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。现场实施过程中发现，用预交联凝胶型颗粒调剖剂调剖后，水井吸水剖面有明显改善，主力吸水层得到有效控制，新层得以启动。2凝胶型颗粒调剖剂性能评价

2．1凝胶型颗粒调剖剂的制备

高温抗盐凝胶型颗粒调剖剂是一种高分子聚合物，工业合成方法如下¨。3J：向反应釜中加入一定比例的2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸(A M PS)、丙烯酰胺(A M)、聚氨脂、活性功能单体及交联剂和引发剂等组分，在水中均匀混合，然后在一定温度下聚合形成凝胶团，经造粒、烘干、粉碎、筛分等工艺过程，形成具有一定强度和膨胀倍数的凝胶颗粒。通过调整各单体配比、合成反应条件及加工工艺，可生产出具有不同吸水倍数、吸水速度、颗粒半径和强度的抗高温抗盐的凝胶颗粒调剖剂系列产品。

针对文南油田高温高盐的特性，高温抗盐凝胶型颗粒调剖剂必须达到以下技术要求H’5J：耐温70—120℃；抗盐大于20×104m g／L；颗粒呈细粉砂状，分别制备1。粒径0．019—0．04m m，2。粒径0．04—0．3m m，3。粒径0．3～O．6m m的凝胶颗粒；膨胀倍数3～15倍。

2．2凝胶型颗粒调剖剂室内静态评价实验凝胶型颗粒调剖剂的耐温性和抗盐性评价实验均在模拟地层水的环境中进行，评价结果见表1[6]。

表1凝胶型颗粒调剖剂静态评价性能

项目

标准要求值检验结果

外观白色淡黄或灰黑色黑色

膨胀倍数3—156．5

耐温性颗粒完整不破碎90℃下14d颗粒完整不破碎量垫丝!(竖：!：12兰垫：!Q：：丝：!Q：：

收稿日期：2012—12一17。

作者简介：舒俊峰，2008年毕业于长江大学应用化学专业，现从事油田化学品研制开发工作。

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精细石油化工进展

第14卷第1期A D V A N C ES I N nN E P E TR O C H E M I C A L S

2．3调剖剂室内动态评价实验¨1

用不同目数的石英砂填砂管(2．5c m×30cm)模拟不同渗透率的地层，考察凝胶型颗粒调剖剂的注人性、耐冲刷性和封堵能力，之后将填砂管并联，考察该调剖剂提高采收率情况。2．3．1物理模拟实验装置流程

物理模拟实验装置流程示意见图l。

接

液

管

图1物理模拟装置流程示意

2．3．2实验条件和材料

室内模拟的实验温度90℃；实验用地层水选用室内配制的模拟地层水(氯化钙型)，矿化度为22×104叫L，90℃下黏度为1．6m Pa s；实验用油取用四厂采出原油，90℃下黏度为1．2m Pa s；凝胶型颗粒调剖剂14粒径0．019～0．040m m，2’粒径0．04～0．30l砌，3。粒径0．3～0．6I砌。

2．3．3结果与分析

2．3．3．1颗粒调剖剂粒径对注入压力的影响¨’9J 填砂管渗透率模拟文南油田高渗层渗透率，选用不同目数的石英砂充填填砂管，测定其孔隙度33％，渗透率2．55斗m2，在3种不同粒径的调剖剂含量均为0．3％，注入速度2m L／m i n的条件下，考察了调剖剂颗粒粒径对注入压力的影响，结果见图2。

5000

4000

星3000

R

出

磊2000

1000

O10203040506070

注入量触

图2凝胶颗粒粒径对注入压力的影响

由图2可见，l’和24调剖剂在注入初期，人口压力不断上升，其原因是颗粒堆积堵塞人口，在注入压力达到一定值(突破压力)后，颗粒调剖剂发生形变进入地层孔隙，此时压力得到释放，压力下降，在压力低于突破压力后调剖剂再次堆积堵塞，压力上升，形成运移规律。

3’调剖剂由于颗粒粒径过大，与地层空隙不配伍，调剖剂颗粒发生形变后仍然不能突破运移，几乎全部堵塞在人口端面导致注入压力过高。结合油田现场实际，考虑油藏中裂缝的存在，认为14调剖剂颗粒粒径偏小，不能有效封堵裂缝；3。调剖剂的注人压力太高，不适合油藏的深部调剖；2。调剖剂的粒径符合深部调剖和现场施工要求，因此，凝胶型颗粒调剖剂含量为0．3％时其粒径选择0．04～0．30m m较合适。

2．3．3．2调剖剂固含量对注入压力的影响实验条件不变，只是将1’调剖剂和2。调剖剂固含量由0．30％增加到O．45％，考察调剖剂含量对注入压力的影响，结果见图3。

7000

6000

5000

室加00

R

鼍3000

划2000

1000

0102030加

注入量，m L

图3调剖剂固含量对注入压力的影响

由图3可见，由于固相含量增加，颗粒在入口端的堆积量增加，人口端孔喉处的桥塞作用加强，注入压力大幅增加，因而固相含量为O．45％的2。调剖剂适宜近井调剖，不适宜用作深部调剖。

比较分析后认为，固相含量0．3％，粒径范围0．04—0．30m m的颗粒调剖剂最适宜文南油田深部调剖的需求。

2．3．3．3凝胶型颗粒调剖剂封堵率评价

选用直径2．5cm，长30cm的填砂管，用不同目数的石英砂充填得到表2所示3种不同的渗透率，分别以2m L／m i n的流速注入0．2PV的固含量O．3％粒径0．04～0．3m m 的颗粒型调剖剂后，