高溫酚醛調驅體系配方的室內優選

卞 龍，鄒 啁，秦 義，宋 睿，趙 宇

（1.長江大學石油工程學院，油氣鉆采工程湖北省重點實驗室，湖北荊州 434023；2.中國石油新疆油田分公司，新疆克拉瑪依 834000）

1 酚醛調驅技術提高采收率原理

弱凝膠調驅技術是在凝膠的深部調剖基礎上，結合聚合物驅的特點而提出來的一項新技術。弱凝膠將傳統的凝膠堵水調剖與聚合物驅的特點綜合于一體，既可以在油藏深部調整和改善地層非均質性，達到油藏流體深部改向的目的，從而擴大波及體積；同時弱凝膠又能夠作為驅替相改善水驅油不利的流度比，提高注人水的掃油效率[1]。

酚醛調驅是弱凝膠調驅之一，一方面酚醛體系具有一定強度，能對地層中的高滲透通道產生一定封堵作用，使后續注入水繞流至中低滲透層，起到調剖作用;另一方面，由于交聯強度不高，酚醛體系在后續注入水的推動下在該高滲透通道中還能緩慢向地層深部移動，產生像聚合物驅一樣的驅油效果[2-4]，這種動態的波及效果要遠遠好于固定凝膠的波及效果，從而能更大限度地擴大波及體積和提高驅油效率。當高滲透通道形成后，注入調驅劑一段時間后再注水，一方面后續注入水迫使弱凝膠向地層深部運移，另一方面注入水進一步向周圍中低滲透層波及，從而最大程度地提高了注入水的垂向和平面波及程度。在弱凝膠向地層深部運移的過程中，還具有一定的驅油作用，使所經過區域的剩余油被驅出。從某種程度上說，更注重弱凝膠在地層深部所起的作用，這意味著較少量的調驅劑通過運移，可起到大劑量處理的效果。

2 配方評價方法

本實驗采用粘度法來評價配方性能，其優點是最直觀、最簡明的反映交聯前后溶液性能的變化，體系形成后，其表觀粘度值遠遠大于相同濃度的聚合物溶液的粘度值，在弱凝膠的形成過程中，其表觀粘度隨著時間的延長而不斷增加，最終達到基本穩定。其缺點是測量波動的范圍較大，且對于發生交聯反應后粘度變化不大的體系難于表征。具體做法是以均勻時間間隔連續取樣測定體系的粘度，并做出酚醛體系粘度與時間的關系曲線，從而確定體系的成膠時間。從中選擇出成膠時間、成膠強度都合適的配方。

3 試驗

3.1 實驗材料、流程

材料：寶莫-聚丙烯酰胺（HPAM），相對分子質量1 800萬，有效含量0.9；現場使用的酚醛交聯劑劑X-1；現場注入污水，礦化度5 212 mg/L。

表1 聚丙烯酰胺/交聯劑濃度比對體系成膠的影響

表2 交聯劑/聚丙烯酰胺濃度比對體系成膠的影響

儀器：攪拌器；HAAKE RS150流變儀。

流程：配置不同濃度酚醛成膠體系，分別放入100 mL的廣口瓶中密封，用氮氣保護，靜置于90℃恒溫的烘箱中。一定時間間隔取出，用HAAKE RS150流變儀測量體系的粘度，并記錄0.599 Hz時的體系粘度，用該粘度作為評價指標來研究體系性能的影響因素。

3.2 不同配比對應的成膠情況

3.2.1 不同聚合物濃度成膠情況 相同交聯劑濃度下，測試聚合物濃度對成膠性能的影響。交聯劑濃度為5 000 mg/L，聚合物濃度分別為2 000 mg/L，3 000 mg/L，4 000 mg/L，5 000 mg/L，6 000 mg/L。

3.2.2 不同交聯劑濃度成膠情況 相同聚合物濃度下，測試酚醛交聯劑濃度對成膠性能的影響聚合物濃度為3 000 mg/L，聚合物濃度分別為3 000 mg/L，4 000 mg/L，5 000 mg/L，6 000 mg/L，7 000 mg/L。

4 結果與討論

4.1 聚合物濃度對酚醛體系成膠性能的影響

固定交聯劑的濃度為5 000 mg/L，使用礦化度5 212 mg/L的現場注污水，改變聚丙烯酰胺溶液濃度，在溫度90℃下測試體系的成膠情況，將測試的數據表1繪制圖1。

圖1 聚合物濃度對酚醛體系成膠性能的影響

表3 聚丙烯酰胺/酚醛交聯劑濃度比對體系交聯反應的影響

從圖1中可以看出：（1）各濃度體系粘度隨聚合物濃度增大而增長；（2）不同聚合物濃度的體系，成膠時間不同，大致規律是濃度越大，成膠較快。這是由于聚合物質量分數的增加，凍膠體系中酰胺基的數量增加，形成網絡結構的線團與交聯點增多，形成的空間網絡結構更加致密，成膠時間縮短，凍膠強度增加[5]。

4.2 交聯劑濃度對酚醛體系成膠性能的影響

固定聚合物的濃度為3 000 mg/L，使用礦化度5 212 mg/L的現場注污水，改變聚丙烯酰胺溶液濃度，在溫度90℃下測試體系的成膠情況。

圖2 交聯劑濃度對酚醛體系成膠性能的影響

表4 酚醛交聯劑/聚丙烯酰胺濃度比對體系交聯反應的影響

從表4中可以看出：（1）隨著交聯劑的濃度的增大，成膠強度先降后升，出現最低值；（2）不同交聯劑濃度的體系，成膠時間相同。

5 結論

（1）通過改變聚合物和交聯劑的濃度，可以改變酚醛體系的成膠時間及成膠強度。

（2）交聯劑濃度5 000 mg/L時，交聯強度隨著聚合物濃度的增加而增長，交聯效果越好。

（3）聚合物濃度為3 000 mg/L時，隨著交聯劑濃度的增加，成膠時間穩定在144 h，而交聯強度則呈現先降后升，在交聯劑濃度為3 000 mg/L時，交聯強度最大為 1 308 mPa·s。

[1]陳鐵龍，周曉俊，唐伏平，等.弱凝膠調驅提高采收率技術[M].北京：石油工業出版社，2006.

[2]劉紅林，王傳中，茍群仙，等.弱凝膠表面活性劑復合調驅在低滲透斷塊油藏的適應性[J].油氣田地面工程，2009，28（6）：3-5.

[3]姚同玉，李繼山.可動凝膠的封堵性能及其對滲流規律的影響[J].石油鉆采工藝，2009，31（4）：102-104.

[4]楊鴻劍，喬愛新，江靜.有機鉻/HPAM交聯體系的室內研究[J].鉆采工藝，2001，24（5）：94-95.

[5]于海洋，張健，趙文森，等.綏中36-1油田疏水締合聚合物凍膠成膠影[J].中過海上油油氣，2009，21（6）：393-397.