高18塊深部調(diào)驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用

高本成

(中國(guó)石油遼河油田公司高升采油廠，遼寧盤錦 124125)

高18塊深部調(diào)驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用

高本成

(中國(guó)石油遼河油田公司高升采油廠，遼寧盤錦 124125)

摘要：根據(jù)遼河油田高18塊的開發(fā)特點(diǎn)，開展了調(diào)驅(qū)劑配方體系研究，通過實(shí)驗(yàn)確定了調(diào)驅(qū)劑配方，制定了深部調(diào)驅(qū)配液水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)了注入量、注入時(shí)機(jī)以及注入速度等對(duì)調(diào)驅(qū)效果的影響。研制的調(diào)驅(qū)劑經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用增油效果明顯。

關(guān)鍵詞：遼河油田；高18塊；深部調(diào)驅(qū)

高18塊位于遼河盆地西部凹陷南端，油層非均質(zhì)性強(qiáng)，縱向吸水不均，油水流度比大，經(jīng)過多年注水開發(fā)，水竄嚴(yán)重，區(qū)塊采油速度僅為0.16%，采出程度僅為5.17%，開發(fā)效果差。為改善區(qū)塊開發(fā)效果，開展調(diào)驅(qū)劑配液水水質(zhì)、成膠強(qiáng)度和穩(wěn)定性、注入?yún)?shù)設(shè)計(jì)等研究和現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)，探索深部調(diào)驅(qū)技術(shù)的可行性。

1調(diào)驅(qū)劑配方體系研究

普遍認(rèn)為凝膠類調(diào)驅(qū)劑的形成和性能主要受聚合物、交聯(lián)劑、聚/交比、溫度、配液水水質(zhì)、剪切和油砂等多方面因素的影響[1-4]。本研究主要開展了調(diào)驅(qū)劑配液水、聚合物濃度以及交聯(lián)劑濃度優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。

1.1調(diào)驅(qū)劑配液水優(yōu)化

調(diào)驅(qū)用水來自聯(lián)合站處理后的污水(熱采井、火驅(qū)井、注水區(qū)塊油井采出水的混合物)，污水構(gòu)成復(fù)雜、各種物質(zhì)含量波動(dòng)大，直接影響了調(diào)驅(qū)劑成膠性能。根據(jù)注水水質(zhì)推薦指標(biāo)，水中固相顆粒粒徑和含量、含油量、SRB含量、礦化度、pH值等因素是影響調(diào)驅(qū)體系成膠性能的重要因素[5]。

1.1.1固相顆粒粒徑、含量對(duì)調(diào)驅(qū)體系成膠性能的影響

將粒徑為3μm、5μm、8μm的碳酸鈣粉分別配制成濃度為5、10、15、20、30mg/L溶液；進(jìn)而配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%聚合物凝膠調(diào)驅(qū)體系，進(jìn)行黏度測(cè)定，結(jié)果表明，在粒徑相同時(shí)，體系的成膠強(qiáng)度隨固相顆粒含量的增加而下降，固含量超過20mg/L后，下降幅度降低，但是成膠強(qiáng)度均在17 000mPa·s以上。粒徑大小對(duì)成膠強(qiáng)度影響不大。見圖1。

圖1　調(diào)驅(qū)劑成膠強(qiáng)度與固相顆粒含量、粒徑關(guān)系

1.1.2含油量對(duì)調(diào)驅(qū)體系成膠性能的影響

配制含油量分別為5、10、15、20mg/L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%聚合物凝膠調(diào)驅(qū)體系測(cè)黏度，結(jié)果表明，原油含量對(duì)調(diào)驅(qū)體系的成膠性能影響不大。

1.1.3SRB菌含量對(duì)調(diào)驅(qū)體系成膠性能的影響

用不同SRB含量(10～3000個(gè)/mL)的模擬采出水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%聚合物凝調(diào)驅(qū)體系測(cè)黏度，結(jié)果表明，當(dāng)SRB含量超過200個(gè)/mL時(shí)，調(diào)驅(qū)黏度大幅下降。見圖2

1.1.4礦化度對(duì)調(diào)驅(qū)體系成膠性能的影響

用不同礦化度的水分別配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%聚合物凝膠調(diào)驅(qū)體系并測(cè)試體系黏度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著礦化度的增加，調(diào)驅(qū)體系的成膠強(qiáng)度降低，當(dāng)?shù)貙铀V化度超過7 000mg/L后出現(xiàn)不成膠或成膠強(qiáng)度低的現(xiàn)象。

綜上所述，建議高18塊配制調(diào)驅(qū)體系用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

圖2　調(diào)驅(qū)劑成膠強(qiáng)度與SRB含量關(guān)系

表1　高18配制調(diào)驅(qū)體系用水水質(zhì)指標(biāo)結(jié)果

1.2調(diào)驅(qū)劑配方體系用量?jī)?yōu)化實(shí)驗(yàn)

1.2.1交聯(lián)劑濃度優(yōu)化

交聯(lián)劑濃度過低，凝膠成膠性變差；交聯(lián)劑濃度過高，成膠時(shí)間變短，并導(dǎo)致注入壓力大、施工半徑小，不宜深度調(diào)驅(qū)。因此，應(yīng)選擇合適的交聯(lián)劑用量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聚合物濃度相同時(shí)，成膠強(qiáng)度隨著交聯(lián)劑濃度的增加而增加，但交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.25%時(shí)，成膠速度快，現(xiàn)場(chǎng)施工難。合適的交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0.15%～0.25%。見圖3。

圖3　調(diào)驅(qū)劑成膠強(qiáng)度與交聯(lián)劑濃度

1.2.2聚合物濃度優(yōu)化

聚合物濃度太高，溶液的初始黏度過大，不利于現(xiàn)場(chǎng)注入；聚合物濃度太低，體系有可能不發(fā)生交聯(lián)，因而應(yīng)選擇合適的聚合物濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明交聯(lián)劑濃度相同時(shí)，成膠強(qiáng)度隨著聚合物濃度的增加而增加，在聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.2%之后增長(zhǎng)減緩。見圖4。

綜上所述，調(diào)驅(qū)體系的聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%～0.2%，交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%～0.25%。

圖4　成膠強(qiáng)度與聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線

2調(diào)驅(qū)體系動(dòng)態(tài)驅(qū)油研究

通過巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)凝膠體系的驅(qū)油效果。對(duì)比不同凝膠體系用量、不同注入速度、不同注入時(shí)機(jī)以及不同注入壓差下的凝膠體系的驅(qū)油效果，并制定高18塊實(shí)施調(diào)驅(qū)方案。

2.1調(diào)驅(qū)體系注入量對(duì)調(diào)驅(qū)效果的影響

凝膠體系驅(qū)油過程具有擴(kuò)大波及體積、提高洗油效率的作用。調(diào)驅(qū)體系的注入量不同，其擴(kuò)大波及體積的能力就不同，因而驅(qū)油效果也不同。選用2500萬分子量的聚合物和有機(jī)鉻交聯(lián)劑配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%的調(diào)驅(qū)配方體系，在三塊水驅(qū)至含水率98%的巖心上進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，注入孔隙體積分別為0.1PV、0.2PV、0.3PV，注入速度均為0.4mL/min。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，隨注入量增加，采出程度逐漸增加，但增加幅度逐漸減小，同時(shí)注入量的增大會(huì)增加成本，注入壓力也增大，現(xiàn)場(chǎng)施工難度大。綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和經(jīng)濟(jì)效益，選擇0.2PV為最佳注入量。見表2。

2.2調(diào)驅(qū)時(shí)機(jī)對(duì)調(diào)驅(qū)效果的影響

選用2500萬分子量的聚合物和有機(jī)鉻交聯(lián)劑配制成兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%的調(diào)驅(qū)配方體系，注入孔隙體積倍數(shù)為0.2PV，注入速度均為0.4mL/min，分別在水驅(qū)至含水率為70%、80%、90%、98%的巖心上進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，調(diào)驅(qū)時(shí)機(jī)越早，采出程度越高；調(diào)驅(qū)壓力越高，含水率下降的幅度越大。見表3。

2.3調(diào)驅(qū)體系注入速度對(duì)調(diào)驅(qū)效果的影響

選用2500萬分子量的聚合物和有機(jī)鉻交聯(lián)劑配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%的調(diào)驅(qū)配方體系，在三塊水驅(qū)至含水率98%的巖心上進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，注入孔隙體積均為0.2PV，分別以0.2mL/min、0.4mL/min、0.6mL/min的速度注入。結(jié)果表明，隨著調(diào)驅(qū)體系注入速度的增大，調(diào)驅(qū)采出程度減小，含水率下降幅度減小，最大驅(qū)替壓差增大，總采收率減小。綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際注劑推進(jìn)速度和油井生產(chǎn)時(shí)率等問題，選擇0.4mL/min為最佳注入量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表2　不同調(diào)驅(qū)體系用量的驅(qū)油效果

表3　不同含水注入時(shí)機(jī)的驅(qū)油效果

表4　不同注入速度的驅(qū)油效果

3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果

2014年在高18塊高2-2-2井組現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)1井次，該井組含油面積0.23km2，地質(zhì)儲(chǔ)量108.9×104t，有油井8口，日產(chǎn)液69.7t，日產(chǎn)油15.4t，綜合含水77.9%。井組設(shè)計(jì)注入量為0.2PV(42 000m3)。高2-2-2井于2014年1月3日開始施工，至2015年10月共注入調(diào)驅(qū)劑25 000m3，完成注入量的59.5%。注入壓力達(dá)到9MPa，較措施前3.8MPa上升5.2MPa。

測(cè)試吸水剖面結(jié)果表明，剖面不斷產(chǎn)生變化，原不吸水層Ⅴ2砂體，吸水量由16.22%逐步上升至48.7%。原吸水量大的Ⅴ3砂體，吸水量由83.87%逐步下降至51.3%，吸水剖面得到明顯改善。井組產(chǎn)量截至到2015年10月底，累計(jì)凈增油3302.3t，增油效果明顯。

4結(jié)論

(1)確定了高18塊調(diào)驅(qū)體系配制用水標(biāo)準(zhǔn)、聚合物和交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、注入量和注入速度，編制了高18塊調(diào)驅(qū)方案。

(2)調(diào)驅(qū)體系封堵效果良好，耐沖刷性能好，可大幅度提高采收率。

(3)先導(dǎo)試驗(yàn)表明：深部調(diào)驅(qū)技術(shù)可行，增油效果明顯，可大面積推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]劉家林,陳國(guó)泉,郭斐,等.S2-離子對(duì)凝膠體系成膠影響及檢測(cè)方法研究[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展，2014，(4)：18-20.

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編輯：李金華

文章編號(hào)：1673-8217(2016)02-0136-03

收稿日期：2015-11-10

作者簡(jiǎn)介：高本成，高級(jí)工程師，1966年生，1989年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè) ，1999年獲得大慶石油學(xué)院石油工程碩士學(xué)位，主要從事油田開采方面的研究工作。

中圖分類號(hào)：TE357.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A