STP强凝胶调剖剂的深度调剖性能
凝胶微球深部调剖体系研究综述
中国石油大学（北京）研究生考试答题纸姓名：赵胜绪学号： 2015212184考试课程：油气田开发工程系统导论课程编号： 1302053装订线第1页（共 8 页）凝胶微球深部调剖体系研究综述摘要随着常规堵水调剖的效果日渐式微，凝胶微球深部调剖体系作为一项有效的稳油控水技术，得到了国内外油田的广泛应用。
本文从发展现状、注入封堵性能评价、与储层孔喉尺度的匹配关系、深部调剖机理以及现场应用5个方面对国内外凝胶微球深部调剖体系研究的最新进展进行了总结和分析，系统梳理了凝胶微球注入封堵性能的基本要求、表征参数、影响因素、存在的问题及对策，并对凝胶微球的发展前景进行展望，以期为凝胶微球更进一步的研究和应用提供参考。
关键词：提高采收率；油藏深部调剖；凝胶微球；综述1 引言近些年，针对水驱低效或无效循环的问题，国内外在深部调剖体系的研究与应用方面取得了许多新进展。
凝胶微球深部调剖体系，以其良好的注入封堵性能和调剖效果，被国内外油田广泛地用于研究和现场应用，为高含水油田改善水驱开发效果，提高采收率发挥着至关重要的作用[1]。
“微球”指的是纳/微米级的聚合物凝胶颗粒，在溶剂中有一定的膨胀性，受力易变形，广泛用于涂料、制药、水净化等多个领域。
1949年Baker首先引入了凝胶微球的概念，1999年Saunders B R和Vincent B从凝胶微球的合成理论、性能和应用方面做了系统总结，此阶段的合成工艺通常采用的是无皂乳液聚合，可形成空间上稳定的无胶核凝胶颗粒，颗粒具有窄尺寸分选[2]。
此后，分散聚合、乳液聚合、悬浮聚合等多种聚合方式都成功合成出了单分散的聚合物微球[3]。
2凝胶微球的发展现状凝胶微球随水注入油层，通过孔喉向油层深部运移，有效封堵高渗层或大孔道，不断改变注入水流向，从而实现深部调剖。
基于这种思路，研究人员相继开展了很多该方面的研究工作。
1997年BP，Mobil，Chevron-Texaco和Ondeo Nalco能源服务公司进行技术合作，率先研发了一种具有延时性、膨胀性和热敏性的磺化聚丙烯酰胺凝胶微球用于深部调剖，该技术被命名为“Bright Water”，而且经十多年不断完善，被证明是一种成功的深部调剖技术。
无机微粒聚合物凝胶深部调剖体系研制及应用
飞雁 滩油 田埕 １６区块 为 上第 三 系馆 陶组 构 ２
胶 ； 同时 ， 溶液 中加 人 无 机 微 粒 ， 些 微 粒 在 在 这
造岩性油藏 ， 储层为曲流河沉积相 ， 岩性为粉细砂 岩。油 藏 埋 深 １ ５ ０～１ ５ 平 均 有 效 厚 度 ２ ０ｍ， ３ ５ ０ｍ， ． 地质储 量２５× ０ ｔ平均孔 隙度３ ％ ， ６ １ ， ４ 空 气 渗 透 率 ３０７× １ ｍ ， 下 原 油 黏 度 １ ０ 地 ５ ． ｍ ａＳ地层 水 为 Ｎ Ｈ Ｏ 型 ， 始矿 化 度 ４ ７ Ｐ ・， ａＣ 。 原 ４９０ｍ ／ ， ０ ｇＬ 油藏 温度５ ６ ＝ 原 始地层 压力 ８～ ３ｃ ， Ｉ ｌ ．６ＭＰ ， 和压力 ８ ８ ａ ２ ８ ａ饱 ．５ ＭＰ 。 试验区块油层厚度大 ， 连通性好 ， 由于地层局 部高渗条带和大孔道的存在 ， 注入水发生绕流进 入水窜通道 ， 加上油层非均质性 的存在 ， 注入水推
Ａ
石
油
化
工
Ｅ Ｉ １ ＮＥ ＥＴＲＯＣＨＥ Ｃ Ｓ Ｎ ７ １ Ｐ Ｉ Ａ
Ｍ Ｌ Ｓ
展
第 ２卷第 ６期
无机 微粒 用量 ２０ ， ．％ 交联 剂用 量 ０４ ％ ， ．５ 分
２ ４ 温度 ．
别将配制好的凝胶溶液放在 ６ 恒温箱 中恒温 ， ５ｑ Ｃ 考察聚丙烯酰胺用量对成胶强度 的影响 ， 结果见
应 用效 果 。
１ 实验
２ 无机 微粒 聚合 物 凝胶体 成 胶 强度 的影 响 因素
２ １ 聚 丙烯 酰胺 用量 ．
ｏ． ０ １
１ １ 原料 ．
垒 ｏ０ ．８
嘿 嫠 ００ ．６ 餐
０ Ｏ ． ４
聚丙烯酰胺 ， 山东宝膜生产 ， 工业品； 交联剂 ，
深度调剖个性化优选及试验效果
深度调剖个性化优选及试验效果【摘要】本文针对X区块油藏条件、地质特征和开发特点，优选出适合X 油田的最佳调剖剂为铬离子调剖剂；同时根据调剖试验井组的视吸水指数、含水饱和度、调剖井组含水等情况，结合调剖井的注入剖面资料和调剖层的连通油井数及方向及注入的层段相对吸液量及调剖的层位，优化设计了调剖厚度、调剖半径及注入方式；经现场试验，取得较好效果。
【关键词】深度调剖聚合物凝胶调剖剂1 调剖目的层现状调剖目的层分别发育内前缘相砂体，分流平原相砂体，发育厚度大，连续性好，井网对砂体的控制程度也较高。
1.1 油层连通状况试验区油井以两向和多向连通为主，砂岩连通厚度比例为98.26%，有效连通厚度比例为99.61%，试验区砂岩水驱控制程度达到99.55%，有效水驱控制程度达到99.87%。
目的层以多向连通为主，连通砂岩厚度比例为92.87%，有效厚度连通比例为94%，砂岩和水驱控制程度都达到100%。
1.2 油层动用状况统计该井区及周围水井同位素吸水剖面资料，目的层在停注前吸水层数比例为92.31%，有效厚度吸水比例为100%。
目的层动用好。
其中三口调剖井同位素吸水资料显示，目的层相对吸水量为33.5%～75.5%，较高，并且层内高渗透层段单层突进现象严重，从周围连通油井目的层段补孔结果显示含水均在95%左右。
通过上述分析说明，所选调剖目的层整体动用好，存在单层突进现象，水驱调整难度大，即使通过停注、周期注水等方法仍然不能起到提高原油采收率的目的（如表1）。
2 调剖方案设计2.1 有机铬调剖剂的配方优化铬离子调剖剂以聚合物、交联剂、高效稳定剂组成，三种主要成份的浓度可调。
室内实验采用现场污水、中分聚合物、有机铬交联剂对铬离子调剖剂进行了评价，研究表明聚交比、稳定剂、聚合物浓度对凝胶强度均有较大影响，根据实验结果确定了适宜的调剖剂配方，综合考虑聚合物凝胶的成胶强度和化学剂成本，调剖配方中选定主段塞聚合物浓度为1800mg/L，前置段塞和封口段塞聚合物浓度为2000mg/L。
深度调剖及堵水
深度调剖及堵水国内几十年来在治水方面积累了大量的经验教训。
关于水井深度调剖，开始采用高强度堵剂，挤死高吸水层段，这种工艺对全层水淹的井效果显著。
而我国油田属于陆相沉积，非均质性很强，在剖面上层内渗透率差异较大，如果深度调剖施工时将水淹层段堵死，这时注水井主要吸水层段被堵死，原来弱吸水段或不吸水段开始吸水，吸水剖面改变很理想。
但是，由于注入堵剂数量有限，2m 油层挤入500m3堵剂，挤入深度只有12．6m，当低渗透层水线推进到此处时，注入水又会窜入特高渗透层，造成深度调剖失效。
这种工艺每施工一口井增产油量一般不超过500t，个别有相对隔挡层的井或有相当好的潜力层的效果会好些。
根据这一情况发展了深度调剖，即加大堵剂用量，但是，深度调剖深度与堵剂用量是平方的关系，所以堵剂用量加大很多，深度调剖深度增加得并不多。
如2m 油层挤入1000m3堵剂进行深度调剖，深度也只有17．8m ，增产量和有效期改善仍不理想。
近年来深度调剖工艺发展成调驱工艺，即将深度调剖剂改进为可动的弱凝胶（调驱剂），使得深度调剖后调驱剂段塞推进速度稍快于低渗透层段水线推进速度，直到调驱剂段塞薄到一定程度后突破，再注第二个段塞，增产量和有效期都会大幅度提高。
下面只重点介绍调驱工艺。
值得注意的是调驱工艺有两个技术关键，一是必须根据渗透率，用岩心优选驱替剂的粘度，以保证调驱剂推进速度略快于新进水层段的水线推进速度；二是为了挤入调驱剂时尽量减少加强层的伤害，注入压力必须大于调剖层段的启动压差，小于加强层段的启动压差。
这两方面都可以用岩心（或人造模拟岩心）实测。
油井堵水也有类似问题，由于堵塞半径有限，增产量和有效期都很小，所以对孔隙性油藏来说，除非全层水淹否则对层内某层段出水不宜采用堵水措施。
而对块状裂缝性底水油藏，由于无法在水井进行调整，只能利用这类油田的非均质性在油井进行堵水，开始将大裂缝堵死，这样虽然将出水通道堵死，同时也将与大裂缝连通的小裂缝的出油通道堵死，所以效果也不理想。
凝胶复合调剖工艺技术研究与应用
关 键 词 ： 剖 ； 面 ； 合 物 ； 果 调 剖 聚 效
中图分 类号 ： ３７４ ＴＥ ５． ６
文献 标识码 ： Ａ
文章 编号 ：ｏ ６ ７ ８ （０ １ １～０ ９一 ｏ １０— ９１２ １ ）３ ０５ ２
注入 水 容 易在 预交 联 颗粒 之 间窜 流 ， 一方 面 注 入 另 的预 交联颗 粒 段塞在 渗流过 程 中段 塞式 移动性 能变 差： 在高渗透 带 中的预 交联 颗粒 移动 较快 ， 导致 注 入 水过 早 突破 堵剂 段塞 而影 响波 及效 果 。凝胶 复合调 剖技 术 就是 在 注入 预 交联 颗 粒 过 程 中 ， 据 油 藏渗 根 透性 等不 同情 况 ， 同时或交 替注 入交 联聚 合物 、 化 硫 橡胶 颗粒 、 石灰 泥段塞 ， 防止注 入水过 早 突破堵 剂 段 塞 ， 高注 入段 塞 的整 体 移动性 能和 波及 效果 。 提 ２ 改进与 完善
堵 塞效 应 ： 水溶 胀 的 预交 联 颗粒 在 地层 孔 隙 遇
近 井 地 带
过 渡地 带
１５ ２５ ～
５ ５ ０
５ ～约 ｔ ２ 距 Ｏ ／井
空 间延迟 膨胀 ， 对大 孔道 或高渗 透带造 成 堵塞 ， 高 提 注水 压力 ， 启动 较低 渗透性 储层 ， 到调整 层 间矛盾 达 的 目的 。 流动 波 及效 应 ： 续 注 入 的调剖 剂 在 地层 中形 连 成一 个 可移 动 的段 塞 或柔 性 集 团 ， 在后 续 注入 水 的 作用 下 ， 一方 面沿 注入 井 向油井渗 流移 动 ， 产生流 动 波及效 应 ， 另一方 面在 段塞 移动 沿程 ， 注入 水沿段 塞 外 围绕流 ， 高 注入水 的波 及系 数 。 提 由于 预交 联 颗 粒 堵剂 在 地面 已经 发 生交 联 ， 注 入地 层 中 的预交 联 颗 粒之 间互相 独 立 渗 流 ， 方 面 一
凝胶调剖调驱体系评价研究
凝胶调剖调驱体系评价研究凝胶调剖调驱体系评价研究摘要：沈84-安12块和沈67块是沈阳油田砂岩开发主力区块，地层油藏经过多年开采，油水井之间形成水流优势通道，注水形成无效循环，水驱动用程度低。
从2010年开始，两个区块均开始进行深部调剖调驱。
该文针对两个区块地质和施工工艺特征，从水质、地温、搅拌时间等不同影响因素进行考虑，对铬交联凝胶的配方进行优选，寻求一种最适宜凝胶体系，使其成胶时间可控、强度可调、稳定性好，成本低廉。
为现有的调剖调驱现场施工提供性能较高的凝胶体系。
关键词：调剖调驱有机凝胶引言铬凝胶体系能够提高注入水的粘度、改善不利的流度比、调整吸水剖面，提高波及效率从而达到最大限度提高原油采收率的目的，是一项很有吸引力的三次采油方法。
铬凝胶具有成胶时间可控、增粘性大、易脱水，适合于现场注入水配制等特点而且铬凝胶有很好的流动性，能够大量注入油藏深部，在多孔介质中以微凝胶状态运移，不易受油藏中。
一、室内实验沈84-安12块和沈67块调剖调驱地层平均深度1900米，地温70℃左右，调剖调驱用水分别采用沈四注来水和沈三联来水。
该研究针对两个区块用水不同，对铬交联体系交联体系分别进行正交评价。
实验分别采用沈84-安12块注入水，实验温度70℃，聚丙烯酰胺浓度0.15%。
1.沈84-安12块成胶评价铬交联以分子间交联为主、分子内交联为辅，形成三维网状结构的凝胶体系，强度大。
所以铬交联体系主要采用超高分子量的聚丙烯酰胺进行，该实验选用聚丙烯酰胺分子量2600万，水解度12%，溶解速度较慢。
结合早期有机交联实验经验，选取0.2%左右浓度聚丙烯酰胺与三个系列铬交联体系进行实验。
0.2%聚丙烯酰胺初始粘度在410mpa.s左右，采用0.15%浓度交联剂，成胶时间在24h以内，强度均在10000mpa.s以上，成胶时间快，强度大，所以有必要优选较低浓度体系，以降低施工成本。
可以看出，交联剂浓度0.12%时，成胶顺序为1#大于2#大于3#。
聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究
聚合物凝胶调剖体系的优化应用研究聚合物凝胶是一种由交联网络结构组成的高分子材料，具有多种优良的性能，比如具有弹性，可塑性，可挤出性，制备简便，价格低廉等特点。
这些特性使得聚合物凝胶在医药领域、化工领域、生物领域等多个领域得到了广泛的应用。
聚合物凝胶在生物材料领域的应用尤为突出，比如用于组织工程、药物传递、生物传感器等方面，取得了显著的成果。
聚合物凝胶在实际应用中还存在一些不足之处，比如其力学性能和生物相容性有待改进，凝胶调剖体系的优化应用研究就是为了解决这些问题。
本文将从聚合物凝胶调剖体系的基本原理、优化方法和应用研究等方面展开讨论。
一、聚合物凝胶调剖体系的基本原理聚合物凝胶调剖体系是指一种将聚合物凝胶与其他辅助物质相结合，形成一种能够在特定条件下调节凝胶性能的体系。
常见的聚合物凝胶调剖体系包括温度敏感型凝胶、PH敏感型凝胶、离子敏感型凝胶等。
这些凝胶在受到外界刺激后会发生结构的改变，从而改变其力学性能和生物相容性。
温度敏感型凝胶是最常见的一种调剖体系，其原理是通过温度的变化来改变凝胶的溶胀度和网络结构，从而控制凝胶的力学性能。
PH敏感型凝胶则是通过溶液的PH值对凝胶进行调控，从而改变其溶胀度和分子链的交联密度。
离子敏感型凝胶则是通过溶液中离子的浓度变化来改变凝胶的结构和性能。
1. 材料选择优化聚合物凝胶的性能取决于其材料的选择，因此通过优化材料选择，可以改善凝胶的力学性能和生物相容性。
比如可以选择弹性模量高、生物相容性良好的聚合物作为凝胶的基体材料，同时利用添加剂来增加其溶胀度、降低水解性等。
2. 交联结构优化凝胶的交联结构直接影响其力学性能和生物相容性，因此可以通过优化交联结构来改善凝胶的性能。
比如可以调节交联密度、交联方式，或者通过引入交联增强剂来改善凝胶的力学性能。
3. 制备工艺优化凝胶的制备工艺对其结构和性能有很大影响，因此可以通过优化制备工艺来改善凝胶的性能。
比如可以通过调节反应温度、反应时间、溶剂选择等条件来控制凝胶的结构和性能。
凝胶类调剖体系解读
转换压力（KPa）
53.3
54.2
53.5
47.0
45.7
矿化度对CDG体系成胶的影响
4)PH值的影响
将浓度为1000mg/l聚合物的放置第7天时，测定转换压 力与 PH 值的关系。实验中所用的聚合物是 3630S ，聚合物 ／交联剂的质量比为10∶1，温度为75℃。
PH值对体系成胶情况的影响
PH值 转换压力（Kpa）
按聚合物（主要是部分水解聚丙烯酰胺HPAM）分子发生交联
反应官能团，制备胶态分散凝胶的交联剂分为3类：① 与水溶性 聚合物分子中酰胺基团作用的有机醛类交联剂；② 能与聚合物
分子中羧酸基团作用的有机金属交联剂；③ 与聚合物分子中羟
基起作用的有机金属交联剂和有机硼交联剂。使用不同的交联体 系形成聚合物凝胶的机理就不一样。
醋酸铬溶液中醋酸根-铬键接方式及结构
醋酸铬结构
Ac H2O
Ac
Ac
Ac OH
Cr OH Cr OH Cr OH OH
图2.6 环状的醋酸铬三聚体
图2.7 线型的醋酸铬三聚体
对于醋酸铬与聚丙烯酰胺的交联机理，到目前仍没有较明确的解释。 更多的研究人员，把醋酸铬与聚丙烯酰胺的交联反应看作是聚丙烯酰胺
CDG发展概况
Mack和Smith认为，柠檬酸铝与聚丙烯酰胺形成
胶态分散凝胶的机理是分子内交联。由于聚合物和交
联剂的浓度很低，分子间碰撞机会少，不能形成分子 间交联的三维结构。
胶态分散凝胶存在一个临界压力（即转变压力，
Transition Pressure）， 低于此压力时，胶态分
散凝胶能有效地封堵多孔介质；高于此压力时，胶态
可 动 凝 胶
柠檬酸铝等 高分子量HPAM 600-1500mg/l 醋酸铬， 有机体系等 成本低，成胶时间长、强 度可调、可用污水配制； 可设计为组合段塞而具备 调驱功能； 适合深部调剖。
调剖调驱效果分析方法简述
调剖调驱效果分析方法简述何禹羲(沈阳采油厂工艺研究所， 辽宁 沈阳 110316)摘要：在对石油进行处理的过程中调剖技术是对陆上石油提升开采效率、有效实现老区长稳发展的一项重要技术，同时也是水驱开发到一段时间之后进行深度挖潜的一个技术，是提升层系井网发挥作用的必要方法，是提升油田单井产量的有效方法。
就目前的情况，为了能够有效地提升油田整体产量，区块整体调剖可以有效地替代目前石油调剖堵水的情况，所以，调剖调驱的效果来分析，主要分成两个情况：区块整体调剖调驱的效果、不同井组的调剖调驱效果分析。
关键词：调剖调驱；压降分析；效果分析中图分类号：TE357 文献标识码：A0 引言鉴于大部分老油田处于开发后期，调剖调驱成为老油田稳产增产的主要措施手段。
由于地质油藏的复杂性、调剖剂多样性，在大部分油田调剖调驱工作目前仍处于开发试验阶段，因此如何有效的、准确的分析调剖的效果，不仅能直接反应施工的成功与否，为下一步措施提供必要依据，同时能反馈到前期方案设计中，使科研人员能更进一步了解地质情况、堵剂的适用性，以及各种设计参数的合理性。
1 深部调驱作用机理概述(1)注入水的流度比在使用调驱剂的过程中会得到有效地提升，同时，在一定程度上还会让处在低渗的石油得到良好的驱动。
此外，石油调剖调驱机在成胶的过程中，地下普通的聚合物存在的变化并不是很大，所以，水量的流度比在注入阶段都可以得到有效地提升，这样就可以有效的让原有的压差小于凝胶变换成压力并且对得到有效地控制。
(2)在具体使用的过程中，能够对残余的油进行有效地改变，这样可以保证石油的移动状态。
(3)在对石油注入水躯体的时候，就会出现高渗或者是下级孔道移动情况。
在具体实践的过程中，当凝胶的压力非常小的时候，就会出现堵塞的情况，当凝胶的压力比较大的时候，凝胶就会在石油的底层移动。
而且凝胶的移动的过程中还会受到水冲刷以及底层石油剪力的作用，这样就会导致凝胶出现继续移动的情况，这个过程会持续到凝胶压差比较低的部分出现堵塞，出现这样情况的时候可以通过纵向与水平的调剖作用，这样就可以使石油在不同的程度上被注入的水波能够得到有效地提升。
凝胶颗粒调剖剂评价及矿场应用
2013年2月舒俊峰等．凝胶颗粒调剖剂评价及矿场应用15凝胶颗粒调剖剂评价及矿场应用舒俊峰1，张磊2，陈勇1(1．中国石化中原油田采油四厂，濮阳457001；2．中国石油大学(北京)，北京102249)[摘要]为了挖掘文南油田储层剩余油潜力，开展了深部调剖技术。
对自制的一种抗高温耐盐凝胶颗粒调剖剂首先进行了室内静态评价和动态模拟实验，结果表明，固相含量3．0％、粒径范围0．04—0．30m m的颗粒堵剂能适应文南油田深度调剖的需要。
矿场实践表明，该调剖技术能起到明显增油降水效果，文33—28井压力由调驱前初期的13M Pa上升至34M Pa，对应油井含水率由95％下降至75％。
[关键词]高温高盐油藏深部调剖凝胶颗粒油藏地质条件文南油田位于东濮凹陷中央隆起带文留构造南部次级地堑内，是一个异常高压、高温复杂断块油气藏，具有储层埋藏深、发育不稳定、油藏类型多等地质特征。
经过多年的开发，已进人高含水开发期，受复杂地质特征的影响，文南油田动用状况较好的一类主力层目前已大面积水淹，而储层物性较差的二类层水驱动用困难。
在油井开采过程中，含水率快速上升，无水采油期短，表明油层中存在着大量的天然裂缝，且钻井取芯资料显示储层非均质性极强，高渗层渗透率超过2．02灿m2(2．O达西)，渗透率级差20。
为改善油田开发效果，笔者对用于深部调剖的调剖剂进行筛选评价，选出能满足文南油田深部调剖的调剖剂，并将其用于矿场试验。
l深部调剖调剖剂筛选从深部调剖考虑，选择了高温抗盐凝胶型颗粒调剖剂、无机凝胶调剖剂、橡胶颗粒调剖剂等3种调剖剂，在现场实施过程中发现，无机凝胶调剖剂在施工时注人压力上升较快，后续调剖剂注入困难；橡胶颗粒调剖剂虽然具有耐温、抗剪切的优点，是一种机械堵塞较强的体系，但在施工过程中增压快、压力高、注入困难，不适应文南油田高压低渗的油藏调剖。
而耐盐抗温凝胶颗粒调剖剂中由于含有大量的羧基、酰胺基等吸水基团，吸水量大，具有良好的保水性能，可在体层中滞留，并且溶胀后的凝胶为弹性体，在压力等作用下能变形，向地层孔隙中运移，达到调剖堵水的目的。
凝胶深部调剖效果数值模拟预测
凝胶深部调剖效果数值模拟预测
陈玲玲
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2013(000)008
【摘要】凝胶深部调剖效果预测是调剖设计的重要内容.本文从模拟、刻画凝胶剂角度,阐述了传导率法、流体法和混合法等三种模拟凝胶深部调剖方法,论述了这三种模拟方法驱替特征,对比分析结果显示混合法对油藏的作用效果与深部调剖基本原理更接近,其预测的效果更具有可信度.
【总页数】2页(P53-54)
【作者】陈玲玲
【作者单位】大庆油田有限责任公司采油工程研究院,黑龙江大庆163000
【正文语种】中文
【中图分类】TE358
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分子体凝胶驱油调剖体系性能评价和矿场试验
液组合段 塞在 非 均质 岩 心 上做 深部 调 剖 驱 油 实验 ， 定在 初 始 水 驱 的基 础 上提 高原 油采 出程 度 测
３ ％以上 ； 矿 场试验 中， ０ 在 通过 大剂量的 分子体 凝胶 ＋聚 合 物溶 液 组合段 塞调 驱 ， 注水 井吸 水剖 面 大 大改善 ， 产油 井含 水率 明显 下降 ， 油量上升 ． 明分子 体凝胶 能 够改善 波及 系数 ， 采 说 增加水 驱含 油 面积 ， 大大提 高原油采 收 率 ．
维普资讯
Hale Waihona Puke ２０ 年 １ ０８ 月 西安石油大学学报（ 自然科学版 ）
Ｊ ｕｎｌ ｆ ｉ ｎＳ ｉ ｕＵｎｖｒｔ（ ａｕａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏｒａ ｏ ｈｙ ｉ ｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） Ｘａ ｏ ｅｉ ｅ ｉ
Ｊｎ． ０ ８ ａ ２０
李宜强 ， 沈传海２景贵 成 ，
（． １ 大庆石油学 院 提高油气采收率教育部重 点实 验室 ， 黑龙江 大庆 １３ １ ； ６ ３８
２ 长庆油 田 第三采油技术服务处 ， ． 陕西 西安 ７ ０ ２ ） １ ０ １
摘要 ： 了提 高注入 水 波及 系数 ， 到深部调 剖 的效 果 ， 用 由聚 丙烯 酰胺 和适 当浓度 交联 剂组 成 为 达 采 的分 子体凝胶 调 剖体 系． 通过 岩 心 实验 ， 测定残余 阻力 系数 达到 ８ ． ； ３ ５ 采用分子体 凝胶 ＋聚合物 溶
链 内部交联 为 主 ， 同时还具 有 剪切稀 释 的特性 ， 以 所 凝胶 颗粒在 油层 中具 有可 流 动 性 ． 着凝 胶 溶 液 向 随
（） １分子体凝胶溶液实验配方． 相对分子质量为 １ ０ 万的 Ｈ Ａ 水解度 １％～２％， ０ ７ Ｐ Ｍ， ７ ３ 质量分数为
新型凝胶颗粒调剖剂的现场应用
新型凝胶颗粒调剖剂的现场应用宋 明 张 勇 焦亚龙 李小奇 张 达 祝明华 张体田（中原油田油气储运中心）摘 要：油田特高含水阶段，调剖是提高采收率的重要工艺措施。
按照SY/T 5590-2004《调剖剂性能评价方法》研制了新型凝胶颗粒，介绍了新型凝胶颗粒的波动驱油调驱机理和主要技术指标，密度0.8～1.5g/cm 3，膨胀倍数3～6倍，耐温90～120℃，不受矿化度影响，弹性和韧性好，具有较好的热稳定性。
制定了选井原则。
从注入设备、段塞的优化组合及压力和排量控制等6个方面总结了现场应用中的经验和认识。
现场施工35口井，水井有效率100%，对应油井件效率65.8%，累计增油12,580t。
关键词：预交联，凝胶颗粒，调剖，耐高温，段塞Field Application of New Gel Particle Profile Control AgentSONG Ming ZHANG Yong JIAO Ya-long LI Xiao-qi ZHANG DaZHU Ming-hua ZHANG Ti-tian(Oil and Gas Storage and Transportation Center of Zhongyuan Oilfield Branch ）Abstract: In the period of extra-high water cult of oil field, profile control is an important technological measure to improve recovery. According to SY/T5590-2004, Profile control agent performance evaluation method, a new type of gel particle is developed. This paper introduces the oil displacement and regulation mechanism and the main technical indicators of the new type gel particle, with the density of 0.8~1.5 g/cm3, expansion ratio of 3~6 times, the heat resistance of 90~120 °C, unaffected by salinity, good elasticity and toughness, and good thermal stability. It formulates the principle of selecting the well, and summarizes the experience and understanding in the field application in six aspects such as injection equipment, optimization of the slug combination, and stress and displacement control. During the on-site construction, there were 35 wells with 100% of water well efficiency, 65.8% of corresponding well component efficiency, and an increase of 12,580 tons of oil.Keywords: pre-crosslinking, gel particles, profile, high temperature resistance, slug作者简介：宋明，本科，工程师，主要从事油气田开发及调剖调驱方面的研究工作。
注水井调剖技术
水驱
聚驱
水驱
58.4
68.6
76.9
25.5
19.6
根据吸水剖面资料分析, 随着CDG体系累积注入量增加，改善了水、油流度比，调整了注入剖面，达到了进一步扩大波及体积的目的
层号
砂岩
有效
渗透率
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
20
40
6、聚合物凝胶深度调剖剂与复合颗粒封堵剂的配伍性
实验结果表明，加入复合颗粒后聚合物凝胶深度调剖剂的成胶时间和粘度未受到影响，凝胶的粘度反而增加。
因颗粒加入比例过大，无法测
3
无法测试
4.0
3000
6
因颗粒加入比例过大，无法测
3
无法测试
3.0
3000
5
3
32772.5
1.5
3000
4
3
30005.3
大庆油田公司采油工程研究
图1 北一段西聚合物驱工业性试验区井位图
5.现场应用效果分析
凝胶驱与聚驱相比，具有较高的残余阻力
流动凝胶驱注入压力上升幅度较大。6口注入井平均注入压力由7.1MPa上升到注胶态分散凝胶结束时的11.24MPa，上升了4.14MPa
7.1
971
8.32
1.0
3000
3
3
24035.5
0.5
3000
2
3
24203.8
0
3000
1
凝胶颗粒调剖剂评价及矿场应用
凝胶颗粒调剖剂评价及矿场应用1. 引言- 调剖剂在油田和矿场中的重要性- 凝胶颗粒调剖剂的特点和优势- 论文的研究目的和意义2. 凝胶颗粒调剖剂的制备方法和性质- 凝胶颗粒的制备方法和原理- 凝胶颗粒的物理和化学性质- 凝胶颗粒调剖剂的配制和性能参数3. 凝胶颗粒调剖剂的评价方法- 表面张力测试法- 过滤率测试法- 流变学测试法- 小型储层模拟实验- 应用实例评价4. 凝胶颗粒调剖剂在矿场应用与效果- 凝胶颗粒调剖剂在矿井注水中的应用- 凝胶颗粒调剖剂在堵漏中的应用- 凝胶颗粒调剖剂在防突水中的应用- 凝胶颗粒调剖剂在提高采收率中的应用- 实验结果分析与总结5. 结论与展望- 凝胶颗粒调剖剂的优越性和应用前景- 引言中提到的研究目的和意义的实现和未来发展方向- 对工程实践的启示和建议引言调剖剂是一种在油田和矿场中广泛应用的地质压裂技术，它能够改善油藏或矿床中流体的分布，从而提高采收率和生产效益。
而凝胶颗粒调剖剂则是一种新型的调剖剂，其特点是具有较高的透水性和良好的可控性，在注入井体后能够迅速凝胶，从而形成一种具有高度孔隙度、高度渗透性和高度选择性的阻塞层，阻减高渗透区域的水流动以及提高低渗透区域的液体渗透率，达到增强油水(矿石)分离效果的目的。
本论文旨在对凝胶颗粒调剖剂进行评价和分析，并探讨其在矿场应用的效果。
本文将分为以下五章：第一章为引言部分，概述调剖剂在石油与矿产开采中的作用及凝胶颗粒调剖剂的特点和优势，同时简述论文研究目的和意义。
第二章将介绍凝胶颗粒调剖剂的制备方法和性质。
在此章节中将会详细介绍凝胶颗粒的制备原理，物理和化学性质，以及凝胶颗粒调剖剂的配制方法和相关性能参数。
第三章将重点介绍凝胶颗粒调剖剂的评价方法。
包括表面张力测试法、过滤率测试法、流变学测试法、小型储层模拟实验以及应用实例评价等评价方法，以此评估凝胶颗粒调剖剂的性能表现。
第四章将探讨凝胶颗粒调剖剂在矿场中的应用和效果。
重点介绍凝胶颗粒调剖剂在矿井注水中的应用、凝胶颗粒调剖剂在堵漏中的应用、凝胶颗粒调剖剂在防突水中的应用以及凝胶颗粒调剖剂在提高采收率中的应用。
高温凝胶深部调剖剂的研究及在华北油田西柳10断块的应用
高温凝胶深部调剖剂的研究及在华北油田西柳10断块的应用吴刚;余吉良;林岳华;游靖;谢刚;邓小红【摘要】Since Fault 10 in Xiliu Huabei Oilfield is featured by high temperature, middle porosity and low permeability, a high-temperature gel deep profile controlling agent with the modified phenol-formaldehyde resin as cross-linkage agent is studied on the basis of reservoir characteristics. The basic recipe is determined through the laboratory experimental study, and the influence of polymer, cross-linking agent, aid cross-linking agent and de-oxygen agent usage on gel viscosity and gelling time are observed and studied. The results indicate that the formula of gel is adapt to reservoirs with temperature at 120 *C, and has the advantages of good heat stability. The initial gel viscosity is lower than 100 mPas and the gelling viscosity is higher than 14Pa.s.The deep modified profile agent has been used in Fault 10 Xiliu and good effect has been obtained.%华北油田西柳10断块是高温中孔低渗油藏,基于油藏物性开展了以改性酚醛树脂为交联剂的高温凝胶深部调剖剂的研究.通过室内试验确定了高温深部调剖剂的基本配方,考察了聚合物、交联剂、促交剂、除氧剂用量对凝胶黏度、成胶时间的影响.结果表明,配方体系适应120℃的地层温度,热稳定性好,初始黏度小于100 mPa·s,成胶黏度大于14 Pa·s.该调剖剂已在西柳10断块整体调剖中得到应用,取得了良好的控水稳油效果.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2012(034)001【总页数】4页(P100-102,106)【关键词】改性酚醛树脂;高温深部调剖剂;室内试验;现场应用;华北油田【作者】吴刚;余吉良;林岳华;游靖;谢刚;邓小红【作者单位】中国石油华北油田分公司,河北任丘062552;中国石油华北油田分公司,河北任丘062552;中国石油华北油田分公司,河北任丘062552;中国石油华北油田分公司,河北任丘062552;中国石油华北油田分公司,河北任丘062552;中国石油华北油田分公司,河北任丘062552【正文语种】中文【中图分类】TE358+.3华北油田西柳10断块为高温中孔低渗油藏，油层温度120 ℃，平均孔隙度17.7%，平均有效渗透率17.1 mD。
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文章编号:1000-0747(2004)03-0133-03STP强凝胶调剖剂的深度调剖性能景贵成1,高树生1,熊伟1,李长忠2(1.中国石油勘探开发研究院廊坊分院渗流流体力学研究所;2.中国石油长庆油田)摘要: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4.45 MPa/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关键词:强凝胶;调剖剂;成胶时间;突破压力;非均质模型中图分类号:TE39 文献标识码:A 油藏经长期注水开发,尤其是近井地带调剖后,注入水可绕流再次进入原高渗水窜通道。
要进行深度挖潜,必须应用深度调剖技术[1-3],使注入水在油层深部转向。
对于非均质性较强、裂缝发育、水窜严重的油藏,深度调剖注入剂量大,注入时间长,调剖剂应有合适的成胶时间和较高的封堵强度。
笔者研制的STP聚合物凝胶调剖剂可调节成胶时间,具有较高凝胶强度,可用于深度调剖。
1凝胶体的形成原理及其调剖作用机理1.1形成原理STP调剖剂由聚丙烯酰胺、交联剂和延缓剂组成。
聚丙烯酰胺的水解度为17.6%(大庆试剂厂生产),分子量为400万～700万,在成胶液中的浓度为5～6 g/L;交联剂为Na2Cr2O7+NH4Cl的氧化还原体系,浓度为1～1.5g/L;延缓剂是加入乙二醇的乳酸/丙酸/乙酸有机酸复配体系。
调节延缓剂用量可控制成胶时间(12～144h),适用温度为35～80℃;交联剂中用氯化铵作为还原剂,与PAM形成的凝胶均匀、透明性好,不产生悬浮物或絮状物,不生成有毒气体。
NH4Cl将Cr6+还原为Cr3+,有机酸与Cr3+络合,形成有机酸铬络合物,主反应如下:Cr2O72-+2NH4++6H+※2Cr3++N2+7H2O反应物摩尔比:NH4Cl∶Na2Cr2O7=2.1∶1～2.5∶1总有机酸:Cr3+=10∶1～22∶1丙酸根和乳酸根通过形成配位共价键的Cr3+—COO-络合物而保护活性高的Cr3+,提供延缓交联体系。
认为凝胶化反应是通过配合体交换过程来实现的,使Cr3+由配体从络合物中解离出来,Cr3+再通过与水络合、多次水解及羟桥作用形成铬的多核羟桥络离子,该络离子可与PAM的—CONH2和—C OO-配位,但在酸性条件下主要通过—CONH2交联形成凝胶体。
1.2调剖作用机理调剖剂堵水以聚合物凝胶的物理堵塞为主,兼有吸附和动力捕集作用。
由于聚合物链上有许多反应基团与交联剂发生交联作用,形成的网状结构把水包含在晶格结构中,形成具有黏弹性的凝胶体,在孔隙介质中形成的物理堵塞阻止水流通过或改变水流方向;未被交联的分子及分子上的极性基团可卷缩在孔道中或称为被孔隙空间捕集,也具有阻碍水流动的作用;同时分子链上的极性基团与岩石表面相吸附,这些高分子链及凝胶体增强了岩石表面的“黏糊”性,提高了调剖剂对岩石的残余阻力,即增强了堵水效果[4,5]。
2STP凝胶性能岩心流动实验与评价2.1实验评价系统与步骤实验药品包括聚丙烯酰胺、重铬酸钠(分析纯)、氯化铵(分析纯)、氢氧化钠(分析纯)、盐酸(37%,分析纯)、氯化钠(分析纯)、乙二醇(化学纯)、乳酸(化学纯)、丙酸(化学纯)、乙酸(化学纯);实验岩心为石英砂—环氧树脂胶结人造岩心;实验设备包括岩心夹持器、Ruska 平流泵、恒温箱、压力传感及采集分析系统等。
实验步骤:①水测原始渗透率;②注入配制好的调剖剂;③将饱和调剖剂的岩心置于55℃的恒温箱中,待调剖剂成胶后水驱,记录注入压力、突破压力、残余阻力系数、封堵率和冲刷曲线。
2.2成胶时间选取10支渗透率相近(5D)的岩心(直径25mm,长度100mm)接入注入系统,分别注入STP液1.0PV,置于恒温箱中,定期取出一支测定突破压力及残余阻力133 石 油 勘 探 与 开 发 2004年6月 PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPM E NT Vol.31 No.3系数。
测定结果(见图1),随反应时间增加,突破压力增大,72h 后突破压力基本不变。
因此该延缓交联体系在岩心中完全成胶的时间大致为72h。
图1 岩心中突破压力梯度与交联时间关系图2.3封堵的选择性采用高、低渗透率的两支岩心组成双管平行模型,模拟有隔层的非均质地层。
以笼统注入方式,模拟评价STP 调剖剂封堵的选择性。
选取两支岩心,直径为25mm 、长度为100mm ,原始渗透率分别为5.62D 和0.57D ,相差10倍。
在实验温度一定、调剖剂总注入量为1.0PV 的条件下,测定了高、低渗透率岩心的残余阻力系数(即K 0/K 1;K 0为封堵前水测原始渗透率,K 1为封堵后水测渗透率),结果见图2。
图2 高、低渗透岩心封堵后残余阻力系数随注入水量变化曲线 从图2可见,封堵后测得的高、低渗透岩心的突破压力梯度分别为4.45MPa /m 和3.46MPa /m ,经50PV 水冲刷后残余阻力系数分别为4962和482,相差13倍。
封堵后,原高渗透岩心有较高的突破压力梯度和残余阻力系数,说明该调剖剂具有一定的选择性,在注水井调剖中可优先进入高渗透地带封堵水窜通道。
2.4封堵强度与稳定性测定了不同渗透率岩心封堵后注水冲刷过程中封堵率的变化,结果见表1。
从表1看出,4支实验岩心的初始封堵率都大于99.9%,经过50PV 的注入水冲刷后封堵率仍高于99.8%,表明该调剖剂不仅封堵能力强,而且冲刷稳定性好。
表1 注水冲刷过程中不同渗透率岩心封堵率变化表注入水量(P V )封堵率(%)岩心1岩心2注入水量(PV )封堵率(%)岩心3岩心4199.9299.93599.9699.91299.9399.901099.9299.85399.9199.951599.9599.86499.9499.922099.9399.82599.9399.942599.9099.841099.8899.903099.9499.812099.8799.853599.9199.823099.8999.884099.9099.824099.8699.834599.9399.845099.9099.865099.9299.812.5深度调剖驱油实验模拟选取6支人造岩心(直径25mm ,长度200mm ),分成两组,每一组分别由3支岩心相互串联,构成非均质模型,模拟无隔层的不同封堵深度的高、低渗透油层的注水驱油结果,实验流程如图3所示。
模型饱和原油温度为55℃,此温度下黏度为22.3mPa ·s 。
把岩心接入流程,饱和原油后水驱,由于两层的渗透率差异较图3 深度调剖驱油实验流程图134石油勘探与开发·油田非注水开发 Vol .31 No .3 大,高渗透层迅速水淹,总产出液含水达98%时高渗透层采收率为19.28%,而低渗透层采收率仅为5. 02%,两层合计为24.3%(见图3a),此时高渗层已形成了水流通道,低渗透层几乎不出液。
这时注入STP 液0.33PV,实施第一次封堵,调剖剂主要进入1号岩心,完全成胶后水驱,注入水转向,主要驱替4号岩心中的残余油,此时大部分注入水经4号岩心进入高渗透层(2号和3号岩心),主要波及低渗透层前部,而后部(5号和6号岩心)波及率较小,最终合层采收率增加了22.5%(见图3b);当总产出液含水达98%时再注入STP液0.33PV,实施第二次封堵,调剖剂主要进入1号和2号岩心,完全成胶后水驱,其波及体积增加,相对于第一次封堵采收率增加了15.4%(见图3c);当总产出液含水达98%时再注入STP液0.33PV,实施第三次封堵,调剖剂主要进入1号、2号和3号岩心,完全成胶后水驱,波及体积进一步增大,相对于第二次封堵采收率增加了6.9%(见图3d),总采收率达到69.1%。
上述驱替实验表明,调剖剂成胶后封堵高渗透岩心,可迫使注入水改变水流通道,扩大波及范围,高渗透层产水量下降,产油量提高,低渗透层由不出液变为产油;此外,还表明STP调剖剂兼具调、驱双重功效,在增大低渗地带的注水波及程度的同时,还可驱替高渗地带残余油,进一步提高其采收率。
3矿场应用实例简介大庆油田萨中开发区S3油层组深度1250m,含油面积11.27km2,地质储量1206万t,地层温度55℃,地层水矿化度3873.14mg/L。
1968年采用面积注水井网投入开发,截至2000年累计注水1640.7万m3,累计采油437.3万t,采出程度为36.26%,区块综合含水87. 6%。
2000—2001年用STP调剖剂对注水井吸水剖面进行深度调整,处理半径12～20m,共施工48井次,调剖剂单井用量312t,成功率91.2%,平均有效期7months,取得明显效果,主要表现为:①综合含水由87.6%降至70.4%,稳定在74%以下,2000年9月为70.6%,2001年5月为72.1%,2001年10月为73.8%。
②年产油量稳定或递减缓慢。
调剖前1999年3月至2000年2月的产量自然递减率为8.6%;调剖后年产量自然递减率明显变慢,2000年3月至2001年2月为6.7%,2001年3月至8月为4.3%,2001年9月至10月为3.5%。
③水驱特征曲线明显变缓,说明水驱储量和可采储量增大。
经测算,水驱储量增加204万t,可采储量增加52万t,同一阶段采收率也得到相应提高。
4结论STP强凝胶调剖剂封堵能力强,稳定性好,具有一定的选择性。
深部调剖驱油模拟实验结果表明,在同一岩心上逐步加大封堵深度,可使油层采收率在原有基础上继续提高。
深部调剖可增加注入水对低渗透层的波及程度,未成胶的调剖剂液通过高渗透层时还可驱替其中的残余油。
矿场试验证实,将其用于开发中后期高含水油田的深度调剖,可使其综合含水下降,年产油量稳定或递减缓慢,效果显著。
参考文献:[1] 刘翔鹗.堵水和剖面调整技术在中国油田的发展和应用[A].第五次国际石油工程会议论文集[C].北京:国际文化出版公司,1995.84-101.[2] 冯其红,陈月明,等.盘2-23块油藏整体调剖设计及效果评价[J].石油勘探与开发,1999,26(4):82-84.[3] 蔡燕杰,赵金亮,等.孤岛油田中一区聚合物驱油井见效特征及影响因素[J].石油勘探与开发,2000,27(6):63-64.[4] 戴彩丽,周洪涛,等.影响酸性铬冻胶成冻因素的研究[J].油田化学,2002,19(1):29-32.[5] 潘竟军.一种用于深部调剖的聚合物强凝胶堵剂的研究[J].油田化学,2002,19(1):39-42.第一作者简介:景贵成(1976-),男,河南宁陵人,获硕士学位,现在中国石油勘探开发研究院廊坊分院渗流流体力学研究所攻读博士学位。