调驱技术

低渗油层
高渗水层
注入水
油
调剖剂
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二、弱凝胶调驱技术
针对因层间非均质性造成的注入水单层突进的问题，采用强度较高的调剖剂对高渗透层
近井调剖
进行完全或部分封堵的调剖技术。
深度调剖
针对因隔层不发育的纵向非均质性和厚油层层内非均质性造成的指进问题，采用中等强 度的调剖剂，以增大处理半径延缓水驱绕流为目标，提高层间、层内水驱波及体积为目的的 调剖技术。
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二、弱凝胶调驱技术
（1）弱凝胶选择性进入大孔道 （2）弱凝胶使液流改向
弱凝胶驱油机理
（3）弱凝胶粘弹性负压吸油
（4）弱凝胶克服贾敏效应驱油 （5）油滴汇聚形成油墙
注入弱凝胶前的水流通道图
注入弱凝胶的通道
弱凝胶堵塞原水流通道后形成的新水流通道
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二、弱凝胶调驱技术
海外河油田调驱体系设计
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一、提高采收率技术综述
流度比对波及系数的影响
M=0.15
M=2.4
M=17.3
流度比M越小，波及系数越大，油水前缘越规则 流度比M大时，前缘指进严重，波及系数小
M=71.9
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一、提高采收率技术综述
近井调剖 深部调剖 深部调驱
2. 提高采收率技术分类
提高波及系数
化学调剖 泡沫驱 复合化学驱 微生物采油 复合化学驱 微乳液驱 碱水驱 表面活性剂驱 气体混相驱 微生物采油 气体混相驱 气体非混相驱 热采 微生物采油
颗粒对渗透率大小有一定限制
地层渗透率级差＞0 . 7
微生物
⑴成本较高； ⑵封堵能力较弱
⑴微生物菌耐温1 0 0 ℃， ⑵耐盐1 0 0 0 0 0 m g / L ；
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二、弱凝胶调驱技术
调驱剂性能比较
类别 典型配方 特点
⑴剪切对凝胶有一定的破 坏作用； ⑵既能封堵高渗透层，剪 切后的凝胶团又有一定的 驱油作用； ⑶凝胶强度可调； ⑷交联剂的选择范围广， 能满足不同条件的深调要 求； ⑸调剖剂采取笼统注入
二次采油 三次采油
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二、弱凝胶调驱技术
调驱剂性能比较
类别 典型配方 特点
⑴采取笼统注入，能选择 性地进入高渗透层； ⑵能有效防止层间窜流； ⑶降低注水量和产水量， 减小水驱时间； ⑷能显著增加波及体积； ⑸7 5 % 成功率
缺陷
使用条件
⑴聚丙烯酰胺浓度 1 5 0 0 ～2 0 0 0 m g / L ； 胶态分散 ⑵交联剂为柠檬酸 凝胶 铝，用量为聚合物用 量的5 % 左右
A h S As hsSor Soi Sor ED s s oi As hsSoi Soi
剩余油含油饱和度 原始含油饱和度：
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一、提高采收率技术综述
采收率与波及系数及洗油效率的关系
As hsSoi As hsSor N AhSoi Np
As hs Soi Sor EV * ED Ah Soi
弱凝胶反应机理
HPAM/有机树脂交联机理
（2）聚丙烯酰胺与羟甲基苯酚进行缩合
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二、弱凝胶调驱技术
弱凝胶反应机理
HPAM/有机树脂交联机理
（3）聚丙烯酰胺与酚醛树脂进行缩合
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二、弱凝胶调驱技术
HPAM/有机树脂交联机理 （4）聚丙烯酞胺与释放出的甲醛进行缩合反应
弱凝胶反应机理
工艺所技术培训
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弱凝胶调驱及二元复合驱技术
陈志会 2014年11月
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主要内容
一、提高采收率技术综述
二、弱凝胶调驱技术
三、二元复合驱技术
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一、提高采收率技术综述
最终累积采油量（可采储量）：在现代工艺技术 和经济条件下，能从储层采出的那一部分油量。
1. 概念
NP 采收率： N
弱凝胶
烯酰胺类或黄胞胶等，凝胶具有流动性，故又称流动凝胶。
粘度法 弹性模量法
凝胶强度的测量方法
目测代码法 落球法 岩心封堵突破压力法
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二、弱凝胶调驱技术
弹性模量法划分凝胶强弱
对一块弹性体施加一个侧向的力f（通常是摩 擦力），弹性体会由方形变成菱形，这个形变的 角度a称为“剪切应变”，相应的力f除以受力面 积S称为“剪切应力”。剪切应力除以剪切应变就 等于剪切模量G:
波及系数EV 采收率 洗油效率ED

中国Leabharlann Baidu油
一、提高采收率技术综述
流度比
流度： 有效渗透率与粘度的比值。它表示流动能力的大小
油的流度：
o
M
o
ko
水的流度：
w
w
kw
流度比：
驱动液的流度 被驱动液的流度
K w / w K w o 水驱油时： M K o / o Ko w
/S G fa
流变仪
弹性模量G，Pa 0.1～1 1～10
凝胶强度 弱凝胶 中等强度凝胶
≥10
强凝胶
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二、弱凝胶调驱技术
标准 检测不出连续凝胶形成： A 成胶体系粘度与不加交联剂的相同浓度聚合物溶液的粘度相同，但体系中有时可能出现一些相互不 连接的粘性很大的凝胶团块 高度流动凝胶： 凝胶粘度比不加交联剂的相同浓度聚合物溶液的粘度稍有增加 流动凝胶： 将试样瓶倒置时，大部分凝胶流至瓶盖 中等流动凝胶： D 将试样瓶垂直倒置时，只有少部分（10%～15%）的凝胶不容易流至瓶盖（通常描述为带舌长型凝 胶） 难流动凝胶： 将试样瓶垂直倒置时，凝胶很缓慢流至瓶盖或很大一部分（>15%）不流至瓶盖。 高度变形不流动凝胶： 将试样瓶垂直倒置时，凝胶不能流至瓶盖 中等变形不流动凝胶： 将试样瓶垂直倒置时，凝胶向下变形至约一半的位置处。 轻微变形不流动凝胶： 将试样瓶垂直倒置时，只有凝胶表面轻微发生变形 刚性凝胶： 将试样瓶垂直倒置时，凝胶表面不发生变形
封
0.01
调 主段塞
调整纵向吸水剖面
洗
前置段塞：降低地层的吸附量，调整纵向渗透率级差，使主段塞充分发挥作用； 主段塞：调整平面及层内非均质性，降低油水粘度比，提高面积波及效率； 洗油段塞：建立保护隔离带，延长凝胶的有效期，提高驱油效率。
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二、弱凝胶调驱技术
（1）弱凝胶选择性进入大孔道 （2）弱凝胶使液流改向 （3）弱凝胶克服贾敏效应驱油 （4）弱凝胶粘弹性负压吸油 （5）油滴汇聚形成油墙
按 机 理 分 类
二元复合驱 三元复合驱
提高洗油效率
一次接触混相驱 蒸发式多次接触混相驱 凝析式多次接触混相驱 蒸汽吞吐 蒸汽驱 火烧油层 热水驱 电加热
降低原油粘度 声波物理法
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一、提高采收率技术综述
化学调剖
近井调剖 深部调剖 深部调驱 聚合物驱 表面活性剂驱 碱水驱 复合化学驱 泡沫驱 CO2驱 N2 烟道气 烃类混相驱 注空气采油 热水驱 蒸汽法 火烧油层 弱凝胶调驱 胶态分散凝胶调驱 预交联微粒调驱 微生物调驱 聚表二元复合驱 二元复合驱 三元复合驱 聚碱二元复合驱
⑴不适合大孔道和特高渗透层调 驱； ⑵温度≤1 0 5 ℃； ⑴地层水的矿化度≤ ⑶配制水的质量要求较高； 20000mg/L； ⑷见效较慢。一般需要几个月； ⑵渗透率级差≥0 . 6 ⑸需要一定的前期投入和长期的项 目保证
⑴颗粒大小和膨胀倍数根 据需要可调； ⑵地面交联，避免了地下 预交联微 粒径和膨胀倍数不同 交联所受到的不利影响； 粒凝胶 的颗粒 ⑶凝胶团能进入比其粒径 小的孔喉； ⑷抗盐性、耐温性均优于 凝胶 ⑴施工简单； 注入菌种在地层培养 ⑵岩心堵塞率＞9 0 % 繁殖 ⑶有效期＞6 个月
目测代码法划分凝胶强弱
强度等级
B C
E F G H I
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二、弱凝胶调驱技术
阴离子
调驱药剂
聚丙烯酰胺
阳离子
两性离子
非离子
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二、弱凝胶调驱技术
黄原胶
是淀粉经黄单孢杆菌发酵，产生的一种由葡萄糖、 甘露糖、葡萄糖醛酸、乙酰基、丙酮酸 “五糖重复单元” 聚合而成的新型高分子多糖生物聚合物。
调剖分类
机械调剖 分层注水 按注入工艺分：笼统调剖、分层调剖（选层调剖） 调剖 按调剖剂注入方式分：单液法调剖和双液法调剖 化学调剖 按作业规模分：单井组调剖、区块整体调剖、深部调驱 按作用机理分：近井调剖、深部调剖、深部调驱
近井调剖 中国石油 示 意 图
调后水驱 注入调剖剂 注入水主要 对高渗水层 进入低渗油层 进行浅层封堵
黄原胶“五糖重复单元”结构
黄原胶凝胶的形成过程
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二、弱凝胶调驱技术
有机铬交联剂通常是由还原剂将Cr6+还原为 Cr3+，Cr3+再与有机酸络合，形成有机酸铬络合物
有机铬交联剂
酚醛树脂交联剂
乌洛托品
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二、弱凝胶调驱技术
HPAM/有机铬交联机理
（1）有机铬释放出Cr3+ （2）Cr3+的水合作用：
普通调剖、深度调剖、深部调驱的区别
技术类型
凝胶强度
处理半径m
实施规模
封堵位置
解决矛盾
作用机理
开发方式
近井调剖
强
R＜10
单井组
近井
层间
物理堵塞
二次采油
深度调剖
中等强度 10≤R≤25
单井组 多井组
深部
层间 层内 层间 层内 平面
延缓绕流
二次采油
深部调驱
弱
R＞25
区块整体
深部
凝胶移动 实现深部 液流转向
按 注 入 工 作 剂 分 类
化学驱
气体驱油
微生物采油 热采
液化气 天然气 甲烷等 蒸汽驱 蒸汽吞吐 蒸汽辅助重力驱
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二、弱凝胶调驱技术
调剖
是指采用机械或化学方法，限制或降低注水井高渗透层（段）的吸水能力，提高低渗透 层（段）的吸水能力，以达到改善注水井吸水剖面，提高水驱波及体积，实现改善水驱效果 目的的工艺技术措施。
地质储量：在地层原始条件下，具有产油（气） 能力的储层中所储原油总量。
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一、提高采收率技术综述
波及系数： 被注入工作剂驱洗扫过的油藏体积百分数
被驱过的体积 As hs As hs EV 油藏体积 Ah A h
洗油效率： 从波及区中洗出油的体积与其中原始含油体积的比值
⑴调剖剂配方必须与地质情况相 匹配； ⑵对低渗透层会产生一定伤害； ⑶配液和注入过程中，需要随时 监控配液质量； ⑷弱凝胶在地层中的成胶性质受 到矿化度、温度、交联剂的吸附 和溶解等多种因素影响
⑴黄原胶浓度 黄原胶弱 8 0 0 m g / L ； 凝胶 ⑵交联剂乙酸铬浓 度3 0 0 m g / L
深部调驱
针对油田开发后期，油藏深部的非均质性问题，采用较弱的调剖剂，进行区块整体调 剖，通过调剖剂的移动来实现其在地层深部的不断重新分配，增加作用范围和有效期，提 高水驱波及效率的技术措施。“驱”只是调剖剂运移过程中的一种附带作用，其主要目的 是实现流体在油层深部的转向。
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二、弱凝胶调驱技术
弱凝胶反应机理
（3）Cr3+的水解作用：
（4）Cr3+的羟桥作用： （5）Cr3+的多核羟桥络 离子可与HPAM中的—COO 配位，形成网络结构
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二、弱凝胶调驱技术
HPAM/有机树脂交联机理
（1）苯酚与甲醛进行缩合反应，生成羟甲基苯酚或酚醛树脂
弱凝胶反应机理
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二、弱凝胶调驱技术
低渗油层 夹层 高渗水层
注入水
油
调剖剂
夹层
深部调剖
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示 意 图
调后水驱 注入调剖剂 注入水进入低渗油层， 调剖剂主要进入 绕过凝胶屏障后，进入 高渗水层 水层，增加了波及体积
低渗油层 高渗水层
注入水
油
调剖剂
深部调驱 中国石油 示 意 图
继续注入凝胶或转水驱、 注入调驱剂 其它化学驱 调驱剂选择性地 凝胶在注入介质的作用 进入高渗透层 下发生运移，扩大了注入 水的波及体积
⑴抗剪切能力强；剪切后 具有很好的强度恢复特 性； ⑵具有很好的吸咐、滞留 特性； ⑶无毒害
⑴成本高； ⑵凝胶脆性较大； ⑶不适合温度超过7 5 ℃的地 层；
⑴不适合超大剂量深部处 理； ⑵使用温度以6 0 ～7 0 ℃左右为宜
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二、弱凝胶调驱技术
是指低浓度聚合物经交联剂交联，形成分子间交联的本体凝胶，常用的聚合物为聚丙
分类 前置 段塞 思路 作用 封堵高渗透层、优势 通道 方式 高强度体系 （有机铬凝胶+体膨颗粒复合体系） 中强度体系 0.25％P＋0.15％交 0.14 驱 洗油 段塞 扩大平面波及系数， 增加驱动方向 降低剩余油饱和度， 提高洗油效率 （凝胶） 0.2％P＋0.15％交 驱油体系 0.05 体系照片 注入PV数
缺陷
使用条件
⑴要达到理想的效果，要 求油藏渗透率级差在3 以 上； ⑵配液水中含有除垢剂和 杀菌剂等成分时，选用有 机交联剂； ⑶油藏温度在6 0 ℃以下 时，选用有机金属离子交 联剂
⑴根据渗透率高低 选择不同聚合物， 一般用量为 聚丙烯酰 2 5 0 0 m g / L 以下； 胺本体凝 ⑵交联剂可选择有 胶 机树脂或多价金属 离子，用量在 5 0 0 m g / L 左右