海26塊弱凝膠體膨顆粒調(diào)驅(qū)體系研究

摘 要：通過實(shí)驗(yàn)研究海26調(diào)驅(qū)體系中體膨顆粒的膨脹能力，以及影響其膨脹能力的主要因素。結(jié)果表明，體膨顆粒在水中、在攜帶液中均具有較強(qiáng)的鼓脹能力；體膨顆粒粒徑越小、膨脹能力越強(qiáng)；顆粒與水接觸60min內(nèi)，膨脹速度較快；溫度、PH值和礦化度，對(duì)膨脹能力影響不大，但水中的Ca2+、Mg2+含量越高，膨脹能力越弱；攜帶液的濃度增加，懸浮能力增強(qiáng)；注入泵剪切后體膨顆粒變小、攜帶液懸浮能力略有下降。

關(guān)鍵詞：體膨顆粒；吸水能力；吸水膨脹倍數(shù)；攜帶液；海26塊

海26塊屬普通稠油注水開發(fā)區(qū)塊，儲(chǔ)層較強(qiáng)的非均質(zhì)性，多年的注水沖刷，在油水井間形成水流優(yōu)勢通道，形成無效水循環(huán)，依靠常規(guī)注水開發(fā)，提高注水波及體積難度較大。2013年初開展弱凝膠深部調(diào)驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，其中前置段塞配方為0.2%聚合物+0.15%有機(jī)鉻交聯(lián)劑組成的弱凝膠體系+0.3%體膨顆粒。利用有機(jī)鉻凝膠+體膨顆粒復(fù)合調(diào)驅(qū)體系強(qiáng)度大、封堵能力強(qiáng)的特點(diǎn)，封堵高滲透層、水流優(yōu)勢通道。

本文將討論調(diào)驅(qū)體系中的體膨顆粒的膨脹性能及弱凝膠體系對(duì)體膨顆粒膨脹性的影響。

1 不同類型體膨顆粒膨脹能力對(duì)比

體膨顆粒膨脹性能評(píng)價(jià)，是對(duì)體膨顆粒進(jìn)行靜態(tài)吸水倍數(shù)和吸水膨脹倍數(shù)評(píng)價(jià)。吸水倍數(shù)越大，說明吸水能力越強(qiáng)，反之越弱；吸水膨脹倍數(shù)越大，說明吸水膨脹能力越強(qiáng)，反之越弱。

在室溫條件下，將14種體膨顆粒置于海26塊注入水中吸水膨脹24h，結(jié)果顯示，TP4、TP5、TP6、HP1～HP4等7種顆粒吸水倍數(shù)大于12.46，吸水膨脹倍數(shù)大于23.47，表明吸水膨脹能力強(qiáng)，膨脹后顆粒手感柔軟且有彈性，注入地層膨脹后，在一定的壓力下，可以變形、蠕動(dòng)、堵塞大孔道。

2 體膨顆粒膨脹效果影響因素分析

2.1 自身粒徑的影響

將7種顆粒置于海26塊注入水中，在室溫條件下吸水膨脹24h，結(jié)果表明，粒徑不同吸水膨脹能力也不同，粒徑越小，吸水膨脹倍數(shù)越大，水化能力越強(qiáng)。

2.2 膨脹時(shí)間的影響

在室溫條件下，將6種顆粒置于海26塊注入水中，開展5min、30min、60min、120min、180min、240min的吸水能力測定。結(jié)果表明，顆粒與水接觸60min內(nèi)，膨脹速度較快，隨后膨脹速度減緩。同品種顆粒，粒徑小的顆粒，膨脹速度快；粒徑大的顆粒，膨脹速度慢。不同品種顆粒，吸水膨脹速度差異較大，其中HP1膨脹速度最快。

2.3 溫度的影響

在不同溫度下，將6種顆粒置于海26塊注入水中，恒溫放置1h，結(jié)果表明，溫度升高，體膨顆粒的吸水膨脹倍數(shù)呈增大趨勢，HP1表現(xiàn)更明顯，室溫（18.5℃）時(shí)吸水膨脹倍數(shù)為14.1；55℃時(shí)吸水膨脹倍數(shù)為19.89；80℃時(shí)吸水膨脹倍數(shù)為20.91。隨著溫度升高，吸水膨脹倍數(shù)增加幅度變小。

2.4 pH值的影響

在室溫條件下，將體膨顆粒置于PH值分別為3、5、7、9、11的注入水中吸水膨脹24h。結(jié)果表明，PH值越小，體膨顆粒的膨脹能力越弱；隨著PH值增大，體膨顆粒的膨脹倍數(shù)增加，但增加的幅度不大。

2.5 礦化度的影響

在室溫條件下，將體膨顆粒置于純凈水、清水、注入水和地層水中吸水膨脹24h。結(jié)果表明，吸水膨脹能力受水的總礦化度影響較小，主要與水中Ca2+、Mg2+含量有關(guān)，水中的Ca2+、Mg2+含量越高，體膨顆粒的吸水膨脹能力越弱。

3 攜帶液對(duì)體膨顆粒的影響

攜帶體膨顆粒注入地層的介質(zhì)，最常用的有水、聚合物溶液和弱凝膠體系。用水作為攜帶液，由于水的粘度小，懸浮能力弱，體膨顆粒容易下沉到溶液的底部，影響顆粒的注入。針對(duì)海26塊實(shí)際情況，選擇弱凝膠體系作為體膨顆粒的攜帶液。

3.1 攜帶液濃度的影響

在室溫條件下，用濃度分別為0.05%、0.1%、0.15%的弱凝膠體系與0.5%體膨顆粒配制溶液，靜置24h。結(jié)果表明，體膨顆粒的吸水膨脹倍數(shù)與未加弱凝膠體系時(shí)基本相同，說明弱凝膠體系濃度對(duì)體膨顆粒的吸水膨脹性能沒有明顯的影響。

3.2 攜帶液對(duì)體膨顆粒吸水膨脹速度的影響

體膨顆粒在水中的吸水膨脹倍數(shù)最大；加入弱凝膠體系后，吸水膨脹速度相對(duì)減慢，弱凝膠體系濃度越大，吸水膨脹速度越慢，吸水膨脹倍數(shù)也相對(duì)減小。體膨顆粒吸水膨脹倍數(shù)，與其和攜帶液接觸的時(shí)間長短有關(guān)，接觸時(shí)間越長，吸水膨脹倍數(shù)越大。

3.3 攜帶液對(duì)體膨顆粒的懸浮能力

通過攪拌或振蕩實(shí)驗(yàn)，使體膨顆粒充分懸浮在攜帶液中，溶液靜止時(shí)，觀察體膨顆粒在攜帶液中懸浮穩(wěn)定的時(shí)間。結(jié)果表明，隨著攜帶液濃度增高，懸浮穩(wěn)定性越好。

3.4 剪切作用的影響

調(diào)驅(qū)體系注入地層過程中，注入泵的剪切對(duì)弱凝膠體系和膨脹后的體膨顆粒都有一定的影響，剪切后的弱凝膠體系對(duì)體膨顆粒的懸浮能力也有一定的影響。

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)烈剪切10s后的體膨顆粒粒徑變小、弱凝膠體系粘度降低，對(duì)體膨顆粒的懸浮能力變小。

4 結(jié)論

（1）粒徑越小，吸水膨脹能力越強(qiáng)；顆粒與水接觸60 min 內(nèi)，膨脹速度較快，時(shí)間越長，吸水膨脹能力越強(qiáng)，60 min之后膨脹速度相對(duì)減緩；

（2）溫度升高、pH 值增大時(shí)，體膨顆粒的吸水膨脹倍數(shù)增加，但增加的幅度不大；總礦化度對(duì)體膨顆粒吸水膨脹能力的影響不大，但 Ca 2+ 和 Mg 2+ 的濃度越大，顆粒的吸水膨脹能力越弱；

（3）加入攜帶液后，體膨顆粒的吸水膨脹倍數(shù)變化不大，但吸水膨脹速度減慢，懸浮能力增強(qiáng)；隨著攜帶液濃度升高，體膨顆粒吸水膨脹速度下降幅度增大，懸浮能力增強(qiáng)。

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作者簡介：

趙曄（1988-），男，工程師，2011年畢業(yè)于北京化工大學(xué)生物工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)三次采油提高采收率研究工作。