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深部调驱技术研究与试验

韩珊

(中国石油大学(北京)石油工程学院北京102200)

摘要:结合国内外的弱凝胶深部调驱提高采收率研究结果,本文设计出了弱凝胶深部调驱配方体系、地面工艺流程,并提出动态配方调整思路,有效保障了深部调驱的顺利实施。

关键字:深部调驱;弱凝胶;聚丙烯酰胺;塞堵剂

1弱凝胶深部调驱技术研究

1.1弱凝胶深部调驱机理研究

弱凝胶深部调驱提高采收率机理主要通过两种方式:一方面,进入地层深部的凝胶体会对高渗透层产生物理封堵作用,从而导致后驱替液体流向的改变,对低渗层中未被波及或波及程度较低的区域产生驱替作用,达到提高波及系数的目的;另一方面,井简周围形成的凝胶体在后驱替液体的驱替作用下,在大孔道或裂缝中能像“蚯蚓”一样向地层深部“爬行”发生运移。在“爬行”运移过程中,凝胶受到地层的剪切作用,弱凝胶破碎形成体积较小体积的凝胶团,这些凝胶团在向地层深部“爬行”运移过程中,会重新分布、聚集,改变了多孔介质中的微应力分布,在后注驱替液的粘滞力作用下,对剩余油产生驱替作用。

宏观上,弱凝胶碎块运移到地层深部形成的凝胶体,能对高渗透层产生封堵,导致液流转向。微观上,剪切破碎后的凝胶团在孔喉处聚集,改变了作用在残余油上的微观粘滞力的分布,破坏了油滴的受力平衡,达到驱替作用,从而提高扫油效率。

1.2深部调驱配方体系研究

1.2.1配方体系研究

在实施原则上,结合现场压力及其它影响因素变化情况,根据室内实验数据进行动态调整。

1.2.2配方体系性能评价

(1}流动性较好,在孔隙中能有效滞留成胶

模拟水的黏度为ImPa·s,前置段塞堵剂黏度为13mPa·s,算出平均阻力系数为12.1(表1)。从阻力系数看,堵剂在成胶前具有较好的泵送性和在岩芯孔隙中的滞留能力,在施工过程中能有效地进入大孔道和在大孔道中滞留成胶。

(2)具有较强的封堵能力和耐冲刷性

2号、3号岩芯的残余阻力系数分别为91.O和83.8(表2),表明堵剂具有较强的封堵能力及耐冲刷能力。

1.3注入参数设计

国内外经验表明,调剖成功率不仅取决于调剖剂本身的性能,而且与调剖剂用量有很大关系。根据该块注水时间较长,水淹速度快,地层孔隙比较大,吸水程度严重不均等实际情况,结合复合段塞调剖剂的特征,考虑成本并结合现场实际情况,用量设计如下:

(1)前置液设计用量为500m3。

(2)前置段塞设计用量为1OOOm3。该段塞的目的是堵塞大孔道,调整油层的纵向渗透率级差,同时降低地层的吸附量,保证主段塞不被地层水稀释,使主段塞充分发挥作用。

(3)庄段塞设计处理半径为50m。该段塞主要是弱凝胶聚合物调剖剂,作用是调整平面和层内非均质性,重点使注入水转向中低渗透层,提高注水波及效率。

(4)后置段塞又称保护段塞,设计用量为600m3。其作用是在主段塞和后续注水之间建立一个保护隔离带,提高调剖剂的封堵能力和主段塞处理效果。

2现场应用情况及效果分析

2.1现场实施情况

2.1.1配方动态调整

(1)针对来水pH值下降的配方调整

2011年7月,各调驱井组配液来水出现pH下降,平均下降10左右。从研究院体系性能评价报告和自主水浴实验看,受水质变化影响,体系成胶情况也出现变化,具体表现为胶体强度大、较脆,受力作用后易碎等,通过室内实验模拟成胶情况,对配方体系进行调整。

原配方:0.2%HPAM+0.06%间苯二酚+0.24%乌洛托品+ 25%革酸+0.02%硫脲

调整后配方:0.2%HPAM+0.06%间苯二酚+0.24%乌洛托品+0.20%草酸+0.02%硫脲

配方调整后,体系成胶情况明显好转,胶体韧性、弹性都有了明显的改善,成胶强度基本符合方案要求。

(2)针对注入井压力上升幅度大的配方调整

2011年9月以来,辽河油田某区块深部调驱先导性试验各井组压力持续上升,决定对调驱体系配方进行调整,以减缓各井组注入压力上升,避免注入压力过高。

在室内实验的基础上,确定最佳调整配方:0.15%HPAM+0.04%间苯二酚+0.20%乌洛托品+0.15%草酸+0.02%硫脲。

该配方执行后,注入井压力相对平稳,无较大幅度变化。

2.1.2加强调驱体系性能跟踪评价反馈

深部调驱各井组进入凝胶注入(主段塞}阶段后,为动态掌握调驱体系性能、对应采油井生产情况,每周对调驱体系进行取样并进行室内实验评价及第三方检测,每月对室内实验结果及第三方评价结果进行总结,以月报的形式进行反馈。针对体系评价结果不符合方案要求的试样,认真分析查找原因。

2.2实施效果分析

2.2.1目前实施情况

2010年12月至2012年3月,深部调驱工作有序进行,主段塞有效注入量为51742m3,注入倍数0.029;各井组注入压力较实施前均上升,其中平均套压由调驱前的4.5MPa上升到目前的8.5MPa;平均油压由调驱前的88MPa上升到11.3MPa。

2.2.2区块产量变化情况

与实施前相比,已见到初步增油效果,试验区块见到明显增油效果的油井共9口,日产油从1.9t上升到29.9t;含水从98.1%下降到90.6%,阶段增油8721t。

3结论

(1)弱凝胶深部调驱能够调整平面和层内非均质性,提高注水波及效率,可以较好地解决稀油区块采用原开发方式采收率难于提高的问题。

(2)弱凝胶深部调驱也可以作为高含水、非均质油藏的深化挖潜有效的技术途径,具有较高的推广价值;

(3)研究设计出的调驱配方体系及地面工艺流程,保障部调驱高效实施,同时对下步在其他区块扩大实施具有借鉴和指导作用。

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