弱凝膠深部調(diào)驅(qū)配套工藝技術(shù)優(yōu)化

常蓓鋒

摘要：XX區(qū)塊自2014年開展實(shí)施深部調(diào)驅(qū)，累計(jì)實(shí)施10個(gè)井組。隨著深部調(diào)驅(qū)的持續(xù)實(shí)施，現(xiàn)場逐漸出現(xiàn)成膠質(zhì)量不穩(wěn)定、配液操作粘損大、注入壓力高導(dǎo)致轉(zhuǎn)注水等問題，影響深部調(diào)驅(qū)的進(jìn)一步有效實(shí)施。因此對(duì)配套技術(shù)進(jìn)行研究與優(yōu)化，通過調(diào)整交聯(lián)劑生成配方、調(diào)整攪拌槳轉(zhuǎn)速、實(shí)施注聚井解堵降壓技術(shù)，有效解決了現(xiàn)場存在問題。

關(guān)鍵詞：深部調(diào)驅(qū);成膠;攪拌槳轉(zhuǎn)速;解堵降壓

1.前言

XX區(qū)塊該塊自1979年投入開發(fā)，1996年進(jìn)入高含水開發(fā)后期階段。該塊存在以下開發(fā)矛盾：

（1）儲(chǔ)層非均質(zhì)性嚴(yán)重，主體部位層間矛盾突出。一是層間矛盾導(dǎo)致縱向水驅(qū)動(dòng)用程度差異大：油藏開發(fā)初期油井均大段合采，層間干擾嚴(yán)重。統(tǒng)計(jì)XX塊各小層吸水量可以看出Ⅲ5以上油組小層動(dòng)用較差，其儲(chǔ)量約占全斷塊總儲(chǔ)量的58.57%。二是平面主體部位為河口壩復(fù)合體系，非均質(zhì)性相對(duì)較弱，但仍存在差異。

（2）注水低效無效循環(huán)逐步嚴(yán)重，存在水流優(yōu)勢通道，注水調(diào)整難見效。通過對(duì)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(yōu)勢通道，常規(guī)措施很難實(shí)現(xiàn)注水井平面調(diào)驅(qū)，注水低效無效循環(huán)，注水利用率低。

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

（4）特高含水井多，常規(guī)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(chǎn)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(cè)鉆、補(bǔ)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(xiàn)方式開發(fā)進(jìn)一步提高采收率難度大。該塊內(nèi)部油水井間主流線方向水淹嚴(yán)重。目前開發(fā)方式下，最終采收率只有36.7%，達(dá)不到標(biāo)定采收率38.5%。

針對(duì)以上存在問題，通過開展人造非均質(zhì)模型及天然油砂填充模型注入不同介質(zhì)提高采收率實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了微觀驅(qū)油機(jī)理研究。不同注入方式驅(qū)替結(jié)果表明深部調(diào)驅(qū)效果最好。2014年起實(shí)施弱凝膠深部調(diào)驅(qū)技術(shù)，取得良好效果。隨著深部調(diào)驅(qū)的持續(xù)實(shí)施，現(xiàn)場逐漸出現(xiàn)一些問題：

1.1成膠質(zhì)量不穩(wěn)定

通過對(duì)現(xiàn)場配液進(jìn)行取樣化驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)成膠粘度變化較大，主要是夏季成膠率較低。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，1-5月取樣75個(gè)，成膠率83%，平均粘度2565mpa·s;6-9月取樣53個(gè)，成膠率35%，平均粘度461mpa·s;10-12月取樣65個(gè)，成膠率86%，平均粘度2335mpa·s。

1.2 配液操作粘損大

現(xiàn)場取樣化驗(yàn)粘度數(shù)據(jù)普遍低于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過對(duì)比現(xiàn)場配液樣品與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)樣品，粘度平均降低23.3%。主要原因是現(xiàn)場配液流程中，聚合物溶解攪拌環(huán)節(jié)對(duì)弱凝膠有機(jī)械剪切作用。

1.3注入壓力高導(dǎo)致轉(zhuǎn)注水

隨著深部調(diào)驅(qū)的持續(xù)實(shí)施，各注聚井的注入壓力出現(xiàn)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(dǎo)致轉(zhuǎn)注水或停注。

2.配套技術(shù)優(yōu)化

針對(duì)以上存在問題，從成膠保障技術(shù)優(yōu)化、降低配液操作粘損、注聚井解堵降壓三方面開展深部調(diào)驅(qū)配套技術(shù)研究與優(yōu)化，確保實(shí)施效果。

2.1 成膠保障技術(shù)優(yōu)化

水質(zhì)是影響弱凝膠溶液成膠的關(guān)鍵因素，對(duì)現(xiàn)場水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)數(shù)據(jù)表明硫酸鹽還原菌、溶解氧指標(biāo)均超過調(diào)驅(qū)配液用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中夏季細(xì)菌繁殖活躍，平均值為2.6×103個(gè)/ml，是造成成膠質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因。

為消除細(xì)菌對(duì)成膠的影響，對(duì)酚醛樹脂交聯(lián)劑生產(chǎn)配方調(diào)整優(yōu)化。酚醛樹脂交聯(lián)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(yīng)得到的產(chǎn)物。

研究數(shù)據(jù)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(duì)保證聚合物溶液的穩(wěn)定性有顯著作用。因此對(duì)酚醛樹脂交聯(lián)劑生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化：增大甲醛投料量，確保苯酚完全反應(yīng)無殘留，反應(yīng)產(chǎn)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(zhuǎn)速有關(guān)。目前現(xiàn)場使用的是槳式攪拌器，符合調(diào)驅(qū)現(xiàn)場使用要求。因此對(duì)攪拌槳轉(zhuǎn)速進(jìn)行研究與優(yōu)化。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)攪拌槳轉(zhuǎn)速為30r/min時(shí)，攪拌槳對(duì)弱凝膠的剪切最小。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過30r/min時(shí)，剪切越來越大。而當(dāng)轉(zhuǎn)速小于28r/min時(shí)，對(duì)聚合物攪拌溶解效果較差，導(dǎo)致配制的弱凝膠不均勻，弱凝膠平均粘度低。因此優(yōu)選攪拌槳轉(zhuǎn)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(duì)弱凝膠進(jìn)行降解，主要機(jī)理如下：

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

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

（3）聚丙烯酰胺酸性水解時(shí)，除水解生成羧基外，還易發(fā)生酰亞胺化反應(yīng)。

同時(shí)，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(nèi)實(shí)驗(yàn)，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(yīng)時(shí)間下的溶液粘度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(shí)驗(yàn)優(yōu)選配方濃度為4%+6%。

3.現(xiàn)場應(yīng)用情況

深部調(diào)驅(qū)配套工藝技術(shù)優(yōu)化在各井均應(yīng)用實(shí)施，實(shí)施后取得了明顯效果：

（1）通過調(diào)整酚醛樹脂交聯(lián)劑生產(chǎn)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(duì)各注入井的配液攪拌速度調(diào)整為30r/min，取樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)表明平均成膠粘度由調(diào)整前的2446 mpa·s提高到2838mpa·s;

（3）實(shí)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(shí)施效果。

4.結(jié)論

（1）隨著深部調(diào)驅(qū)的持續(xù)實(shí)施，存在問題逐漸凸顯。通過對(duì)深部調(diào)驅(qū)的配套技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，有效保障了成膠質(zhì)量，降低配液操作粘度，降低了注入壓力。

（2）XX塊實(shí)施深部調(diào)驅(qū)配套技術(shù)的優(yōu)化與應(yīng)用，為深部調(diào)驅(qū)技術(shù)在中高滲油藏提高水驅(qū)開發(fā)效果提供了技術(shù)保障。