聚合物驱堵塞井解堵技术研究

聚合物驱已成为国内外最具发展潜力的三次采油方法之一。聚合物的大量注入,造成近井地带堵塞,导致后续聚合物及水注入能力下降,达不到配注需求。为了解决聚合物驱井堵塞问题,在实验室筛选出DJD-A复合解聚剂。现场应用后增注效果显著。该井解堵成功,为同类聚合物驱井解堵提供了有益的借鉴。     

新型解堵剂的研制及在注聚后续水驱井的应用

聚合物堵塞是注聚井及后续水驱井油层伤害的重要因素之一。老化聚合物携裹泥沙、腐蚀产物、油污等组成复杂的堵塞物体系。传统使用二氧化氯、双氧水等解聚剂在储运、施工过程中危险性大,不适合油田生产。研制了系列氧化-还原体系解聚剂。室内评价了解聚剂对聚合物母液、交联聚合物、老化聚合物的解聚性能,结果表明,新型解聚剂对聚合物母液、交联聚合物的解除率在10 h内可达100%,对老化聚合物的解除率在24 h内可达90%以上,明显优于现有的解聚体系。现场应用了15井次,取得了良好的施工效果。     

JZ9-3油田注聚井安全解聚剂研制及评价

针对JZ9-3油田长期注聚造成堵塞问题,分析了W井堵塞物成分和特征。通过氧化剂和稳定剂的筛选及优化,研制成一种安全解聚剂,并进行了堵塞物溶蚀、一维填砂管模型驱替实验、腐蚀速率的性能评价。结果表明,过碳酰胺对高浓度聚合物溶液和凝胶的降黏率均能达到99%;加入稳定剂后,可以控制活性氧释放速率,在60℃下静置72 h仍能保持8%活性氧含量,大幅度地提高了解聚剂的安全性。解聚剂对堵塞物溶蚀率达到91.6%,解堵后渗透率恢复率达到305%,具有低腐蚀速率、不产生氧气的特点,确保现场施工的安全。在W井现场解堵施工应用中表明,该解聚剂对长期注聚产生的堵塞具有良好的解除效果。     

渤海油田聚驱受效井液气交注复合深部解堵工艺

渤海油田注聚受效井堵塞物复杂,常规解堵工艺效果差。堵塞物组分分析表明,堵塞物以有机、无机及聚合物相互包覆的复杂形式存在,为此提出先采用有机溶剂清洗有机质,再对含聚胶团堵塞物进行分散,采用逐级剥离逐级解除的解堵思路。从溶解有机物、胶团降解及氧化破胶等3方面开展不同类型解堵液溶解效果对比实验,结合堵塞机理优选解堵液体系为8%~10%甲酸+4%~6%有机溶剂解堵剂D+1%强氧化剂。渤海油田注聚受效井堵塞半径可达3 m以上,为提高解堵效果及扩大解堵半径,通过对比分析堵塞物多轮次溶解效果,配套形成了多轮次处理及液气交替注入或伴注的解堵工艺。新工艺现场试验单井日增油达60 m3/d,应用效果显著,为解决聚驱受效井产能释放难题提供了新的思路,具有较好的现场推广价值。     

复合解堵剂对大庆油田三元复合驱注入井的解堵效果

为改善大庆油田聚合物/碱/表面活性剂三元复合驱主段塞注入后期部分注入井注入压力升高、注入量降低的问题,制备了由无机铵类化合物降解剂和复合酸组成的复合解堵剂体系,研究了该复合解堵剂对三元复合驱注入井堵塞物的室内解堵效果,并在大庆油田进行了现场解堵增注试验。结果表明,复合解堵剂对注入井堵塞 物的溶解效果较好,溶解率大于98%;现场应用时先注入降解剂处理地层中的聚合物团块堵塞,再注入复合酸处理剩余的垢质及机械杂质等堵塞物,对14 口三元复合驱注入井解堵后,初期平均压力降低2.2 MPa、平均日注入量增加12.5 m³、平均有效期183 d。该复合解堵剂对主段塞后期及副段塞阶段因堵塞导致注入能力降的三元复合驱注入井有较好的降压增注效果。表5 参13     

大庆油田注聚井解堵增注技术

大庆油田聚合物驱三次采油过程中，随着聚合物注入体积的增加，注聚井堵塞问题日益突出。主要表现是：注入压力高、达不到配注、间歇注入等，严重影响聚驱效果。注聚井解堵增注技术分析了聚驱注入井注入压力上升的主要原因及注聚井堵塞规律，并根据注聚井近井地带堵塞物的成分分析，研制出新型注聚井解堵剂配方；为减少注聚井解堵后因聚合物的再吸附而重新堵塞，研究了注聚井油层保护技术，形成了既能防止聚合物在油层孔隙表面的再吸附，又能通过竞争吸附将吸附在油层孔隙表面的聚合物驱替掉的油层保护剂配方。该技术现场试验22口井，从解堵施工到油层保护等方面技术完善配套，现场试验取得了明显的效果。     

新生态二氧化氯复合解堵技术在河南油田的应用

聚合物驱油常伴随有地层堵塞，影响了驱油效果。由于堵塞物主要由聚合物及各种无机垢构成，直接采用强氧化剂解堵会腐蚀设备，安全性差，解堵效果不理想。针对河南油田聚合物驱油藏物性及地层堵塞物的特点，研究开发出了新生态二氧化氯复合解堵剂及其配注工艺。该复合解堵剂以二氧化氯粉剂为主剂，是一种潜在二氧化氯生成体系，由两种粉状物组成，其水溶液在地层条件下发生化学反应生成新生态二氧化氯，具有极强的破胶、杀菌、除硫和溶蚀各种无机垢堵塞物的能力；配注工艺简单可靠、针对性强。现场应用表明，新生态二氧化氯复合解堵技术可高效解除油田聚合物驱地层堵塞，措施井平均有效期可超过8个月且增油增注效果显著。     

SOD注聚井解堵剂效果评价与现场应用

聚合物驱是应用非常广泛的一项三次采油技术。随着注聚三采技术在我国海上油田的应用推广,注聚井堵塞问题也变得日益突出,注聚井堵塞会导致地层注入压力升高、吸水能力下降,欠注明显等问题,这将严重影响聚驱效果及油田的正常生产。通过SOD解堵剂对聚合物凝胶的降解试验、地层解堵物模试验、现场堵塞物的溶蚀试验研究,结果表明,SOD解堵剂能够有效地解决聚驱造成的地层渗透率降低、地层吸水能力下降等问题。2011年10月及2012年3月在渤海LD5-2油田A10井和SZ36-1油田B06井进行了现场试验,解堵后2个目标地层吸水指数均提高70%以上,有效期均超过6个月,达到了注聚井有效解堵与改造的目标。     

渤海油田疏水缔合类堵塞物伤害机理及解堵技术

针对渤海S油田注聚井进行多次解堵仍达不到油藏配注需求的生产难题,开展了堵塞特点及伤害机理的研究。利用扫描电镜、红外光谱及原子力显微镜等实验仪器对该油田注入过程中形成的疏水缔合类堵塞物与常用聚丙烯酰胺类堵塞物进行了对比研究,发现疏水缔合类堵塞物比常规堵塞物结构更加复杂、包裹油污能力更强,并针对其伤害特点研发出新型SOA解堵剂。通过室内实验发现,新型SOA解堵剂对疏水缔合聚合物类堵塞物降解率达到90%以上,而当SOA与酸组合使用后降解率达到99%以上,由此形成了一套SOA解堵剂与酸交替注入的新工艺。研究成果在S油田完成4井次现场应用,有效率100%,为海上油田注聚井高效解堵提供有效的方法,具有很好的推广应用前景。     

聚合物驱油藏油井堵塞机制与防治

油田广泛长期应用聚合物驱对应的油井堵塞严重,液量下降,严重影响聚合物驱后油藏的进一步开发。针 对胜利油田聚合物驱油藏,利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等方法分析油井堵塞产物组分与 构成;通过模拟不同堵塞物流体与近井储层条件,研究油井堵塞的堵塞程度与影响主控因素。结果表明,聚合物 驱油藏油井堵塞物主要为发生一定交联并嵌入吸附地层矿物盐、黏土的聚合物团聚体,占比为65.6%;其次为地 层出砂颗粒与胶结物、原油,分别为17.8%、16.6%。地层出砂颗粒造成多孔介质封堵是油井近井堵塞的主控因 素,聚合物衍生交联与吸附团聚形成的聚合物团聚体加剧了油井堵塞程度。基于聚合物驱油藏油井堵塞机制, 实施堵塞油井近井原油清洗+聚合物胶团氧化降解、中远井高效固砂防治的油井解堵防砂一体化防治方案具有 良好的应用效果,平均单井提液86.8%。     

SYJ-1型聚合物复合解堵剂的研制及性能评价

聚合物驱是一种常用的三次采油技术。随着聚合物溶液的注入,聚合物固体颗粒将沉积在孔隙中或近井地带,这些聚合物堵塞物将会引起注入井压力的显著增加,最终会阻止聚合物溶液的继续注入。为了解决聚合物堵塞的问题,根据江苏油田Z35断块先导试验区油藏特点,在室内研制了SYJ-1型解堵剂,并进行了该解堵剂的性能评价研究。研究结果表明:1)在温度78℃条件下,0.3%的解堵剂溶液可使聚丙烯酰胺在2h后粘度由2449mPa.s下降到2.5mPa.s,降解率为99%;2)在30℃条件下,采用0.3%的解堵剂溶液对硫酸盐还原菌(SRB)杀菌,接触时间为30min,杀菌率为99.99%;3)经过该解堵剂溶液处理后,渗透率大于172×10-3μm2岩心的渗透率可以恢复96%,渗透率越低解堵效果越差。     

砂岩油藏聚合物堵塞机理及解堵方法研究

针对砂岩油藏聚合物驱过程中聚合物堵塞严重的问题,利用长填砂管多点测压驱替实验和油藏工程方法确定聚合物堵塞半径,利用电镜扫描、CT扫描、核磁共振等手段研究聚合物堵塞机理。结果表明:聚合物堵塞主要发生在靠近填砂管注入端0～1/4处;高渗岩心表面吸附有大量聚合物,聚合物堵塞主要是由吸附引起的,低渗岩心孔径小,孔喉处机械捕集量大,聚合物堵塞主要是由机械捕集引起的;相比于聚合物驱前,聚合物驱后的岩心孔喉平均半径和平均喉道配位数减少,平均孔喉半径由42.2 μm降至39.9 μm,平均喉道配位数由3.36降至3.19。基于堵塞半径和堵塞位置的研究结果,进行了解堵现场试验,解堵后的视吸水指数为解堵前的10.5倍,达到了配注要求。该研究结果可为砂岩油藏聚合物堵塞机理研究和聚合物驱现场试验提供一定的理论指导。     

聚合物驱油层吸水剖面变化规律

统计分析大庆油田聚合物驱工业区块油层吸水剖面资料发现，绝大多数井中、低渗透层在注入聚合物溶液体积达0．08～0．2PV时吸水剖面发生返转，低渗透层吸水剖面返转时机先于中渗透层，且在整个聚驱过程中高渗透层仍保持最高的吸水量，对改善油层开发效果不利。数值模拟研究表明：层间渗透率级差及有效厚度比越大、注入聚合物分子量越小，聚合物溶液对低渗透层吸水能力的调整效果越弱；地层产能系数级差是影响吸水剖面返转时机和返转周期的主要因素。根据研究结果，提出：在聚合物驱层系组合时，应避免层间产能系数级差过大，分层注聚合物、优化聚合物分子量及段塞组合方式、注聚合物前深度调剖等措施可改善聚合物驱油效果。图10表2参13     

注聚井堵塞动态过程研究

为明确注聚井堵塞形成的过程,进行了堵塞物产生原因分析,利用长填砂管模拟了堵塞的动态过程。分析认为,聚合物配制过程中产生的鱼眼、注入水中钙镁离子引起聚合物分子桥接以及聚合物在孔隙中的吸附滞留是注聚井堵塞的主要原因。长填砂管模拟实验结果表明,在聚合物注入过程中,聚合物/注入水、砂粒的相互作用形成的大直径胶团,在注聚端造成严重堵塞;在采出端的堵塞主要来自聚合物在孔隙中的吸附滞留,堵塞程度相对较弱。通过注聚井堵塞动态变化的研究,为注聚井解堵工艺设计提供理论支撑。     

海上油田水聚干扰影响因素分析及矿场试验研究

水聚交叉井网会造成水聚干扰现象,导致聚驱效果变差。针对此问题,结合海上典型注聚油田地质油藏特征,利用数值模拟软件开展水聚干扰机理及影响因素研究,并在此基础上制定相应的调整策略。矿场试验表明,通过针对性优化注水井转注聚顺序及水聚注入强度,有效控制了分批次转注聚期间出现的水聚干扰,油井受益率达到86%,实现净增油482.0×10^4 m^3,提高采出程度5.1%。聚驱降水增油效果稳定,达到改善聚驱开发效果的目的。     

聚合物驱后阳离子聚合物堵水技术

聚合物驱转水驱后，由于不利的流度比，注入水沿高渗透层及高渗透通道向油井突进，油井含水率上升速度快，产出液中聚合物含量高。为了充分利用地下的聚合物，提高聚合物驱替后注入水的波及系数，研究了不同阳离子聚合物与聚合物驱的絮状反应特点及对岩心的堵塞程度。研究结果表明，淀粉改性型阳离子聚合物及乳液型阳离子聚合物与聚合物驱混合均易形成絮状沉淀；乳液型阳离子聚合物（用热水溶解快）产生絮状沉淀强度较高，絮状沉淀可使地层岩心的渗透率有较大程度降低（大于90％），加入粉煤灰的絮状沉淀可使高渗透地层的渗透率有较大程度降低，适于高渗透地层堵水调剖。     

Experimental Investigation of Flooding Hydrolyzed–Sulfonated Polymers for EOR Process in a Carbonate Reservoir

The main purposes of this study were to scrutinize experimentally effects of polymer and rock types on the oil recovery using water and polymer flooding processes. Four dynamic flooding experiments were carried out at simulated reservoir condition of temperature and pressure. According to the obtained results, the ultimate oil recovery by water flooding in highly fractured reservoirs was less than reservoirs with the microfractures. The results of polymer flooding showed that in addition the polymer molecular weight, the sulfonation of polymers also affects the oil recovery.     

聚合物微球在高温高盐碎屑岩水平井堵水中的应用

塔河油田碎屑岩油藏属高温高盐大底水油藏,非均质性严重,高含水油井上升速度快,严重影响了油田的开发水平。颗粒类堵剂孔喉适配能力差,不具备油水流动选择,堵水效果不佳。通过粒径实验和岩心驱替实验,对聚合物微球性能进行了评价,结果表明：聚合物微球在130℃条件下,用塔河地层水溶胀15d后,粒径增大了18倍,在煤油中粒径没有变化。浓度为2000mg／L的微球封堵率达到93．4％,注微球后双管驱油效率提高11．94％。通过现场试验分析,认为聚合物微球封堵强度较高,受矿化度影响小,增油效果明显,可用于非均质油藏高含水油井堵水。