李玉娜

摘 要：利用新型無機(jī)顆粒作為交聯(lián)劑的載體，預(yù)先吸附一定濃度的交聯(lián)劑分子，在注入的過程中交聯(lián)劑分子緩慢地釋放出來與聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在地層深部將聚合物“再固定”，并以新型無機(jī)顆粒為主劑形成配方，有效解決解決聚驅(qū)過程中聚合物竄流指進(jìn)現(xiàn)象嚴(yán)重、聚合物有效利用率不高、普通聚合物凍膠和無機(jī)顆粒堵劑調(diào)剖效果差等問題。

關(guān)鍵詞：新型無機(jī)顆粒、調(diào)驅(qū)、工藝

一、項(xiàng)目概況

（一）項(xiàng)目背景

經(jīng)過三十多年的注水開發(fā)和多次注采調(diào)整，已經(jīng)進(jìn)入高含水開發(fā)階段，層間層內(nèi)矛盾突出，主力油層水淹嚴(yán)重，剩余油分布高度零散，油井普遍表現(xiàn)為高含水，部分油水井間形成高滲流通道甚至大孔道，導(dǎo)致注入水低效循環(huán)，水驅(qū)效果變差，依靠常規(guī)注采調(diào)整進(jìn)一步提高水驅(qū)動(dòng)用程度的難度越來越大。長期的注水沖刷使得油藏層間非均質(zhì)性愈加嚴(yán)重，因此有必要開展調(diào)堵封竄工藝技術(shù)，無機(jī)顆粒類調(diào)堵劑和凍膠類調(diào)堵劑雖然取得了一定的效果，但仍然存在常規(guī)無機(jī)顆粒類堵劑選擇性差、措施效果差;普通聚合物凍膠類堵劑耐溫耐鹽性能較差、在地層中的成膠時(shí)間可控性差、有效期短等問題。

二、新型無機(jī)顆粒調(diào)剖體系研究

（一）技術(shù)思路

利用新型無機(jī)顆粒作為交聯(lián)劑的載體，預(yù)先吸附一定濃度的交聯(lián)劑分子，在注入的過程中交聯(lián)劑分子緩慢地釋放出來與聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在地層深部將聚合物“再固定”，起到改善層間吸水剖面的作用。由于比表面積大，多孔微粒吸附能力強(qiáng)，可以吸附聚合物在表面形成吸附層，與孔隙表面相互作用，一方面“固定”聚合物，一方面更容易形成封堵;并以新型無機(jī)顆粒為主劑形成配方，有效解決解決聚合物驅(qū)過程中聚合物竄流指進(jìn)現(xiàn)象嚴(yán)重、聚合物有效利用率不高、普通聚合物凍膠和無機(jī)顆粒堵劑調(diào)剖效果差等問題。

（二）無機(jī)顆粒的優(yōu)選

1 通過吸附性能篩選無機(jī)顆粒

從表1可以看出以上無機(jī)顆粒的吸附性能：改性分子篩顆粒>碳酸鈣>硅鋁酸鹽無機(jī)顆粒>膨潤土顆粒，膨潤土對有機(jī)鉻交聯(lián)劑的吸附量較低;超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣的加入會(huì)降低有機(jī)鉻的交聯(lián)性能，導(dǎo)致有機(jī)鉻離子的“變性”;改性分子篩的價(jià)格較貴，因此上述四類無機(jī)顆粒中以硅鋁酸鹽無機(jī)顆粒的使用性能最佳。

2 硅鋁酸鹽無機(jī)顆粒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能

硅鋁酸鹽無機(jī)顆粒是硅氧四面體結(jié)構(gòu)，其基本單元是是三維硅（鋁）氧架構(gòu)。由于硅鋁酸鹽無機(jī)顆粒具有十分發(fā)達(dá)的微介孔隙結(jié)構(gòu)，這些微介孔隙結(jié)構(gòu)的比表面積很大，且微孔介質(zhì)表面帶有一定量的電荷，可通過離子交換作用對低價(jià)離子進(jìn)行置換吸附，因此其吸附性能很強(qiáng)。

3 成膠強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

將硅鋁酸鹽微粒充分懸浮在聚合物溶液中，然后與交聯(lián)劑充分混合，考察其對成膠強(qiáng)度的影響。實(shí)驗(yàn)得出，從硅鋁酸鹽顆粒與交聯(lián)劑的成膠性能看，加入硅酸鹽微粒后的凍膠強(qiáng)度要好于未加的凍膠強(qiáng)度，主要是由于在凍膠成膠過程中硅酸鹽微粒起到骨架支撐的作用，使其三維結(jié)構(gòu)更加發(fā)達(dá)和堅(jiān)固，另外，硅酸鹽微粒還對聚合物進(jìn)行吸附，使凍膠結(jié)構(gòu)更加完善，因此強(qiáng)度要高于未加硅酸鹽微粒的凍膠。

（三）新型無機(jī)顆粒調(diào)剖體系性能評(píng)價(jià)

對無機(jī)顆粒調(diào)剖體系（2%JHT-4A多孔微粒+2000mg/LHPAM+0.1%交聯(lián)劑）的抗鹽性能、耐溫性能、懸浮性能及抗剪切性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 耐鹽性能評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)測試了堵劑體系在不同一價(jià)金屬鹽離子和二價(jià)金屬鹽離子濃度下的成膠性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)測試，分析其抗鹽性能。當(dāng)?shù)V化度增加時(shí)，體系的成膠強(qiáng)度有所下降，但整體變化幅度較小，顯示出了良好的抗鹽性能，能夠滿足文留油田調(diào)剖的需要。

2 懸浮性能評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)對不同濃度的JHT-4A多孔顆粒的懸浮性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)測試，配制初始及放置2d的懸浮效果，不同濃度的JHT-4A多孔微粒在配制初始都能均勻分散并懸浮在HPAM溶液中，100℃放置2d后，顆粒濃度為5%和7%的體系出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象，而顆粒濃度低于3%的體系懸浮性能依然良好。

3 耐溫性能評(píng)價(jià)

將配制好的上述體系分別放入80℃、90℃、100℃、110℃和120℃的恒溫水浴鍋中，待體系充分成膠后測其突破真空度值，當(dāng)溫度在80-120℃范圍時(shí)，隨著溫度的升高，體系成膠強(qiáng)度成緩慢下降趨勢;120℃時(shí)體系強(qiáng)度僅降低17.5%，強(qiáng)度保留率較高，顯示出了良好的耐溫性能。但是當(dāng)溫度達(dá)到120℃及以上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致聚丙烯酰胺發(fā)生降解，影響成膠強(qiáng)度，因此體系適用溫度不宜過高（<120℃）。

4 抗剪切性能評(píng)價(jià)

將配置好的無機(jī)顆粒復(fù)合堵劑體系置于3000r/min的高速攪拌機(jī)中分別攪拌10min、20min、40min和60min，然后將剪切后的體系置于90℃水浴中靜置成膠，考察機(jī)械剪切對交聯(lián)體系的影響，3000r/min的高速剪切對體系成膠強(qiáng)度的影響較大，隨著剪切時(shí)間的增長，成膠強(qiáng)度先迅速降低，后超于減緩。

（四）、注入工藝的優(yōu)化：

為保證顆粒堵劑均勻分散，結(jié)合聚合物凍膠成膠時(shí)間，首先在聚合物中溶解分散顆粒堵劑，攪拌均勻后在泵入前15-20分鐘加入交聯(lián)劑，攪拌后一起注入地層，防止過早加入交聯(lián)劑粘度較高導(dǎo)致顆粒堵劑無法在混合體系中均勻分散，影響泵入及施工效果。

現(xiàn)場施工過程中要加強(qiáng)施工動(dòng)態(tài)跟蹤，根據(jù)施工壓力的變化，隨時(shí)對顆粒濃度、劑量進(jìn)行調(diào)整，或者根據(jù)實(shí)際情況停止加入，保證施工順利，施工結(jié)束后要保證候凝時(shí)間，確保成膠效果和施工質(zhì)量。

三、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（一）新型無機(jī)顆?？呻S著聚合物溶液進(jìn)入地層，由于地層非均質(zhì)性的影響，顆粒主要進(jìn)入高滲透地層的大孔道，當(dāng)其濃度較高時(shí)，可通過顆粒的聚焦形成對地層的堵塞;

（二）新型無機(jī)顆粒不僅可以吸附聚合物，還可預(yù)先吸附一定濃度的交聯(lián)劑，作為交聯(lián)劑的載體，在注入的過程中交聯(lián)劑分子緩慢地釋放出來與聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，延長了聚合物與交聯(lián)劑的交聯(lián)時(shí)間，在地層深部的大孔道和高滲透層中將聚合物“固定”，起到改善層間吸水剖面的作用。

四、現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

（一）現(xiàn)場應(yīng)用情況

2021年共應(yīng)用新型無機(jī)顆粒調(diào)剖技術(shù)4井次，平均注入壓力上升6.5MPa，增加水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量3.4萬噸，采收率提高2.3個(gè)百分點(diǎn)，井組自然遞減減緩2.15個(gè)百分點(diǎn)，對應(yīng)油井11口，見效8口，含水降低2.2個(gè)百分點(diǎn)，累計(jì)增油674.9噸，累降水2742方。

（二）經(jīng)濟(jì)效益分析

1 總投入：58.8萬元

1.1 單井投入費(fèi)用

包括藥劑費(fèi)+設(shè)備費(fèi)+人工費(fèi)+水電費(fèi)+工具費(fèi)+作業(yè)費(fèi)，平均單井費(fèi)用14.7萬元。

1.2 總投入：14.7萬元×4井次=58.8萬元

2 總產(chǎn)出：231.73萬元

2.1 原油按3393元/噸，降水10元/方

2.2 總產(chǎn)出：3393×674.9+10×2742=231.73萬元

3 投入產(chǎn)出比

58.8：231.73= 1：3.94

五、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

新型無機(jī)顆粒調(diào)剖體系解決了常規(guī)調(diào)剖堵水技術(shù)存在的問題，通過利用無機(jī)顆粒作為載體預(yù)先吸附一定濃度的交聯(lián)劑和聚合物，延緩交聯(lián)作用;且在運(yùn)移過程中具有固定聚合物的作用，調(diào)整注聚剖面;同時(shí)，將地層中殘留的聚合物通過吸附再利用，既節(jié)約了堵劑成本，又實(shí)現(xiàn)了地層的調(diào)堵。為同類型油藏提高水驅(qū)效率提供了技術(shù)支撐，具有較好的推廣應(yīng)用前景。