肖 鵬，黃巖松

(延長(zhǎng)油田股份有限公司志丹采油廠(chǎng)，陜西 延安 716000)

油田開(kāi)始注水開(kāi)發(fā)以后，由于油藏天然的地質(zhì)構(gòu)造、地層物非均質(zhì)性，以及井網(wǎng)的布置、注水政策等多種因素的綜合影響[1-3]，使得油井水淹速度快，平面和層內(nèi)非均質(zhì)嚴(yán)重，注水單向突進(jìn)，波及效率低，最終造成采收率低，開(kāi)發(fā)效果差的情況。弱凝膠調(diào)驅(qū)是這一時(shí)期穩(wěn)油控水的有效手段。目前國(guó)內(nèi)外弱凝膠復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)主要有三大類(lèi)：1)預(yù)交聯(lián)顆粒-弱凝膠復(fù)合深部調(diào)驅(qū)技術(shù)；2)弱凝膠-表面活性劑復(fù)合深部調(diào)驅(qū)技術(shù)；3)弱凝膠-微生物復(fù)合深部調(diào)驅(qū)技術(shù)[4-5]。

凝膠顆粒調(diào)剖劑是具有一定性能的多元共聚合高分子化合物柔性體，在水中能延遲膨脹而不溶于水。交聯(lián)聚合物是一種弱凝膠，具有一定的黏度和流動(dòng)性。二者結(jié)合，即為預(yù)交聯(lián)顆粒-弱凝膠復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)。

弱凝膠-表面活性劑復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)先注入弱凝膠，后注入表面活性劑。弱凝膠和表面活性劑具有很好的協(xié)同作用，在殘余油集中區(qū)域，發(fā)揮高效驅(qū)替作用，實(shí)現(xiàn)堵水和驅(qū)油的雙重目的。

弱凝膠-微生物復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)先注入一定量弱凝膠，待注入壓力上升并保持穩(wěn)定一定的時(shí)間后，再注入一定濃度的微生物發(fā)酵液，通過(guò)微生物的驅(qū)油及代謝產(chǎn)物的表活劑的化學(xué)性質(zhì)對(duì)儲(chǔ)層油氣進(jìn)行驅(qū)替。但是微生物的存貨和代謝對(duì)環(huán)境的要求比較苛刻。

本文針對(duì)延長(zhǎng)油田某油區(qū)油藏水淹速度快、含水高、采收率低、開(kāi)發(fā)效果差、平面和層內(nèi)非均質(zhì)嚴(yán)重，造成注水單向突進(jìn)、波及效率低這些油藏特征和開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，開(kāi)展了復(fù)合交聯(lián)堵劑調(diào)驅(qū)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)預(yù)交聯(lián)顆粒和聚合物凝膠注入順序、段塞濃度、段塞尺寸、注入時(shí)機(jī)等因素進(jìn)行了系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)分析，通過(guò)填砂模型評(píng)價(jià)了驅(qū)油效率和提高采收率效果。

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 實(shí)驗(yàn)條件

實(shí)驗(yàn)溫度：油藏溫度 50 ℃；

配液體系：地層水離子組成見(jiàn)表1。

1.2 實(shí)驗(yàn)器材

1)黏度計(jì)：布氏黏度計(jì)；2)電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱：CS1013型；3)精密天平：Sartorius，最大量程為 200 g，最小精確度10～4 g；4)調(diào)速攪拌器：S7401-II型電動(dòng)攪拌器；5)磨口燒瓶、燒杯、滴管、玻璃棒、移液管、量筒等；6)巖心流動(dòng)恒溫裝置，溫度設(shè)定 50 ℃；7)烘箱：控溫范圍20～120 ℃；8)驅(qū)替裝置：填砂管、平流菜、壓力表、中間容器。

表1 地層水離子分析組成表

1.3 實(shí)驗(yàn)藥劑

聚合物凝膠體系的配方。主劑-1500 mg/L(聚合物)+100 mg/L(交聯(lián)劑)+300 mg/L(穩(wěn)定劑)。

預(yù)交聯(lián)顆粒體系的配方。選擇1#顆粒(粒徑1～5 mm)和2#顆粒(粒徑0.1～1 mm)以1∶1組合。

2 室內(nèi)模擬

通過(guò)比較不同注入?yún)?shù)設(shè)計(jì)后的剖面改善率和提高采收率，優(yōu)化出調(diào)驅(qū)的注入段塞順序、濃度、尺寸、時(shí)機(jī)等工藝參數(shù)。

2.1 段塞注入順序

方案一：凝膠體系 0.2 PV(PV指孔隙容積)+預(yù)交聯(lián)顆粒 0.2 PV；方案二：預(yù)交聯(lián)顆粒 0.2 PV+凝膠體系 0.2 PV。

對(duì)比剖面改善率和提高釆收率，先預(yù)交聯(lián)顆粒后凝膠改善效果優(yōu)于先凝膠后預(yù)交聯(lián)顆粒，采收率提升幅度更大。機(jī)理原因?yàn)轭A(yù)交聯(lián)顆粒對(duì)高滲通道具有較好的封堵效果，擴(kuò)大后續(xù)注入凝膠的波及體積，發(fā)揮深部調(diào)驅(qū)作用，協(xié)同作用明顯。因此，優(yōu)選先預(yù)交聯(lián)顆粒后凝膠的注入順序。

2.2 注入預(yù)交聯(lián)顆粒段塞濃度

設(shè)計(jì)方案：分別注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的PPG溶液，每組實(shí)驗(yàn)使用高滲透和低滲透的兩組填砂管。結(jié)果見(jiàn)表2～表4。

從表4中可知，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%～0.3%階段，注入預(yù)交聯(lián)顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，剖面改善率越高，釆收率提高幅度越大。質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.3%時(shí)，剖面改善率和采收率提高趨于平穩(wěn)，考慮經(jīng)濟(jì)效益情況，預(yù)交聯(lián)顆粒段塞的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選0.3%。

表2 方案一驅(qū)替結(jié)果

表3 方案二驅(qū)替結(jié)果

表4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)預(yù)交聯(lián)顆粒段塞驅(qū)替結(jié)果

2.3 注入預(yù)交聯(lián)顆粒段塞尺寸

分別注入段塞體積為0.1、0.2、0.3、0.4 PV 的 0.3%PPG溶液，每組實(shí)驗(yàn)使用高滲透和低滲透兩組填砂管。結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5中可知，注入段塞尺寸越大，剖面改善率越大，提高釆收率幅度越大。較大段塞尺寸的預(yù)交聯(lián)顆粒調(diào)驅(qū)效果較好。段塞尺寸大于 0.2 PV 時(shí)，調(diào)驅(qū)效果改善趨于平穩(wěn)，考慮經(jīng)濟(jì)效益，該段塞尺寸優(yōu)選為 0.2 PV。

2.4 注入凝膠段塞尺寸

分別注入凝膠段塞尺寸為0.1、0.2、0.3、0.4 PV 的聚合物凝膠段塞，每組實(shí)驗(yàn)使用高滲透和低滲透兩組填砂管。結(jié)果見(jiàn)表6。

隨著注入段塞尺寸的增大，體系驅(qū)替效果，改善效果提高，注入段塞超過(guò) 0.2 PV 后增長(zhǎng)幅度變緩，考慮經(jīng)濟(jì)等因素，確定凝膠最佳注入量為 0.2 PV。

表5 不同尺寸預(yù)交聯(lián)顆粒段塞驅(qū)替結(jié)果

表6 不同尺寸凝膠段塞驅(qū)替結(jié)果

2.5 注入時(shí)機(jī)

每組實(shí)驗(yàn)使用高滲透和低滲透兩組填砂管，不同飽和程度水，含水率分別是20%、50%、70%、90%、98%，注入 0.2 PV 預(yù)交聯(lián)顆粒+0.2 PV 聚合物凝膠溶液。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 注入時(shí)機(jī)優(yōu)選動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)驅(qū)替結(jié)果

從表7看出，注入時(shí)機(jī)對(duì)釆收率影響較為顯著。當(dāng)含水率大于70%時(shí)，采收率的提高程度逐漸降低，且調(diào)驅(qū)的時(shí)間越早，采收率的提高程度越高。綜合以上的調(diào)驅(qū)時(shí)機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)含水率達(dá)到70%～80%時(shí)，調(diào)驅(qū)的效果最好，且此時(shí)的最終采收率較佳。

2.6 復(fù)合體系輪次選擇

采用注入量 0.1 PV 預(yù)交聯(lián)顆粒和 0.1 PV 聚合物凝膠進(jìn)行單輪次注入和二輪次注入高滲透率和低滲透率的填砂管模型，分別測(cè)試剖面改善效率和采收率提高程度，結(jié)果見(jiàn)表8。

以表8看出，第二輪調(diào)驅(qū)也有效地提高了采收率，提高采收率為14.8%。相對(duì)比單輪次調(diào)驅(qū)，二輪次注入復(fù)合調(diào)驅(qū)劑調(diào)驅(qū)效果更明顯，且注入輪次的增加，調(diào)驅(qū)效果弱化，因此選擇采用二輪次調(diào)驅(qū)。

表8 單輪次與多輪次調(diào)驅(qū)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)驅(qū)替結(jié)果比較

3 總結(jié)

1)針對(duì)延長(zhǎng)油田某區(qū)塊油藏的特點(diǎn)，優(yōu)選適合該油藏條件和開(kāi)采現(xiàn)狀的預(yù)交聯(lián)顆粒-凝膠深部調(diào)驅(qū)體系，聚合物凝膠配方為聚合物(1000～1500 mg/L)+交聯(lián)劑(50～100 mg/L)+穩(wěn)定劑(300 mg/L)。預(yù)交聯(lián)顆粒選擇兩種粒徑1∶1進(jìn)行組合封堵，具有更有效的封堵效果。2)結(jié)合油藏的開(kāi)采現(xiàn)狀和提高采收率的經(jīng)濟(jì)效益，油藏的調(diào)驅(qū)時(shí)機(jī)選擇含水率在70%～80%為最佳時(shí)機(jī)。3)根據(jù)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，綜合采出程度和經(jīng)濟(jì)效益，預(yù)交聯(lián)顆粒段塞尺寸和聚合物凝膠段塞用量為 0.2 PV 時(shí)，調(diào)驅(qū)采收率的提高值最高且合理。4)相較于單輪次調(diào)驅(qū)，二輪次調(diào)驅(qū)可以獲得更好的調(diào)驅(qū)效果，采收率得到更大的提升。