深部调驱用凝胶颗粒与孔喉适应性评价

为进一步提高凝胶颗粒深部调驱效果,针对长期水驱开发油藏非均质性强、剩余油分布多的特点,开展深部调驱用凝胶颗粒与孔喉的适应性评价。通过核磁共振实验定量确定长期水驱开发过程中的孔喉半径演化过程。基于定量微孔滤膜实验,建立匹配因子(δ)与运移-封堵之间的关系。采用物理模拟动态实验,验证凝胶颗粒的深部运移、剖面改善和提高采收率性能。研究结果表明:凝胶颗粒粒径与孔喉的匹配关系对深部调驱的作用深度影响较大。当1.0δ≤3.0时,凝胶颗粒最有利于实现深部调驱。凝胶颗粒以滞留、架桥等形式对高渗透层产生有效封堵,对非均质岩心的剖面改善率可达97.2%。三层非均质岩心对比实验结果表明,在最佳匹配因子条件下,凝胶颗粒具有良好的深部运移和封堵性能,提高采收率可达29.3%。     

IPNG颗粒溶液调驱剂的注入性能试验研究

采用长岩心流动试验装置研究了自行研制的IPNG颗粒溶液调驱剂在多孔介质中的运移模式、在注入过程中岩心各测压点的压力变化规律以及岩心各段的残余阻力变化规律;采用并联岩心流动试验装置研究了IPNG颗粒溶液调驱剂在高低渗透层的选择性进入能力.结果表明,IPNG颗粒在多孔介质中通常有顺利通过、破碎通过、堵塞喉道3种运移模式,对应的IPNG颗粒粒径分别为粒径/孔喉＜4、4＜粒径/孔喉＜6时、粒径/孔喉＞6,在现场施工中应该采用具有破碎通过模式的凝胶颗粒.IPNG颗粒溶液调驱剂在高低渗透层具有良好的选择性进入能力.在注入过程中实际进入低渗层的颗粒溶液调驱剂很少,而且进入低渗层的颗粒只在入口端很短的距离.IPNG颗粒溶液调驱技术是一种能治理地层深部大孔道的应用前景广阔的提高采收率技术.     

支化预交联凝胶颗粒在油藏中的运移与调剖特性

调剖剂在多孔介质中的运移能力是影响其深部调剖性能的关键。支化预交联凝胶颗粒（B-PPG）是一种在PPG基础上发展的带有支化链的新型调剖剂,支化结构的引入能够增强其膨胀性能,提高颗粒弹性变形能力,使其通过弹性形变通过孔喉,运移至油藏深部调剖。针对该型调剖剂,设计了孔隙介质中的运移与调剖实验,重点考察了其微观运移与封堵特征、不同渗透率条件下的深部运移能力和调剖效果。结果表明,B-PPG膨胀能力较部分PPG强（体积/粒径膨胀倍数为47.3/3.6）。粒径大于喉道直径的B-PPG能够通过弹性形变通过孔喉,同时以单颗粒或多颗粒堆积的方式对孔喉形成暂时性和反复性的封堵。在匹配渗透率条件下（1.6~3.2D）,B-PPG能够运移至模型深部,实现液流转向,扩大波及体积,为实现非均质油藏深部调剖提供了可行的技术选择。     

冻胶分散体软体非均相复合驱油体系特征及驱替机理

针对高温高盐油藏研发了具有微观调控能力并可兼顾驱油效率的冻胶分散体软体非均相复合驱油体系,借助岩心流动实验和可视化实验,研究该体系特征及驱油机理。该体系由冻胶分散体和表面活性剂组成,适用于温度80~110℃、矿化度1×104~~10×10~4 mg/L的油藏,具有低黏度、弱负电性、耐温耐盐的特点,能够聚结长大,使油湿表面润湿性发生反转,水湿表面润湿性减弱,高温老化后的界面张力仍小于1×10~(-1) mN/m。软体非均相复合驱油体系能够进入岩心深部对储集层进行微观调控,岩心渗透率级差越大,调控效果越好,其驱替效果明显优于表面活性剂驱油体系、冻胶分散体或聚合物-表面活性剂二元复合驱油体系。复合驱油体系在多孔介质中的调控行为有直接封堵、架桥封堵、吸附及滞留4种,其中的表面活性剂可强化复合驱油体系的深部运移和洗油能力,通过强化洗油机理、协同乳化机理、强化润湿反转及油带聚增机理提高洗油效率,冻胶分散体和表面活性剂的协同效应增强了复合驱油体系的驱替效率。     

非均相体系在微通道中的封堵性能研究

基于大庆油田天然岩心孔隙尺度分布特征建立了微通道模型，考虑非均相体系中的分散相和连续相的变形及流动特征，以相场法建立流动模型并用有限元方法求解，模拟了分散相颗粒在微通道内的生成，并实现了颗粒分选，研究了微观孔喉结构中匹配系数和孔喉比对颗粒封堵性能的影响。结果表明，颗粒在微观孔喉结构中发生弹性封堵时，孔喉入口处压力随颗粒运移通过而呈现周期性变化；颗粒与孔喉最佳匹配系数为［1.0，1.4），此区间内颗粒能够在孔喉入口处暂时封堵，变形运移通过孔喉后恢复原形；当孔隙直径相同时，匹配系数和孔喉比越大，颗粒通过压力越大；颗粒粒径越大，颗粒通过压力临界值越小。     

丁苯胶乳深部调剖的适应性研究

利用填砂管岩心驱替实验,研究了丁苯胶乳作为深部调剖剂的封堵能力、运移特征及注入动态.实验结果表明:①丁苯胶乳可以对岩心产生一定的封堵,并且其封堵能力与地层渗透率密切相关,即当其质量分数较高时,随着乳状液颗粒在岩心中的运移,封堵能力逐渐减弱;当质量分数较低时,对于渗透率较大的岩心,乳状液的封堵能力较弱,而对于渗透率较小的岩心,封堵能力较强.②丁苯胶乳段塞可以在岩心中运移,其在高渗透率岩心中的运移速度大干其在低渗透率岩心中的运移速度.③丁苯胶乳注入不同渗透率岩心时的选择性较差.在合注分采情况下,其封堵渗透率较低岩心的能力大于封堵渗透率较高岩心的能力.④丁苯胶乳对大孔喉阻塞不明显,而在渗透率较低的油藏中,有可能在入口段产生封堵,难以实现深部调剖.但是,从岩心注入端的压力变化看,丁苯胶乳对孔喉的确具有封堵效应,问题的关键在于如何使此效应作用在油藏深部,这是今后研究中需要攻克的难点.     

柔性转向剂在多孔介质中的运移规律研究

由于油层非均质性和长期水驱,油水井之间形成了大孔道。大量注入水沿着大孔道无效循环,降低了水驱波及系数。矿场试验证明基于弹性变形通过孔喉的柔性转向剂SR-3,对大孔道实现了有效封堵,但其在地层运移规律及深部液流转向机理还需进一步深化。采用孔喉模型对SR-3在大孔道中的运移规律及其封堵大孔道产生的液流转向能力进行了实验研究。分析了喉粒径比、平均喉道长度、驱替液的注入速度对门槛压力的影响及SR-3颗粒的剪切破坏。结果表明SR-3可以变形通过窄小孔喉,在大孔道中产生沿程脉动阻力,实现深部液流转向,提高水驱波及系数。对一定孔隙,有最优喉粒径比,使SR-3在地层中平稳运移,实现深部液流转向。SR-3运移到地层深部是其提高波及系数和采收率的主要因素;SR-3的弹性变形有利于其运移到地层深部。     

孔喉尺度弹性微球运移封堵特性研究

为了进一步明确孔喉尺度弹性微球调剖剂的深部液流转向机理,通过进行理论分析,并开展微球在水驱后、聚合物驱后岩心中的运移封堵实验及多测点运移封堵实验,研究了微球在多孔介质中的运移封堵特性．研究表明：微球分子三维网络结构中高分子链的柔性及物理交联点和自由水的可动性是其具有良好的弹性变形能力和运移封堵能力的基础：微球在水驱后、聚合物驱后岩心中的运移均表现出“波动式压力变化”的特征．不同的是在聚合物驱后岩心中压力波动幅度较小,压力的波动变化说明微球在多孔介质中不断运移、封堵、弹性变形、再运移、再封堵,直至岩心深部：微球在多测点岩心中可以运移至末端测点,并可以在运移的全程进行有效封堵。微球良好的运移封堵性能是其实现深部液流转向作用、扩大波及体积并提高油藏采收率的基础：微球对水驱、聚合物驱后油藏的良好适应性,将在各种油藏进行深部调剖提高采收率的进程中发挥更大的作用。     

新型微凝胶深部调驱体系研究进展

微凝胶是一种微米级颗粒溶液或分散凝胶溶液,主要用于油藏深部调驱,具有控水和驱油双重功能。微凝胶主要依靠微米级颗粒吸水膨胀封堵地层孔喉,而且当一定数量的颗粒在喉道处堆积时,可产生封堵,使水完全绕流,实现逐级深部调驱。在调研国外微凝胶深部调驱体系研究现状的基础上,介绍了微米级微凝胶宏观形态及内部高度交联结构、受热膨胀性能以及在孔喉中的逐级封堵机理,分析了温度、盐等因素对微凝胶膨胀性能的影响,最后研究了在多孔介质中的运移及其对油藏的适应性,证实微凝胶是一项具有良好应用效果和应用前景的调驱技术。      

南堡陆地高含水油藏弱冻胶深部调驱实验研究

针对冀东油田高浅北地区油层的储层特性、非均质特征以及流体性质,评价了酚醛树脂弱冻胶体系的成冻性能。通过调节聚合物和交联剂的加量,形成了一系列成冻时间可调、强度可控的配方,并考察了不同配方冻胶的黏弹性特征,分析了弱冻胶在多孔介质中的运移-滞留规律,评价了不同条件下弱冻胶体系的驱油效果。结果表明,酚醛树脂弱冻胶体系的黏弹性较好,并受聚合物及交联剂浓度的影响较大;弱冻胶调驱体系能够实现在地层中运移—封堵—再运移—再封堵的有限度的驱油过程,起到深部调驱的作用;当弱冻胶注入量为油藏高渗孔隙体积的0.3倍时,单位堵剂的采收率增值达到最大值80%;当水驱含水率达到35%～80%时,调驱后的最终采收率为32.8%～35.9%,效果最好。     

非均质储层水驱剩余油分布及其挖潜室内模拟研究

为了挖潜长期注水开发油田水淹层内的剩余油,通过分析储层孔隙结构和孔喉大小,研制了可视化非均质模型,以录像的方法室内观察水驱剩余油形成过程,分析其分布特征及挖潜技术思路。基于弹性颗粒在孔喉结构中的材料性能,提出与储层孔喉相匹配的弹性颗粒粒径筛选原则,并通过非均质岩心水驱后颗粒调剖实验,评价该弹性颗粒的动态封堵能力和调剖效果。结果表明:油田储层普遍存在非均质性,该性质影响水驱剩余油的分布;水淹层内剩余油以非均质剩余油为主,多数存在于层内局部低渗部位,分布较为分散,其挖潜应以提高微观波及效率为主;弹性颗粒对喉道的封堵强度随粒径的增大先增大后趋于恒定,当颗粒粒径与喉道直径之比超过3时,颗粒在孔喉结构中发生破碎;封堵水淹层水流通道、挖潜层内剩余油时,选择粒径为3倍大孔喉尺寸的弹性颗粒,其效果明显。     

鄂尔多斯盆地华庆长63储层微观孔喉结构特征及其对水驱油效率的影响

应用常规压汞、扫描电镜、铸体薄片、砂岩微观模型水驱油等多种实验,讨论了鄂尔多斯盆地华庆地区长63储层微观孔喉结构特征及其对驱油效率的影响,结果表明,长63储层的储集空间主要为粒间孔,其次是溶蚀孔。应用纳米CT技术将储层的喉道分为点状喉道、缩颈喉道、片状喉道以及筛管状喉道四类;根据常规压汞实验和毛管压力曲线将研究区储层的微观孔喉结构分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类四种类型,这四种类型的储层对应的驱油效率和驱油路径有明显差异;与孔隙度相比,渗透率对驱油效率的影响更明显。     

凝胶颗粒调剖的模拟实验

采用模拟实验方法研究了凝胶颗粒在岩心中的运移特性、封堵能力及其调剖效果。利用可视化孔喉模型观测凝胶颗粒在孔喉处的变形和破碎过程;应用多测点岩心模拟实验得到的压力分布动态资料分析凝胶颗粒段塞的运移位置;利用残余阻力系数评价凝胶颗粒在岩心中的封堵能力。模拟实验结果表明,凝胶颗粒在特高渗透岩心中具有较好的运移特性,可以降低岩心的渗透率;在非均质油层中具有一定的调剖效应。另外,凝胶颗粒在注入端的堵塞较严重,而在距注入端较远处封堵能力明显减弱。     

孤岛中一区聚合物驱后储层参数变化规律

利用孤岛中一区注聚区注聚前和见聚后两口取心井岩心分析化验资料,对比讨论储层经过长期注聚开发后物性参数变化规律。通过分析认为,储层经过长期注入聚合物后,使一部分小喉道变大,孔隙之间的畅通性进一步变好,孔隙迂曲程度减小。在储层微观参数上表现为最大孔喉半径、平均孔喉半径和孔喉半径中值的增加,排驱压力和汞饱和50%压力的减小,变异系数减小,均值系数增加。在宏观参数上则表现为渗透率的增加,储层渗透性变好,而孔隙度变化值在误差允许的范围基本不变。     

稠油井调堵防一体化工艺技术

稠油油藏在开发过程中常遇到出砂、出水的问题，开采时分别进行防砂、堵水、调剖3种措施给地层带来了伤害。一次性实现防砂、堵水、调剖的工艺技术，可节约费用，减少对地层的伤害。调堵防材料在防砂的同时具有较好的调剖（堵水）效果，能实现调剖堵水防砂一体化，将该材料注入需要改造的油层，充实地层的大孔喉，颗粒胶结膨胀封堵大孔喉，并改变流体的流动通道起到调剖的作用。     

恒速压汞不能确定孔喉比

压汞法是研究岩石孔隙结构的重要方法。前人认为,常规压汞法只能确定岩石的孔隙大小及分布,恒速压汞法扩展了常规压汞法的功能,可以用来确定岩石孔隙的孔喉参数。根据本文的研究,恒速压汞法扩展的功能是对压力数据“噪音”的误读。岩石的孔隙为三维互连网络,不存在孔道和喉道的概念,每一个孔隙周围都有大小孔隙与其相连,汞液不会经过喉道才能进入孔道,而是先进入大孔隙,再进入小 孔隙。恒速压汞曲线的锯齿状特征,也不是岩石孔喉特征的反映,而是压汞仪器的机械原因所产生的压力波动。油井从岩石孔隙中采油时压力也产生波动,但波动不是因为岩石孔隙的孔喉特征所致。     

无机颗粒堵剂与地层孔隙喉道的匹配性实验

为满足无机颗粒堵剂注入不同径向深度地层的封堵需要,必须对无机颗粒堵剂与地层孔喉的匹配关系进行研究。考察了堵剂颗粒直径d50与地层孔隙喉道直径Dc的比值b以及堵剂固相含量C与地层孔喉的匹配关系。确定了粒径中值d50为25.1 μm的超细水泥作为堵剂颗粒,选择了3种不同粒径范围的油层出砂充填填砂管,换算出相应的孔喉直径Dc和b值。利用平流泵以稳定排量q将无机颗粒堵剂注入填砂管,模拟无机颗粒堵剂注入疏松砂岩地层的过程。通过测量不同（b,C）组合与相应平流泵注入压力pz的关系来表征超细水泥浆体系注入不同径向深度地层孔喉的匹配关系。应用该研究成果已实现了对近井壁疏松砂岩地层的封堵,并用于指导大港油田大孔道地层深部封堵试验。     

聚合物凝胶颗粒调剖特性评价

基于对聚合物凝肢颗粒封堵窜流通道的机理分析，提出以弹性封堵强度和破碎封堵强度作为吸水膨胀的凝肢颗粒在油藏孔隙中封堵特性的表征参数和评价指标。根据多测点岩心模拟实验得到的封堵系数分布及其动态规律，分析了凝胶颗粒段塞在岩心中的运移特性及其对窜流通道的封堵能力。综合利用上述指标参数和动态特征，可以评价聚合物凝肢颗粒的调剖特性。     

The Characteristics of Lognormal Distribution of Pore and Throat Size of a Low Permeability Core

The pore-throat size distributions (PTSDs) of low-permeability cores can be characterized by constant-rate mercury injection capillary pressure test (CMICPT), which can distinguish the pore and throat. The data from CMICPT of cores in X reservoir were analyzed. The result shows that the PTSDs are abided by lognormal distribution. The relationship between parameters α, σ of lognormal distribution of throat size in different cores and permeability is logarithmic, while those of pore size are unified. Finally, the reason why the distribution of throat size and pore size are lognormal distribution is discussed. The result will help deepen the understanding the relationship between pore structure and permeability of low-permeability reservoir.     

鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩储层微观孔喉特征差异及其成因

为分析不同沉积与成岩作用改造下致密砂岩储层的孔喉类型及其参数差异，利用物性、铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞、图像粒度与X衍射实验结果，对比了鄂尔多斯盆地合水地区延长组长8储层和薛岔地区延长组长6储层的孔喉类型，定量评价了孔喉参数，揭示了形成原因。结果表明，合水地区长8储层孔隙更为发育，粒间孔、溶蚀孔、晶间孔和微孔、弱压实成因缩颈状喉道和溶蚀成因、粘土胶结成因管束状喉道含量高；薛岔地区长6储层的孔隙类型少且发育程度较差，压实成因片状、弯片状喉道含量高。两个区块的孔隙参数差异小，喉道参数差异大，前者大喉道更为发育，喉道差异大，孔喉比大，对渗透率起贡献的喉道分布范围更宽。相同渗透率条件下，前者的平均喉道半径、主流喉道半径和孔喉比大于后者。沉积水动力条件、粒度、碎屑组分、填隙物、成岩作用类型及其改造程度是两个研究区孔隙发育程度不同、喉道类型差异和孔喉参数表现出不同特征的主要原因。