海上油田二元驅后殘留聚合物再利用技術研究

張曉冉 孟祥海 代磊陽

摘 ? ? ?要：海上J油田開展二元復合驅取得了較好的效果，目前已進入方案實施后期，分析產聚濃度可知，大量聚合物因吸附滯留殘留在地層中，因此開展二元驅后殘留聚合物再利用技術研究，實現二元驅后進一步提質增效。結果表明，二元復合驅后剩余油分布更加零散，多位于邊角部位，主要富集在滲透率相對較低、厚度相對較大的層位。改性酚醛樹脂交聯劑C與聚合物配伍性最好，在聚合物濃度為400 mg/L時，1 000 mg/L交聯劑C與1 000 mg/L助交聯劑復配，體系交聯強度能達到27 000 mPa·s 以上，形成高強度凝膠。驅油實驗結果表明，應用殘留聚合物再利用技術，在聚合物驅基礎上注入0.2PV固定劑，可進一步提高采收率3.28%。

關 ?鍵 ?詞：二元復合驅;剩余油;殘余聚合物;黏度損失;提高采收率

中圖分類號：TE357.46 ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ?文章編號： 1671-0460（2020）02-0454-04

Abstract： ?The binary compound flooding in offshore J oilfield has achieved good results， and now it has entered the later stage of the implementation of the scheme. According to the analysis of the concentration of polymer production， a large number of polymers were retained in the formation due to adsorption， so the residual oil distribution and residual polymer reuse technology after binary flooding were studied to further improve the quality and efficiency after binary flooding. The results showed that the remaining oil after binary compound flooding was more scattered， mostly located in the corner， mainly concentrated in the layer with relatively low permeability， weak washing and non-washing， relatively large thickness. Crosslinking agent C had the best compatibility with the polymer， and could form high-strength gel at a wide concentration of 500～1 000 mg/L. When the polymer concentration was 400 mg/L， ?1 000 mg/L crosslinking agent C was combined with 1 000 mg/L crosslinking agent， and the crosslinking strength of the system was more than 27 000 mPa·s. Oil displacement experiment results showed that the recovery of 3.28% could be improved by injecting 0.2 PV fixed agent on the basis of polymer flooding using residual polymer recycling technology.

Key words： binary compound drive; residual oil; residual polymer; coefficient of residual resistance; EOR

海上J油田為渤海北部陸相三角洲沉積油田，開展聚合物/表活劑二元復合驅以來取得了較好的開發效果，累計增油超過100萬m3。目前方案實施已進入后期，即將結束二元復合驅段塞注入[1-7]。結合注二元井組注采對應關系，對產出聚合物濃度和微觀形態進行分析發現，大量聚合物因吸附滯留、井組連通不完善等原因殘留在地層中。若方案結束轉水驅，高滲透層的殘余聚合物大量產出，不但造成了一定程度浪費，還提高了水處理流程壓力，污染環境[8，9]。如何進一步在化學驅后提高采收率，利用殘留、吸附在地層中的聚合物，對提高化學驅后開發技術尤為重要。

本文開展二元驅后殘留聚合物再利用技術研究，篩選不同的藥劑類型和濃度，對地層中殘留的聚合物進行二次再利用，封堵高滲透層，改善后續水驅吸液剖面，實現二元復合驅后的進一步提質增效，對提高化學驅后開發技術有良好的指導意義。

1 ?二元驅后油藏特征

1.1 ?二元驅后剩余油分布

受水聚干擾、高滲條帶聚竄和產出端堵塞等因素影響，海上J油田二元復合驅后儲層剩余油分布復雜多樣。應用數值模擬軟件模擬海上J油田二元驅方案至結束的剩余油分布，可以發現二元驅后剩余油分布更加零散，多位于邊角部位。平面上主要富集在非主流線區域、斷層遮擋處及井網控制不到區域，縱向上主要富集在低水洗層段，存在弱、強水洗交互分布情況，開發潛力較大。統計不同滲透率、厚度和平均含水飽和度情況下剩余儲量見表1，發現剩余儲量主要富集在滲透率相對較低、厚度相對較大的層位，含水飽和度在50%～70%之間儲層剩余儲量超過60%，說明這些部位為剩余油主要潛力區。

1.2 ?二元驅后剖面情況

方案結束后兩口典型井的注水、生產剖面如圖1。結果表明，二元復合驅方案結束后，部分井層間矛盾更加突出，出現大段內小層吸水和產液的情況，導致后續水驅發生嚴重的水竄現象，低效無效循環情況加劇，影響后期開發效果。

結合二元驅后剩余油分布和注采剖面情況，根據產聚濃度曲線與平面分布發現，不同生產井產聚濃度差異較大，平均產聚濃度高于400 mg/L，最高值達到1 000 mg/L，因此分析認為二元驅后地層中有大量聚合物存留，這部分聚合物主要聚集在竄流嚴重的高孔高滲及高含水層位，因此設計地下殘留聚合物再利用方案，封堵高孔高滲層位及主流通道，提高中低深層動用程度[10-13]，提升二元驅后開發效果。

2 ?地下殘留聚合物固定劑體系篩選評價

礦場應用較多的殘留聚合物再利用技術，主要是通過加入特定交聯劑及助劑在驅替液中，保持低黏度下注入，使驅替液更多地進入高滲透層，利用交聯劑與地層中不同形式殘余存在的聚合物發生交聯反應，生成強度較高的凍膠，實現高滲透層的有效封堵，使得后續注入水更多進入中、低滲透層，同時深部調整各層間的滲透率極差，更好的啟動中低滲透層，從而驅出中低滲透層的原油，提高原油采收率。

2.1 ?交聯劑類型篩選

實驗藥劑：實驗室合成的三種改性酚醛樹脂交聯劑A、B、C，呈淺黃色粉末狀;助交聯劑，白色顆粒;J油田現場在用聚合物，白色粉末。

實驗用水：J油田現場配液用水，礦化度2 845 mg/L，離子組成見表2。

實驗方案：（1）在一定量的水中，分別加入交聯劑和助交聯劑，配成一定濃度的交聯劑溶液和助交聯劑溶液;（2）稱取稀釋好的400 mg/L聚合物溶液，加入不同的溶解好的交聯劑攪拌均勻后，再加入助交聯劑溶液，總體攪拌均勻30 min，排除空氣密封，放置在57 ℃烘箱內反應，觀察1、4、7、12及30 d等不同天數內并測試體系黏度，測試不同交聯比例條件下的體系性能，實驗結果見表3。

結果表明，交聯劑C與聚合物配伍性最好，在較低的聚合物濃度400 mg/L時，與同類型不同結構的交聯劑A、B相比，能形成更高強度的凝膠，30天后黏度仍能保持在30 000 mPa·s以上。因此篩選交聯劑C為本次實驗的主交聯劑。

2.2 ?固定劑配方優化

實驗采用直徑為45 mm，長為300 mm的石英砂填充的人造巖心，用J油田注入水飽和，測初始滲透率，注入不同濃度聚合物溶液，待產出端產出聚合物濃度穩定后，注入不同質量濃度的固定劑溶液0.3PV，在溫度為57 ℃條件下，放置48 h，測巖心的殘余阻力系數，結合殘余阻力系數來判斷固定劑與巖心殘留聚合物的相互作用對巖心的封堵能力，以優選最佳的固定劑配方濃度。結果見表4、表5。

（1）交聯劑濃度優化

實驗結果表明，在助交聯劑濃度不變時，隨著交聯劑質量濃度的增加，巖心的殘余阻力系數增加，當聚合物濃度較高時增加幅度尤為明顯，對聚合物的固定效果較好。當交聯劑濃度為1 200 mg/L時，在不同聚合物濃度下，殘余阻力系數增加幅度較大，當交聯劑濃度為1 500 mg/L時，雖殘余阻力系數進一步提高，但隨著聚合物濃度的增加，提高幅度不明顯，因此優選固定劑中交聯劑C濃度1 200 mg/L。

（2）助交聯劑濃度優化

結果表明，低助交聯劑濃度時，隨著濃度的增加，殘余阻力系數增幅較大，但當助交聯劑濃度大于1 000 mg/L時，對固定劑固定效果影響較小，殘余阻力系數增幅呈變緩趨勢。同時質量濃度越高的固定劑，藥劑成本越高，綜合實驗結果，最終優選固定劑濃度為1 200 mg/L交聯劑+1 000 mg/L助交聯劑，同時實驗結果表明，固定劑對于高質量濃度的聚合物有更好的固定作用。由于聚合物驅后在高滲透層中殘余的聚合物溶液濃度最高，因此該體系能夠對地下高滲透層中的聚合物形成有效固定，較好的改善后續水驅波及系數的作用。

（3）固定劑用量優化

實驗采用直徑為45 mm，長為300 mm的三層非均質石英砂填充的人造巖心，用J油田注入水和原油先后飽和，水驅至含水76%，并注入0.3PV聚合物溶液，并注入不同用量的固定劑體系，后續水驅至含水98%。在溫度為57℃條件下，測定不同注入PV數下不同巖心采收率，并與不注入固定劑對比，計算提高采收率值，實驗結果見表6。

結果表明，隨著固定劑注入量增加，原油采收率不斷提高。固定劑的用量為0.2PV時，與無固定劑方案相比，提高采收率3.28%。當注入量大于0.20PV時，提高采收率幅度變緩。說明固定劑對巖心內殘留聚合物固定后，對于高滲透層的封堵非常有效，使注水剖面得到較大程度的改善，提高了后續水驅的波及系數，可以進一步提高原油的采收率。當巖心內殘留聚合物充分利用時，提高固定劑濃度，并不能繼續增強交聯聚合物黏度以改善注采剖面，因此優選最佳固定劑注入用量為0.2PV，與空白方案相比，提高采收率3.28%。

3 ?結論

（1）二元復合驅后剩余油分布更加零散，多位于邊角部位，主要富集在滲透率相對較低、厚度較大的層位。含水飽和度在50%～70%之間儲層剩余儲量超過60%，說明這些部位為剩余油主要潛力區。二元驅后地層中有大量聚合物存留，這部分聚合物主要聚集在竄流嚴重的高孔高滲及高含水層位。

（2）交聯劑C與聚合物配伍性最好，在較低的聚合物濃度400 mg/L時，與同類型不同結構的交聯劑A、B相比，能形成更高強度的凝膠，30 d后黏度仍能保持在30 000 mPa·s以上。

（3）固定劑對巖心內殘留聚合物固定后，對于高滲透層的封堵非常有效，使注水剖面得到較大程度的改善，提高了后續水驅的波及系數，固定劑濃度為1 200 mg/L交聯劑+1 000 mg/L助交聯劑，注入量0.2PV時，與無固定劑方案相比，提高采收率3.28%。

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