.3 不同調(diào)驅(qū)體系對(duì)層內(nèi)、層間非均質(zhì)巖心調(diào)驅(qū)效果

3.3.1 不同調(diào)驅(qū)體系對(duì)層內(nèi)非均質(zhì)巖心調(diào)驅(qū)效果

采用不同調(diào)驅(qū)體系按2.2.3對(duì)層內(nèi)非均質(zhì)巖心進(jìn)行調(diào)驅(qū)試驗(yàn)，結(jié)果見表3。由于調(diào)驅(qū)體系的不同注入方式，調(diào)驅(qū)結(jié)果有明顯差異。先注入聚合物弱凍膠后注入聚合物微球的注入方式，其采收率的增值明顯高于其他注入方式。這是由于先注入弱凍膠后，弱凍膠優(yōu)先進(jìn)入高滲層，對(duì)高滲層進(jìn)行有效封堵。由于聚合物微球良好的注入性，后續(xù)注入的聚合物微球在進(jìn)入高滲層的同時(shí)，部分進(jìn)入剩余油豐富的中低滲層，從而在有效調(diào)整吸水剖面的同時(shí)，將中低滲層中的剩余油驅(qū)替出來。

表3 不同調(diào)驅(qū)體系對(duì)層內(nèi)非均質(zhì)巖心的調(diào)驅(qū)效果

3.3.2 復(fù)合調(diào)驅(qū)體系對(duì)層間非均質(zhì)巖心調(diào)驅(qū)效果

采用先注入聚合物弱凍膠后注入聚合物微球的注入方式，按2.2.3對(duì)高、低滲并聯(lián)非均質(zhì)巖心進(jìn)行調(diào)驅(qū)試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證3.3.1的試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果見表4。

表4 復(fù)合調(diào)驅(qū)體系對(duì)層間非均質(zhì)巖心調(diào)驅(qū)效果

由表4可知，先注入弱凍膠后，弱凍膠優(yōu)先進(jìn)入高滲層，對(duì)高滲層進(jìn)行有效封堵；隨著微球在中、低滲巖心孔隙中運(yùn)移，多個(gè)微球架橋封堵中、低滲孔道，使水繞流，進(jìn)一步調(diào)整巖心吸水剖面，從而實(shí)現(xiàn)在大孔道中“強(qiáng)堵”，在中小孔道中“弱堵”，更好地發(fā)揮2種調(diào)驅(qū)劑的協(xié)同優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，2種調(diào)驅(qū)劑都具有一定的運(yùn)移能力，隨著注入壓力的升高，2種調(diào)驅(qū)劑不斷地向巖心深部運(yùn)移，從而提高非均質(zhì)巖心的采收率。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

孤島油田中二中區(qū)塊油藏歷經(jīng)水驅(qū)-聚合物驅(qū)-水驅(qū)開發(fā)階段，地層的非均質(zhì)性嚴(yán)重，水淹速度快。選取24X516井組開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，對(duì)應(yīng)油井5口。采用聚合物弱凍膠-聚合物微球復(fù)合調(diào)驅(qū)方式，第一段塞注入聚合物弱凍膠(0.2%HPAM+0.15%XL)10 d，第二段塞注入聚合物微球(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.3%)32 d。

從施工后的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，24X516注水井的平均油壓從6.8 MPa上升到8.5 MPa,提高了1.7 MPa。對(duì)應(yīng)油井不同程度見效, 其中24XN517井日產(chǎn)油由3 t最高增至4.5 t，該井組已累計(jì)增油超過850 t，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得了較好的效果。

5 結(jié)論

1)聚合物微球具有較好的耐溫、抗鹽吸水膨脹性能。

2)聚合物微球與地層配伍性好，可均勻分散在溶液中；配制溶液黏度低，便于現(xiàn)場(chǎng)施工。

3)聚合物弱凍膠-聚合物微球復(fù)合調(diào)驅(qū)可實(shí)現(xiàn)逐級(jí)深部封堵，明顯改善巖心層內(nèi)、層間非均質(zhì)性，使后續(xù)注入水發(fā)生液流轉(zhuǎn)向，提高巖心的采收率。