调剖剂/调驱剂组合方式与油藏适应性研究 ——以渤海油田储层地质和流体条件为例*

为明确调剖剂与调驱剂组合方式注入目标储层的可行性,通过室内实验计算调剖剂与调驱剂在岩心中的 阻力系数、残余阻力系数以及封堵率,分析其压力特征和分流率特征,确定调剖剂与调驱剂组合方式与目标储层 适应性的优劣。结果表明：在70 ℃、0.9 mL/min的注入速率下,初低黏延缓交联型调剖剂可进入岩心最适宜渗透 率的范围应在1000×10^-3～3000×10^-3 μm² 之间,且封堵率大于95%,封堵性能和液流转向效果均较好;“纳米型” 和“超分子型A”聚合物微球非连续性调驱剂可进入岩心最适宜渗透率的范围均应在500×10^-3～1000×10^-3 μm² 之间,且“超分子型A”调驱剂在岩心中的水化膨胀性能、深部调驱能力要优于“纳米型”调驱剂。调剖剂/调驱剂 组合方式提高低渗层的动用程度随着储层非均质性的增强而降低,级差大于8后,调剖剂/调驱剂组合方式的液 流转向效果有所减弱。     

改性淀粉凝胶与三元复合驱体系的组合调驱研究

采用双层非均质岩心模型,将调剖和驱油结合,评价不同级差条件下8种开发方案提高采收率的效果。结果表明,岩心渗透率为30×10^-3/1000×10^-3μm²时,单独聚合物驱和三元驱使含水率下降约15%,采收率分别提高6.7%和8.3%。用改性淀粉凝胶封堵后,三元驱岩心含水率下降至44%,明显低于聚合物驱和水驱的最低含水率60%、70%,三元驱、聚合物驱及水驱采收率增幅分别为23.5%、19.2%和10.1%。三元驱能有效启动低渗层位,三元复合驱对低渗层位剩余油的开采效果明显好于聚合物驱。“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅为40.4%,好于二者单独作用时的采收率增幅加和35.6%,并比“铬凝胶+三元复合驱”组合调驱采收率增幅高4.3个百分点。岩心渗透率为30×10^-3/2000×10^-3 μm²和30×10^-3/500×10^-3μm²时,“改性淀粉凝胶体系+三元复合驱”组合调驱采收率增幅分别为45.3%和34.4%,三元驱提高采收率25.1%和22.2%,油藏非均质性越严重,该组合调驱体系开采效果越好。     

一种新型油田高渗透层封堵技术——超细纤维封堵剂

为了探索油田开发过程中各种驱替方式下有效解决厚油层内部高渗透层或平面上高渗透条带对驱油效果的影响,考察了超细纤维封堵剂——CZZL-10对填砂管和人造岩心的封堵效果。水驱填砂管实验结果表明,CZZL-10驱替后填砂管的渗透率比水驱时降低了90%以上,驱替压力增大10.6倍;聚合物驱封堵实验结果表明,加CZZL-10驱后的渗透率比单独聚合物驱时降低了80%以上,驱替压力增大7.4倍。人造均质岩心实验结果表明,岩心渗透率高,CZZL-10的封堵效果明显。岩心水测渗透率分别为435×10^-3、666×10^-3、953×10^-3 μm²时,CZZL-10对岩心的封堵率分别为40.0%、66.7%、57.6%,岩心残余阻力系数分别为1.6、3.0、2.1。封堵后岩心最低水测渗透率为222×10^-3 μm²,达到了堵而不死的目的。用超细纤维聚合物溶液封堵3层非均质岩心,非均质变异系数越大、渗透率级差越大的岩心,高渗透层封堵效果越好,高渗透层分流率大幅下降,中、低渗透层分流率大幅上升,实现了扩大波及体积,提高采收率的目的。     

多组分交联聚合物凝胶性能与低渗透油藏优势通道的匹配关系

针对存在水驱优势通道的低温低渗透油藏的稳油控水问题,开展了多组分交联聚合物凝胶室内研究。从多组分交联聚合物凝胶的静态成胶性能、流变性、分流特性、封堵性能以及运移深度几个方面研究了其性能与非均质地层中优势通道的匹配关系。实验结果表明,在实验温度（40℃）下,多组分交联聚合物凝胶的初凝时间为3 h左右,完全成胶时间为24 h,成胶强度大于50000 mPa?s;成胶前呈现"剪切变稀"行为;对于渗透率级差大于10的非均质地层,选择封堵性较好;堵剂在注入量为0.3 PV的情况下,对渗透率为600×10^-3、1000×10^-3、10000×10^-3μm²的优势通道的封堵能力较强,在渗透率10000×10^-3μm²填砂管中的最终运移深度可达到总长度的3/5处,在1000×10^-3和600×10^-3μm²填砂管中的最终运移深度可达到2/5处。     

“凝胶/微球”调剖调驱注入参数及组合方式优化

为解决目前渤海油田调剖/调驱组合技术面临的难题,助力渤海油田多轮次调剖/调驱效果提升,以渤中 34-2/4储层为模拟对象,在层内非均质岩心上开展了“酚醛凝胶/聚合物微球”调剖调驱注入参数及组合方式优化 研究。结果表明,组成为“聚合物（3 g/L）+酚醛树脂类交联剂（3 g/L）+固化剂间苯二酚（3 g/L）”的酚醛凝胶具有 较高的成胶强度,可对高渗层产生良好封堵作用,浓度为3 g/L的“超分子型”聚合物微球具有较好的水化膨胀作 用,可实现宏观和微观液流转向效果。二者相互促进,最终实现良好的增油降水效果。随岩心非均质性增加,水 驱采收率减小,酚醛凝胶/聚合物微球的调剖、调驱采收率增幅呈现“先增后降”趋势。从技术经济角度考虑,调 剖、调驱合理注入时机为含水率 80%～90%,调剖剂合理段塞尺寸为 0.10～0.20 PV,调驱剂合理段塞尺寸为 0.20～0.30 PV;与大段塞、整体注入方式相比较,小段塞、多轮次交替注入方式可以减小微球注入端滞留作用和 减缓剖面反转速率,进而提高液流转向效果。     

STP强凝胶调剖剂的深度调剖性能

STP强凝胶调剖剂由聚丙烯酰胺、交联剂和延缓剂组成。用人造岩心进行凝胶性能实验，55℃时成胶时间为72h，岩心封堵率大于99．9％，注水50PV冲刷后封堵率仍不低于99．8％，突破压力梯度在高渗透率(5．62D)岩心中不低于4．45MPa／m，在低渗透率(0．57D)岩心中为3．46MPa／m，有一定的选择性。分别串联3支高渗透率岩心和3支低渗透率岩心，将二者并联构成非均质模型，饱和原油进行调剖驱油实验，未注调剖剂时的水驱合层采收率为24．3％，用调剖剂依次封堵第一、第二、第三高渗透率岩心后，水驱合层采收率分别达到46．8％、62．2％和69．1％，表明逐步增大封堵深度可以进一步提高油层采收率。STP强凝胶调剖剂在大庆油田萨中开发区的实际应用取得了明显成效。图3表1参5     

聚合物传输运移能力和油藏适应性评价

大庆太18-38 井区具有储层渗透率低和非均质性强的特点,水驱开发效果受到极大影响,亟待采取进一步 提高采收率技术措施。针对大庆太北开发区的问题,开展了普通聚合物和抗盐聚合物溶液渗流特性和传输运移 能力实验研究和作用机理分析。结果表明,与普通聚合物相比,抗盐聚合物分子聚集体尺寸较大,岩心孔隙内尤 其是注入端附近区域内的滞留水平较高,致使该区域渗流阻力增幅以及压差和压差比较大,传输运移能力较 差。与普通聚合物不同,抗盐聚合物分子链上存在少量片状结构,致使聚合物分子链间缠绕作用增强、分子聚集 体尺寸增大和聚合物传输运移能力变差。当目标油藏储层渗透率为238×10^-3、246×10^-3、255×10^-3 μm²时,与其相 适应的聚合物分别为中分、中高分、高分聚合物;当储层渗透率为500×10^-3 μm²时,适应的聚合物为超高分和抗盐 聚合物。     

低渗透油藏聚合物驱启动压力梯度的表征

为研究低渗透油藏聚合物驱启动压力梯度对渗流规律的影响, 通过稳态压差-流量法和毛细管平衡法, 研究了水驱油至残余油状态时岩心渗透率和聚合物溶液黏度对聚合物驱渗流曲线的影响, 建立最小启动压力梯度、 拟启动压力梯度与体系黏度、 岩心渗透率和流度的量化关系。结果表明, 在相同渗流速度下, 随着岩心渗透率降低、 体系黏度增加, 聚合物驱压力梯度增大; 随着体系黏度增加、 岩心渗透率或流度降低, 聚合物驱的最小启动压力梯度和拟启动压力梯度均增大, 且都大于相同条件下的水驱启动压力梯度值; 拟启动压力梯度与流度关系曲线的拐点为 17.89×10^-3μm²/mPa· s, 低渗透油藏进行聚合物驱的渗透率下限为 10×10^-3μm²。水驱拟启动压力梯度方法可以用于表征聚合物驱渗流曲线的拟启动压力梯度。图 9表1参 14     

南海涠洲中低渗油藏SMG深部调驱体系研究

目的针对涠洲12-1油田中低渗油藏注水开发效果差,注入凝胶调剖容易导致注入压力过高产生欠注,泡沫驱泡沫体积及半衰期受高温高盐环境影响大等实际问题,提出使用合成粒径可控,性质稳定且具有优秀的注入能力以及耐温耐盐性能的SMG微球作为深部调驱剂,以期满足现场进一步增产需求。 方法利用扫描电镜、激光粒度仪以及物理模拟实验针对SMG深部调驱体系的水化膨胀性能、注入性能、封堵性能和提高采收率效果进行分析。 结果SMG具有良好的膨胀及封堵性能,其初始粒径为0.71 μm,7天后粒径膨胀速度减缓,达到5.32 μm,最终粒径膨胀倍数约7倍。岩心渗透率在69.8×10-3~308.0×10-3 μm²时,封堵率均在90％以上,且随着岩心渗透率的增加,SMG的阻力系数、封堵率呈小幅度波动后逐步下降趋势,实验组中最高采收率增幅为15.49%。 结论注入SMG可以实现深部滞留,有效封堵高渗层大孔喉,改善储层非均质性,改变驱替液流向及压力分布,提高波及面积,从而提高采收率;并且注入SMG的时机越早,增压调驱能力越强,提高采收率效果越好。      

胍胶压裂液对阜东斜坡区头屯河地层的伤害

针对阜东斜坡区头屯河地层特低渗透砂砾岩岩心,通过流动试验系统评价了胍胶压裂液静滤失、动滤失以及破胶液对天然岩心、天然岩心粉末制备的填砂管渗透率的影响。岩心静滤失试验表明,胍胶压裂液滤液对阜东斜坡区头屯河地层岩心不产生伤害。在岩心动滤失过程中,胍胶压裂液在渗透率为9.61×10^-3μm²的岩心端面会形成滤饼,由此导致对岩心的伤害率达到25%;但胍胶压裂液在渗透率为0.32×10^-3μm²、46.20×10^-3μm²的岩心端面几乎不会产生滤饼,岩心伤害率低于10%。该结果说明动滤失过程中滤饼的状态除与压裂液有关外,还取决于孔隙介质。此外研究发现,在水测渗透率为1300×10^-3μm²填砂管中注入含有320mg/L残渣的破胶液,渗透率下降达80%。研究结果对阜东斜坡区头屯河地层压裂设计提供指导。     

注聚前深度调剖井堵剂用量确定方法

通过对新投注聚区块注入井的动、静态资料综合分析，确定出深度调剖井选井原则。结合油藏工程方法，建立了汪聚前深度调剖井堵剂用量计算公式，实现了调剖层痊及堵剂用量的定量化确定。应用该方法对喇嘛甸田南中块东部和北北块聚合物驱的10口调剖井调剖层位及堵剂用量进行了定量计算，确定了合理的堵剂用量，从而有效地提高了注聚前深度调剖井的调剖效果。     

深部调驱机理和调驱体系适应性研究

介绍了深部调驱的作用机理;研究了储层的非均质性、原油黏度、调驱体系与原油的黏度比、调驱体系的注入量及井距对调驱效果的影响,以及储层渗透率与调驱体系黏度的匹配关系。     

含油污泥调剖体系的制备及调剖性能评价

针对东风港油田含油污泥含油量较高且不具备除油除水设备条件的情况,直接对油泥混合物进行机械筛分研磨、乳化悬浮处理,以机械剪切法为主导制备了含油污泥调剖体系。优化了含油污泥调剖体系的使用条件,评价了其注入性能、封堵性能和调驱效果。结果表明,在含油污泥中加入配方为0.2%丙烯酸酯共聚物悬浮剂(SF)+0.2%三乙醇胺单硬脂酸酯乳化剂(FM-20)的调剖体系,常温和90℃下均可使悬浮时间大于10 h。在用机械剪切法制备含油污泥调剖体系时,适宜的条件为:含油污泥和水的质量比(固液比)4%~8%、剪切转速约6400 r/min、剪切时间约3 min。含油污泥调剖体系具有较好的注入性和封堵性。在单管填砂管中注入该体系后,不同渗透率填砂管的封堵率大于90%。经含油污泥调剖后,二次水驱的采出程度提高了25.01%。此方法操作简便、成本低、二次污染少,在含油污泥处理和资源化利用方面具有良好的应用前景。     

区块整体调剖调剖剂用量优化技术研究

为满足油田现场对区块整体调剖优化设计的需要,研究了一套简单、快速的调剖剂用量优化设计方法。该方法以井组数值模拟为基础建立调剖剂用量优选模型,调剖剂用量的多少主要考虑调剖目的、渗透率变异系数、油井含水、采出程度、油层厚度、注水井日注水量、区块相对渗透率曲线、原油粘度、Ｋｖ／Ｋｈ和调剖剂的残余阻力系数等影响调剖效果的主要因素,采用该技术对辽河油田锦１６块第三层系进行了整体调剖优化设计取得了较好的增洞降     

聚驱后自修复凝胶调剖剂的研制

聚合物驱后的油层非均质性更加严重,低效、无效循环严重。常规凝胶调剖剂在地层条件下经剪切后黏弹性大幅下降,严重影响了调剖效果。本文通过考察pH值、阴离子型聚丙烯酰胺CH601浓度、交联剂SQ-1浓度、稳定剂TYB-5浓度对自修复凝胶体系成胶性能的影响,进而得到最佳配方。考察了最佳配方自修复凝胶体系的耐温性、抗剪切性及封堵性能。结果表明：最佳自修复凝胶体系配方为：3000~5000 mg/L聚合物,3000 ~4500 mg/L交联剂,200~400 mg/L稳定剂。体系的pH值在5~6之间。该体系的热稳定性良好,在45℃下放置300 d后的黏度保持率为76.9%,弹性模量保持率为76.5%。该自修复凝胶体系具有较强的抗剪切性能,在45℃条件下初次成胶后经高速混调器剪切后,再次放入45℃烘箱内,成胶后再用相同的方式剪切,如此反复6次仍能成胶,成胶黏度为4430 mPa?s,黏度恢复率达到45%以上。岩心实验结果表明自修复凝胶体系对水测渗透率为1.2~4.5μm²的人造石英砂岩心的封堵率均在99%以上,残余阻力系数为68~147。     

酸化调剖实时监测系统

酸化调剖实时监测系统,通过传感器,测量人井液的压力和排量,应用数学模型和数据分析软件,计算施工过程中地层的表皮因子,并根据表皮因子的数值变化实时判断酸化调剖效果。该系统仪     

低污染调剖配套技术

文、卫、马油田进入注水开发后期，调剖措施工作量逐年加大，而全井吸水厚度、层数逐年减少，分析主要原因是调剖时非目的层污染，导致调剖措施的剖面改善及增油降水效果逐年变差。为解决这一问题，2000年以来开展了低污染调剖配套技术研究及现场应用。研究开发了“近解远堵”、CDG凝胶、预交联颗粒等低污染调剖剂体系；优化应用了低压低排量施工、分层调剖、暂堵调剖、堵酸结合等低污染调剖配套工艺。截止目前共实施低污染调剖施工38口井，平均单井增加吸水厚度3．8m/2．1层，剖面改善率提高了8．3个百分点，对应油井累计增油11206t，投入产出比1：2．9，为文卫马油田调剖技术的可持续性发展探明了新的方向。     

一种以粉煤灰为主剂的水井用调剖剂

在对某热电厂粉煤灰的粒度、化学成份、水化性等性能分析的基础上 ,介绍了一种以粉煤灰为主剂的水井用调剖剂。经室内实验分析和现场应用的效果分析 ,证明GD - 3型粉煤灰类调剖剂的堵水调剖效果好 ,为粉煤灰的综合利用找出了一条新的应用途径。     

多轮次调剖数值模拟研究

多轮次调剖是一项重要的稳油控水措施,提出了三维三相多轮次调剖数学模型,研制了多轮次调剖模拟器。综合考虑了模拟器中堵剂驱油过程中的物理特性,为高含水期油藏进行多轮次调剖油藏工程方案研究提供了有力的工具。结合具体油藏模型,进行了调剖时机、堵剂用量及封堵位置对调剖效果的影响研究。结果表明,在油田进入高含水期,要不断地进行调剖,及时进行各轮次调剖堵水措施间的接替,使油田含水得到控制,产量稳定增长。     

吸水剖面同位素污染控制研究

以濮城油田为研究对象,分析了油田注水同位素污染产生的主要原因是同位素用量问题和吸附污染与沉淀污染。从水动力学原理出发相应的污染解决办法：合理设计同位素用量;对于因水质腐蚀而出现的吸附污染,尽量采用“降低比强度法”和“注入零强度微球法”进行控制;对于沉淀污染应根据注入水的矿化度,流动温度和选用与注入水密度相匹配的同位素微球进行控制,并提出了实施过程应注意的事项,通过实施,可以有效地控制同位素污染。