海上用自交聯(lián)調(diào)剖劑的研究及應(yīng)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(qū)位于埕島油田中區(qū)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(qū)投產(chǎn)情況比較復(fù)雜，1995年為館陶組的開發(fā)試驗(yàn)階段，于2000年7月水井開始轉(zhuǎn)注。由于該井區(qū)層間矛盾明顯，注采不平衡，形成一定優(yōu)勢滲流通道，導(dǎo)致注入水的無效循環(huán)[1]。

針對埕北11井區(qū)油藏特點(diǎn)、開發(fā)現(xiàn)狀及海上特殊的施工條件[2]，我們室內(nèi)研制了自交聯(lián)深部調(diào)剖體系，該體系具有速溶、成膠時間可控、施工方便等特點(diǎn)。并在埕北試驗(yàn)區(qū)11井區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場施工，有效緩解了層內(nèi)、層間矛盾，進(jìn)一步擴(kuò)大了水驅(qū)波及面積，提高了水驅(qū)油效率。

1　試驗(yàn)

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(yè)品。

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

1.2　自制交聯(lián)調(diào)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(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成調(diào)剖劑。在聚合物主鏈上引入2種可反應(yīng)的單體，2單體的相應(yīng)基團(tuán)反應(yīng)形成交聯(lián)體系。

用埕北中一區(qū)11N井區(qū)注入水配制4 000～10 000 mg/L的自交聯(lián)調(diào)剖劑溶液。

2　自交聯(lián)調(diào)剖劑性能評價

2.1　溶解時間

用埕北中一區(qū)11N井區(qū)注入水配制不同濃度的自交聯(lián)調(diào)剖體系，25 ℃條件下，采用電導(dǎo)法[3]測定溶解時間，其試驗(yàn)結(jié)果見圖1，可得自交聯(lián)調(diào)剖劑溶解時間小于30 min。

圖1　不同時間調(diào)剖體系的電導(dǎo)率曲線

2.2　黏濃關(guān)系

用埕北中一區(qū)11N井區(qū)注入水配制不同濃度的自交聯(lián)調(diào)剖劑溶液，利用布什黏度計測試溶液黏度，結(jié)果見圖2。注入水水質(zhì)對自交聯(lián)體系黏度沒有影響；隨著自交聯(lián)調(diào)剖劑濃度的升高，體系黏度呈上升趨勢。

圖2　自交聯(lián)調(diào)剖劑黏濃關(guān)系

2.3　成膠性能

用埕北中一區(qū)11N井區(qū)注入水配制不同濃度的自交聯(lián)調(diào)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(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3　自交聯(lián)調(diào)剖劑的黏彈性

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

2.4　熱穩(wěn)定性

調(diào)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(wěn)定性能，試驗(yàn)結(jié)果如圖4。

圖4　成膠熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)曲線

由圖4可知，成膠后，自交聯(lián)體系的穩(wěn)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(shí)驗(yàn)

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(lián)體系0.3 PV，再進(jìn)行后續(xù)水驅(qū)，測試巖石的堵后滲透率，驗(yàn)證自交聯(lián)調(diào)剖劑的封堵性能，試驗(yàn)結(jié)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(lián)體系物模封堵試驗(yàn)結(jié)果

3　現(xiàn)場試驗(yàn)與應(yīng)用效果

為減緩平面、層間、層內(nèi)的矛盾，改善層內(nèi)不同韻律段的吸水狀況，封堵水竄的高滲條帶，進(jìn)一步擴(kuò)大水驅(qū)波及面積，提高儲量動用，優(yōu)選出符合條件的水井進(jìn)行深部調(diào)剖。

調(diào)剖施工共分3個段塞，按照注入前后順序依次為：預(yù)處理段塞、主體段塞、封口段塞。

(1)預(yù)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(xù)自交聯(lián)體系的注入，同時，該預(yù)處理體系具有較好的驅(qū)油特性，從而增加整體調(diào)剖體系的洗油效率。

(2)主體段塞。按設(shè)計注入濃度較高的自交聯(lián)調(diào)剖體系，進(jìn)入地層深部形成強(qiáng)度較高的調(diào)剖封堵段塞。

(3)封口段塞。注入一定量高濃度的自交聯(lián)調(diào)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(qū)7口水井，施工具體段塞設(shè)計見表2。

表2　調(diào)剖井段塞設(shè)計

4　應(yīng)用效果

分別于2011年10月和2012年9月在埕島油田1HB井區(qū)和11N井區(qū)兩個區(qū)塊應(yīng)用自交聯(lián)體系開展了整體深部調(diào)剖礦場試驗(yàn)。目前，已實(shí)施自交聯(lián)調(diào)剖的區(qū)塊還在持續(xù)見效中，實(shí)施作用效果還在進(jìn)一步跟蹤。

1HB井區(qū)包含4口調(diào)剖井，對應(yīng)油井9口，累計注入自交聯(lián)調(diào)剖劑14 216 m3，調(diào)剖后，對應(yīng)9口油井中6口明顯見效，截止2012年12月，1HB井區(qū)累計增油4 546 t。

11N井區(qū)包含調(diào)剖井7口，對應(yīng)油井14口，累計注入自交聯(lián)調(diào)剖劑34 806 m3，在施工過程中，對應(yīng)14口油井中9口已開始見效，截止2012年12月，11N井區(qū)累計增油756 t。

圖5　CB1FB-P1井生產(chǎn)曲線

CB1FB-P1井在自交聯(lián)調(diào)剖施工過程中開始見效，圖5為其生產(chǎn)曲線?？梢姡蕪?2.7%最低降為87.4%，下降了5.3%；日產(chǎn)油量從15.5 t最高升為24.5 t，日增油9 t，目前仍在持續(xù)作用。

5　結(jié)論

1)室內(nèi)評價結(jié)果表明，自交聯(lián)調(diào)剖劑溶解速度快、熱穩(wěn)定性好、封堵率高，在其質(zhì)量濃度高于6 000 mg/L時，成膠體系的黏彈性出現(xiàn)突越。

2)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，在2個井區(qū)實(shí)施調(diào)剖試驗(yàn)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(diào)剖施工面臨場地有限、注入水礦化度高等困難，自交聯(lián)調(diào)剖劑具有速溶、耐鹽等特點(diǎn)，能夠滿足海上油田深部調(diào)剖的要求，且礦場試驗(yàn)效果顯著。

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

[2]趙福麟，戴彩麗，王業(yè)飛.海上油田提高采收率的控水技術(shù)[J]. 中國石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)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(xué)院學(xué)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(xué)報，2010，31(5)：806-809.