春風油田熱采水平井氮氣泡沫復合凝膠堵水技術研究

摘要：針對春風油田排6南高含水的問題，研發了適合熱采水平井的耐高溫復合凝膠堵水劑，其配方主要由0.3%聚丙烯酰胺+3.5%交聯劑+7.0%添加劑A+13%添加劑B組成。室內研究表明復合體系具有良好的耐溫度性、耐鹽性、熱穩定性、調剖性能以及封堵性能等。現場取得了良好的增油效果。

關鍵詞：高溫凝膠；氮氣泡沫；堵水；水平井；春風油田

春風油田排6南區埋深410m～620m，油藏溫度下脫氣原油粘度19683mPa·s，油層厚度4～10m，孔隙度35%，滲透率5000～8000×10-3um2，主要采用水平井精密濾砂管方式完井，輔助蒸汽吞吐開采。春風油田為強邊底水侵驅稠油油藏，如何有效的治理高含水，成為春風油田穩產的重要手段。

1 復合凝膠體系優化

復合凝膠堵水體系由聚丙烯酰胺、交聯劑、添加劑A和添加劑B組成，屬于耐溫抗鹽堵劑。聚丙烯酰胺，注入過程中，對油和水有不同的流動阻力，起到選擇性堵水。添加劑A由富含單寧的植物原料經水浸提和濃縮、磺化引入磺酸基（—SO3H）的反應過程制得的粉狀物質，水解后可得到多元酚羧酸。交聯劑為醛類，主要是來交聯聚合物、添加劑A水解的多元酚，形成酚醛類樹脂、醛類交聯聚合物，進一步縮聚形成成膠耐溫體系；添加劑B是耐溫水溶膨脹的無機材料，提供復合體系的骨架，增強復合體系的強度，使復合體系具有更強的耐沖刷能力[1-3]。

1.1 復合凝膠體系配方優化

（1）聚丙烯酰胺/交聯劑濃度的影響

選定交聯劑3.0%+添加劑A8.0%+添加劑B13.0%，改變水解聚丙烯酰胺的濃度，放入70℃的水浴進行實驗表明：隨著聚丙烯酰胺濃度的增加，膠體強度增強，成膠時間縮短（表1）。選取聚丙烯酰胺濃度為0.25～0.30%。

根據結果，選定聚丙烯酰胺0.3%+添加劑A8.0%+添加劑B13.0%，改變交聯劑的濃度，進行成膠實驗表明：隨著交聯劑濃度的增加，膠體強度增強增加，成膠時間縮短（表2），選取交聯劑濃度為3.5%。

（2）添加劑A/添加劑B濃度的影響

選定聚丙烯酰胺0.3%+交聯劑3.5%+添加劑B13.0%，改變添加劑A的濃度，進行成膠實驗表明：隨著添加劑A濃度增加，膠體強度增強，成膠時間變化不大（表3），選取添加劑A的濃度為7.0%。

根據結果，選定聚丙烯酰胺0.3%+交聯劑3.5%+添加劑A7.0%，改變添加劑B的濃度，進行成膠實驗。表明：隨著添加劑B濃度增加，成膠時間變化不大，膠體強度增強，當添加劑濃度大于13.0%后，堵水強度下降 （表4）。選取添加劑B的濃度為13%。

確定體系配方：0.3%聚丙烯酰胺+3.5%交聯劑+7.0%添加劑A+13%添加劑B。

1.2 溫度/礦化度對復合凝膠體系成膠時間/強度的評價

復合堵水體系在不同溫度和礦化度下進行成膠實驗表明：隨著溫度升高，膠凝時間急劇縮短，膠體強度增大（表5）；隨著礦化度濃度增大，成膠時間和膠體強度均變化不大，說明堵劑耐鹽性較好（表6）。

1.3 復合凝膠體系熱穩定性評價

將復合堵水體系放入280℃的恒溫箱中進行強度測試表明，配方堵劑熱穩定性很好，在高溫環境，膠體強度不變（表7）。

1.4 復合凝膠體系封堵性能評價

采用巖心流動實驗裝置，在130℃恒溫箱中進行水驅，監測突破壓力封堵率等參數。1號為單管巖心封堵實驗，2號為并聯巖心封堵實驗（表8、圖2）。

1）單管巖心后續水驅封堵率99.01%，水驅近10PV后殘余阻力系數為95.88；并聯巖心后續水驅封堵率為98.29%，水驅5PV后殘余阻力系數為58.31；可見復合凝膠體系具有較好的封堵率和耐沖刷性能。

2）從并聯巖心分流曲線可知，注復合體前高、低滲巖心分流率均為95%，注復合體系后，高滲巖心分流率為10%，低滲巖心分流率為90%，水驅7pv后，高、低滲巖心分流率保持不變；可見復合凝膠體具有良好的調剖性能和封堵性能。

2 現場試驗

2015年在P6-P39井上開展了熱采水平井氮氣泡沫復合凝膠堵水技術現場試驗。復合凝膠堵水劑體系分兩段注入330m3，關井侯凝72h，注入氮氣泡沫輔助蒸汽吞吐段塞。實施前該井高含水99%；堵水后峰值日產液38.6m3/d，日產油22.9t/d，含水40.6%，含水下降59.4%（圖2）。

3 結論

1）優選的復合凝膠堵水體系具有良好的溫度、礦化度、熱穩定性、調剖和封堵性能。

2）現場應用效果表明，能夠有效的封堵水竄、汽竄通道，提高了熱采井吞吐效果，具有良好的降水增油效果。

參考文獻：

[1]王斌.高含水油井堵水用復合顆粒堵劑[J].油田化學，2002.19（3）230-232.

[2]劉翔鶚.油田堵水技術論文集[M].北京：石油工業出版社，1998：94.

[3]劉一江 王香增.化學調剖堵水技術[M]. 北京：石油工業出版社，1999：127.

作者簡介：楊勝利，男（1981-），在中石化勝利油田石油工程技術研究院從事油氣田開發技術工作.