弱凝膠深部調驅配套工藝技術優化

常蓓鋒

摘要：XX區塊自2014年開展實施深部調驅，累計實施10個井組。隨著深部調驅的持續實施，現場逐漸出現成膠質量不穩定、配液操作粘損大、注入壓力高導致轉注水等問題，影響深部調驅的進一步有效實施。因此對配套技術進行研究與優化，通過調整交聯劑生成配方、調整攪拌槳轉速、實施注聚井解堵降壓技術，有效解決了現場存在問題。

關鍵詞：深部調驅;成膠;攪拌槳轉速;解堵降壓

1.前言

XX區塊該塊自1979年投入開發，1996年進入高含水開發后期階段。該塊存在以下開發矛盾：

（1）儲層非均質性嚴重，主體部位層間矛盾突出。一是層間矛盾導致縱向水驅動用程度差異大：油藏開發初期油井均大段合采，層間干擾嚴重。統計XX塊各小層吸水量可以看出Ⅲ5以上油組小層動用較差，其儲量約占全斷塊總儲量的58.57%。二是平面主體部位為河口壩復合體系，非均質性相對較弱，但仍存在差異。

（2）注水低效無效循環逐步嚴重，存在水流優勢通道，注水調整難見效。通過對歷年來注水井吸水剖面測試資料分析看，河道主流線存在水流優勢通道，常規措施很難實現注水井平面調驅，注水低效無效循環，注水利用率低。

（3）目前井距已接近合理井距，油層水淹嚴重，剩余油分布零散。XX塊目前平均井距280m，已接近計算合理井距268m，因此整體加密調整空間小。根據調整井解釋成果和調補層資料分析以及剩余油分布研究結果，目前油藏水淹嚴重，剩余油分布零散，調整挖潛難度大。

（4）特高含水井多，常規油井措施效果逐年變差。目前XX塊開井99口，其中綜合含水≥80%的井有87口，占總井的88%，≤80%的井有12口，僅占總井的12%。XX塊投產以來共上措施712井次，有效643井次，有效率為68.7%。近兩年措施減少到平均年1-2次。上述措施中側鉆、補層效果較好，有效率為90.3%;堵水（223次有效51次）效果較差，有效率僅為22.8%。

（5）按現方式開發進一步提高采收率難度大。該塊內部油水井間主流線方向水淹嚴重。目前開發方式下，最終采收率只有36.7%，達不到標定采收率38.5%。

針對以上存在問題，通過開展人造非均質模型及天然油砂填充模型注入不同介質提高采收率實驗，進行了微觀驅油機理研究。不同注入方式驅替結果表明深部調驅效果最好。2014年起實施弱凝膠深部調驅技術，取得良好效果。隨著深部調驅的持續實施，現場逐漸出現一些問題：

1.1成膠質量不穩定

通過對現場配液進行取樣化驗分析，發現成膠粘度變化較大，主要是夏季成膠率較低。統計數據表明，1-5月取樣75個，成膠率83%，平均粘度2565mpa·s;6-9月取樣53個，成膠率35%，平均粘度461mpa·s;10-12月取樣65個，成膠率86%，平均粘度2335mpa·s。

1.2 配液操作粘損大

現場取樣化驗粘度數據普遍低于室內實驗數據。通過對比現場配液樣品與室內實驗樣品，粘度平均降低23.3%。主要原因是現場配液流程中，聚合物溶解攪拌環節對弱凝膠有機械剪切作用。

1.3注入壓力高導致轉注水

隨著深部調驅的持續實施，各注聚井的注入壓力出現不同程度的升高，注入壓力平均上升10.8 Mpa。部分注入井的弱凝膠在近井地帶成膠，造成地層堵塞，注入壓力過高導致轉注水或停注。

2.配套技術優化

針對以上存在問題，從成膠保障技術優化、降低配液操作粘損、注聚井解堵降壓三方面開展深部調驅配套技術研究與優化，確保實施效果。

2.1 成膠保障技術優化

水質是影響弱凝膠溶液成膠的關鍵因素，對現場水質進行化驗，化驗數據表明硫酸鹽還原菌、溶解氧指標均超過調驅配液用水水質標準，其中夏季細菌繁殖活躍，平均值為2.6×103個/ml，是造成成膠質量不穩定的主要原因。

為消除細菌對成膠的影響，對酚醛樹脂交聯劑生產配方調整優化。酚醛樹脂交聯劑為苯酚和甲醛以l：3的摩爾比投料，采用堿催化合成工藝，在50℃-90℃ 溫度下反應得到的產物。

研究數據表明甲醛是一種殺菌劑，能有效消除水中的硫酸鹽還原菌，對保證聚合物溶液的穩定性有顯著作用。因此對酚醛樹脂交聯劑生產工藝進行調整優化：增大甲醛投料量，確保苯酚完全反應無殘留，反應產物中含甲醛1%。

2.2 降低配液操作粘損

聚合物在攪拌過程中的降解與攪拌器的形狀和轉速有關。目前現場使用的是槳式攪拌器，符合調驅現場使用要求。因此對攪拌槳轉速進行研究與優化。

實驗數據表明，當攪拌槳轉速為30r/min時，攪拌槳對弱凝膠的剪切最小。當轉速超過30r/min時，剪切越來越大。而當轉速小于28r/min時，對聚合物攪拌溶解效果較差，導致配制的弱凝膠不均勻，弱凝膠平均粘度低。因此優選攪拌槳轉速為30/min。

2.3 注聚井解堵降壓

為有效解除井筒及近井地帶的弱凝膠堵塞情況，通過研究，酸液可以對弱凝膠進行降解，主要機理如下：

（1）酸性條件下，水與質子化的酰氨羰基發生親核加成，之后消去氨（NH3），丙烯酰胺結構單元水解為丙烯酸結構單元;

（2）聚丙烯酰胺的酸性水解表現出顯著的臨基催化效應，即水解后生成的羧基對臨位酰氨基的水解產生加速作用;

（3）聚丙烯酰胺酸性水解時，除水解生成羧基外，還易發生酰亞胺化反應。

同時，聚合物分子鏈與氧化劑接觸后，酰胺基易被氧化水解，造成分子鏈斷裂，聚合物溶液粘度降低。

因此開展室內實驗，在已成膠的樣品中加入不同濃度鹽酸和氧化劑，測定不同反應時間下的溶液粘度。實驗數據表明鹽酸和氧化劑能有效降解聚合物，因此可使用酸液和氧化劑解除注入井的聚合物堵塞情況，降低注入壓力。通過實驗優選配方濃度為4%+6%。

3.現場應用情況

深部調驅配套工藝技術優化在各井均應用實施，實施后取得了明顯效果：

（1）通過調整酚醛樹脂交聯劑生產配方，平均成膠粘度由260 mpa·s提高到2446 mpa·s，成膠率由15%提高到83%;

（2）對各注入井的配液攪拌速度調整為30r/min，取樣化驗數據表明平均成膠粘度由調整前的2446 mpa·s提高到2838mpa·s;

（3）實施注聚井解堵降壓3井次，平均壓力下降9.5MPa，取得良好的實施效果。

4.結論

（1）隨著深部調驅的持續實施，存在問題逐漸凸顯。通過對深部調驅的配套技術進行優化，有效保障了成膠質量，降低配液操作粘度，降低了注入壓力。

（2）XX塊實施深部調驅配套技術的優化與應用，為深部調驅技術在中高滲油藏提高水驅開發效果提供了技術保障。