海上用自交聯調剖劑的研究及應用

唐延彥

(中國石化勝利石油管理局采油工藝研究院,山東東營 257000)

埕北11井區位于埕島油田中區南部，水深9～11 m，距中心1號平臺0.5 km，距中心2號平臺2.5 km左右。埕北11井區投產情況比較復雜，1995年為館陶組的開發試驗階段，于2000年7月水井開始轉注。由于該井區層間矛盾明顯，注采不平衡，形成一定優勢滲流通道，導致注入水的無效循環[1]。

針對埕北11井區油藏特點、開發現狀及海上特殊的施工條件[2]，我們室內研制了自交聯深部調剖體系，該體系具有速溶、成膠時間可控、施工方便等特點。并在埕北試驗區11井區進行現場施工，有效緩解了層內、層間矛盾，進一步擴大了水驅波及面積，提高了水驅油效率。

1　試驗

1.1　原料與儀器

丙烯酰胺、丙烯酸鈉、對乙烯基醇類，均為工業品。

恒溫槽，DDS—307型電導率儀，布什黏度計，HAAKE MARSⅢ流變儀。

1.2　自制交聯調剖劑的制備

以丙烯酰胺、丙烯酸鈉、對乙烯基醇類為原料，在一定條件下聚合成單一組分，可自身發生交聯反應形成調剖劑。在聚合物主鏈上引入2種可反應的單體，2單體的相應基團反應形成交聯體系。

用埕北中一區11N井區注入水配制4 000～10 000 mg/L的自交聯調剖劑溶液。

2　自交聯調剖劑性能評價

2.1　溶解時間

用埕北中一區11N井區注入水配制不同濃度的自交聯調剖體系，25 ℃條件下，采用電導法[3]測定溶解時間，其試驗結果見圖1，可得自交聯調剖劑溶解時間小于30 min。

圖1　不同時間調剖體系的電導率曲線

2.2　黏濃關系

用埕北中一區11N井區注入水配制不同濃度的自交聯調剖劑溶液，利用布什黏度計測試溶液黏度，結果見圖2。注入水水質對自交聯體系黏度沒有影響；隨著自交聯調剖劑濃度的升高，體系黏度呈上升趨勢。

圖2　自交聯調剖劑黏濃關系

2.3　成膠性能

用埕北中一區11N井區注入水配制不同濃度的自交聯調剖劑溶液，放置于70 ℃溫度下，成膠5～8 h，用HAAKE MARSⅢ流變儀[4]測試其黏彈性，試驗結果見圖3。

圖3　自交聯調剖劑的黏彈性

由圖3可知，體系成膠后黏彈性呈現上升趨勢，在質量濃度為6 000 mg/L時，成膠體系的黏彈性出現突越。因此現場注入濃度設計需大于6 000 mg/L。

2.4　熱穩定性

調剖體系成膠后，放置在70 ℃溫度下，每隔一段時間利用布什黏度計測試體系的黏度，評價體系的熱穩定性能，試驗結果如圖4。

圖4　成膠熱穩定性實驗曲線

由圖4可知，成膠后，自交聯體系的穩定性較好，放置10個月黏度變化不大，保留率在80%以上。

2.5　巖心封堵實驗

用填砂巖心，利用石英砂分別填制滲透率為1.5 μm2和3.0 μm2的巖心，其中巖心尺寸為φ38 mm×1 000 mm，飽和水注入濃度為6 000 mg/L的自交聯體系0.3 PV，再進行后續水驅，測試巖石的堵后滲透率，驗證自交聯調剖劑的封堵性能，試驗結果見表1。體系成膠后，巖心滲透率明顯降低，封堵率在70%以上，但突破壓力不高，即在一定壓差下凝膠可動。

表1　自交聯體系物模封堵試驗結果

3　現場試驗與應用效果

為減緩平面、層間、層內的矛盾，改善層內不同韻律段的吸水狀況，封堵水竄的高滲條帶，進一步擴大水驅波及面積，提高儲量動用，優選出符合條件的水井進行深部調剖。

調剖施工共分3個段塞，按照注入前后順序依次為：預處理段塞、主體段塞、封口段塞。

(1)預處理段塞。先注入一定濃度的高效表活劑體系，改變地層相滲透率，有利于后續自交聯體系的注入，同時，該預處理體系具有較好的驅油特性，從而增加整體調剖體系的洗油效率。

(2)主體段塞。按設計注入濃度較高的自交聯調剖體系，進入地層深部形成強度較高的調剖封堵段塞。

(3)封口段塞。注入一定量高濃度的自交聯調剖體系，增加主體段塞的耐沖刷性，保證整體段塞作用的長效性。

篩選出符合條件的埕島油田11N井區7口水井，施工具體段塞設計見表2。

表2　調剖井段塞設計

4　應用效果

分別于2011年10月和2012年9月在埕島油田1HB井區和11N井區兩個區塊應用自交聯體系開展了整體深部調剖礦場試驗。目前，已實施自交聯調剖的區塊還在持續見效中，實施作用效果還在進一步跟蹤。

1HB井區包含4口調剖井，對應油井9口，累計注入自交聯調剖劑14 216 m3，調剖后，對應9口油井中6口明顯見效，截止2012年12月，1HB井區累計增油4 546 t。

11N井區包含調剖井7口，對應油井14口，累計注入自交聯調剖劑34 806 m3，在施工過程中，對應14口油井中9口已開始見效，截止2012年12月，11N井區累計增油756 t。

圖5　CB1FB-P1井生產曲線

CB1FB-P1井在自交聯調剖施工過程中開始見效，圖5為其生產曲線。可見，含水率從92.7%最低降為87.4%，下降了5.3%；日產油量從15.5 t最高升為24.5 t，日增油9 t，目前仍在持續作用。

5　結論

1)室內評價結果表明，自交聯調剖劑溶解速度快、熱穩定性好、封堵率高，在其質量濃度高于6 000 mg/L時，成膠體系的黏彈性出現突越。

2)現場試驗結果表明，在2個井區實施調剖試驗后，截止2012年12月已累計增油5 300 t，降水增油效果明顯，且作用有效期很長。

3)海上調剖施工面臨場地有限、注入水礦化度高等困難，自交聯調剖劑具有速溶、耐鹽等特點，能夠滿足海上油田深部調剖的要求，且礦場試驗效果顯著。

[1]趙福麟.油井選擇性堵水[J].中國石油大學學報：自然科學版，2010，31(1)：84-92.

[2]趙福麟，戴彩麗，王業飛.海上油田提高采收率的控水技術[J]. 中國石油大學學報：自然科學版，2006，30(2)：53-58.

[3]馮玉軍，王周玉，李富生，等.疏水改性聚丙烯酰胺的溶解性能研究[J].西南石油學院學報，2001，23(6)：57-60.

[4]劉合，朱懷江，羅健輝，等. 聚丙烯酰胺及其共聚物水溶液拉伸流變行為研究[J].石油學報，2010，31(5)：806-809.