滨南油田污油泥调剖技术

污油泥调剖技术利用含油污泥与地层有良好的配伍性,以污油泥为主要原料,采用化学方法,添加活性稠化剂,形成活性稠化污油泥调剖剂,当泵入地层大孔道时,在注水过程中随注入水沿大孔道缓慢运移聚集沉降在大孔道中,形成较大粒径的团粒结构,起封堵大孔道的作用,迫使注入水改道进入中低渗透层段,驱替中低渗透层段的原油,从而扩大注入水的波及体积,调整水驱剖面,提高水驱效率.     

老君庙油藏含油污泥调剖技术研究与应用

老君庙M层油藏由于非均质性导致注入水沿注水井与生产井之间的高渗透层、大孔道单层突进,本着含油污泥"源于油藏,用于油藏"的技术思路,基于现有调剖技术及污油泥相关性质,依据颗粒架桥理论及地层的孔喉匹配性,采用含油油泥作为主剂,结合油藏特征,通过室内实验,研制了含油污泥调剖剂、含油污泥颗粒复合调剖剂,优化现场施工工艺,形成适用于老君庙M层油藏的油泥调剖技术。     

渤海油田分级组合深部调剖技术

为了提高海上油田的开发效果,基于调剖决策的压力指数计算、调剖体系优选室内试验及调剖参数设计,进行了分级组合深部调剖技术研究.室内试验表明,采取先低强度(终冻强度0.05 MPa)后高强度(终冻强度0.07 MPa)连续相的顺序注入,比采取先高强度后低强度连续相的顺序注入时的采收率提高3.1百分点;采取先大粒径(初始粒径0.5~3.0 μm)分散相、后小粒径(初始粒径50~500 nm)分散相的顺序注入,比采取先小粒径分散相、后大粒径分散相的顺序注入时的采收率提高4.1百分点.膨胀后分散相颗粒与地层孔喉的最佳直径比为1时封堵率最高,且要求初始颗粒粒径小于1/7倍孔喉直径,膨胀后的最小粒径大于1/3倍孔喉直径.结合渤海油田的现场实例对该技术的应用效果进行分析,预测进行分级组合深部调剖后,含水率下降5.0%,2个井组增油3.4×104 m3以上.研究结果表明,在应用区块整体调剖决策参数确定目标调剖井的基础上,根据地层物性优选出合适的调剖体系,并对调剖体系进行优化组合设计,可以达到最佳的调剖效果.      

孔喉尺度弹性微球调驱影响因素

为了进一步表征孔喉尺度弹性微球的调驱效果,通过填砂管驱替实验,研究了微球粒径与岩心孔喉直径之比、驱替速度、微球质量浓度对调驱效果的影响。结果表明:微球封堵率和最大变形运移压力梯度随微球粒径与孔喉直径之比的增加先增大后减小,随驱替速度的增加而减小,随注入微球质量浓度的增加而增大。当微球粒径与孔喉直径之比为1.4～1.5时,调驱效果较好;当微球粒径与孔喉直径之比为1.42时,微球封堵率和最大变形运移压力梯度均达到最大,分别为90.4%和0.1MPa/m;当驱替速度大于5m/d时,驱替速度对微球封堵率和最大变形运移压力梯度的影响变小。在矿场条件下,近井地带驱替速度大,远井地带驱替速度小,微球可以顺利运移至远井地带,到达油藏深部并形成有效封堵,实现深部调驱。当微球质量浓度大于1500mg/L后,随微球质量浓度增加,封堵率的增加幅度变小。     

支化预交联凝胶颗粒在油藏中的运移与调剖特性

调剖剂在多孔介质中的运移能力是影响其深部调剖性能的关键。支化预交联凝胶颗粒（B-PPG）是一种在PPG基础上发展的带有支化链的新型调剖剂,支化结构的引入能够增强其膨胀性能,提高颗粒弹性变形能力,使其通过弹性形变通过孔喉,运移至油藏深部调剖。针对该型调剖剂,设计了孔隙介质中的运移与调剖实验,重点考察了其微观运移与封堵特征、不同渗透率条件下的深部运移能力和调剖效果。结果表明,B-PPG膨胀能力较部分PPG强（体积/粒径膨胀倍数为47.3/3.6）。粒径大于喉道直径的B-PPG能够通过弹性形变通过孔喉,同时以单颗粒或多颗粒堆积的方式对孔喉形成暂时性和反复性的封堵。在匹配渗透率条件下（1.6~3.2D）,B-PPG能够运移至模型深部,实现液流转向,扩大波及体积,为实现非均质油藏深部调剖提供了可行的技术选择。     

丁苯胶乳深部调剖的适应性研究

利用填砂管岩心驱替实验,研究了丁苯胶乳作为深部调剖剂的封堵能力、运移特征及注入动态.实验结果表明:①丁苯胶乳可以对岩心产生一定的封堵,并且其封堵能力与地层渗透率密切相关,即当其质量分数较高时,随着乳状液颗粒在岩心中的运移,封堵能力逐渐减弱;当质量分数较低时,对于渗透率较大的岩心,乳状液的封堵能力较弱,而对于渗透率较小的岩心,封堵能力较强.②丁苯胶乳段塞可以在岩心中运移,其在高渗透率岩心中的运移速度大干其在低渗透率岩心中的运移速度.③丁苯胶乳注入不同渗透率岩心时的选择性较差.在合注分采情况下,其封堵渗透率较低岩心的能力大于封堵渗透率较高岩心的能力.④丁苯胶乳对大孔喉阻塞不明显,而在渗透率较低的油藏中,有可能在入口段产生封堵,难以实现深部调剖.但是,从岩心注入端的压力变化看,丁苯胶乳对孔喉的确具有封堵效应,问题的关键在于如何使此效应作用在油藏深部,这是今后研究中需要攻克的难点.     

柔性转向剂深部液流转向机理

柔性转向剂化学稳定性高，单轴抗拉、抗压缩实验表明柔性转向剂可任意变形，韧性好、不易破碎断裂。一维孔喉模型实验表明柔性转向剂的门槛压力与喉粒径比呈指数关系，当地层压差大于柔性转向剂的门槛压力时，柔性转向剂运移；否则柔性转向剂停留在地层中。网络模型实验表明，柔性转向剂颗粒通过弹性变形、塑性变形、造粒、粘连4种形式交替运移，并以“散兵”式分布在地层微小孔喉处，通过叠加原理形成暂堵蠕动带实现对地层的全程调剖并最终停留在地层深部实现深部液流转向。王官屯油田官74区块柔性转向剂调剖现场试验取得了预期效果，说明柔性转向剂可有效解决高含水油田开发后期大量注入水沿油水井间大孔道无效循环、注入水波及效率较低的问题。图9参16     

渤海 S油田窜流通道封堵技术

针对渤海S油田长期注水开发形成水窜通道,导致区块含水上升速度快的问题,采用示踪剂方法识别油水井间高渗条带,分析计算了高渗条带渗透率及孔喉大小,通过对凝胶类调剖体系强度和微球粒径分级、微球类调剖体系粒径与岩心孔喉直径的匹配性和注入段塞及施工工艺组合方式的研究,获得了适合该油田高渗条带封堵及深部调剖的分级组合深部调剖技术。该技术的主要内容包括:以凝胶(先注弱凝胶,后注强凝胶)加微球为组合调剖剂,以凝胶井口调剖加微球在线调剖的组合工艺方式。研究结果表明,S油田目标井区高渗条带渗透率为8.8μm~2,平均孔喉约为20μm;适合分级组合深部调剖技术的两种强度凝胶体系配方为0.3%聚合物+0.2%交联剂(弱凝胶)、0.4%聚合物+0.3%交联剂(强凝胶);微球膨胀后的粒径与孔喉直径比为1~1.5时,微球调剖体系兼具良好的封堵性能和运移性能;应用凝胶封堵近井地带高渗条带、微球进行深部调剖的段塞组合方式,在相同成本下的调剖效果最好;采用井口调剖+在线调剖相结合的工艺方式,可使海上油田深部调剖设备占用平台空间降低70%以上。分级组合深部调剖技术在渤海S油田矿场试验中取得了显著效果,井组综合含水最高下降8.4%,井组净增油18288 m~3,适合于海上砂岩油田深部调剖作业。     

辽河油田稠油污油泥调剖技术

辽河油田已进入中后期开采阶段,随着含水率升高,集输系统中污油泥大量囤积。针对该问题,在分析污油泥组分和粒径的基础上,以不同种类污油泥做为调剖剂的主要原料,添加适当的化学药剂和固相颗粒等添加剂,研制出污油泥超细颗粒调剖剂、污油泥高分子聚合物调剖剂和污油泥高温改性封口剂3种污油泥调剖剂,通过段塞组合,用于稠油蒸汽吞吐井的调剖封堵。实际应用表明,该技术可有效动用中、低渗透层,节约调剖成本,并解决了污油泥处理难题,值得大力推广应用。     

橡胶颗粒与地层孔喉匹配关系研究与应用

针对橡胶颗粒注入性较差的问题,采用砾石充填防砂工艺中目前通用的砾石设计思路,研究了橡胶颗粒与地层孔喉的匹配关系,即不同粒度中值橡胶颗粒在地层中渗滤面调剖、深部调剖、无封堵作用三种情况下的地层渗透率范围,得出适于橡胶颗粒调剖的地层渗透率范围为4500~10000×10-3μm2。2010年,在文明寨油田进行了3井组的应用,共注入调剖剂3408m3,总体效果实现了注入压力升高,改善波及体积的目的,试验累计增油1511.9t,降水3210m3。     

聚合物微球调驱机理研究

通过室内渗滤评价实验和核磁共振实验,研究了多孔介质不同渗透率条件下聚合 物微球调剖效果规律,分析了规律产生的原因.结果表明,多孔介质平均渗透率适当时,聚合物微球可以达到最佳调驱效果,超出这一范围效果将变差.通过岩心驱替核磁共振分析实验进一步揭示其作用机理,即聚合物微球粒径应与孔喉尺寸匹配.聚合物微球粒径过大或过小,都不能达到最佳调驱效果:粒径过大,可注入性变差;粒径过小,则不能有效封堵优势通道.     

疏松砂岩气藏泥砂堵塞机制研究

疏松砂岩气藏具有埋藏较浅,储层岩石疏松,气水分布复杂等特征,生产过程中地层易发生边底水侵、微粒运移和泥砂堵塞问题,导致井筒产水、出砂现象发生,影响气田的正常生产。选取柴达木盆地涩北气田疏松砂岩气藏为研究目标,基于生产工程因素分析与堵塞机制理论研究,探究产水、出砂以及地层泥砂堵塞的主要影响因素,进行不同压实作用下的泥砂堵塞机制模拟实验,并通过压汞法毛管压力曲线、粒度测试分析和X-射线衍射分析等手段研究泥砂微粒堵塞机制及其对疏松砂岩渗流能力的影响程度。结果表明,生产压差、地层压力和边底水侵是气井出砂的主要影响因素;生产压差越大,地层压力衰减越快,压实作用越强,导致地层出水加剧;当储层发生边底水侵后,水侵与压实效应导致岩心渗透率迅速下降,最大渗透率损失率达到77.40%;岩心水化分散导致泥砂微粒粒径变小,释放出的石英、长石等非膨胀性颗粒将发生运移,运移泥砂微粒粒径（Dp）与孔喉直径（df）满足3df ＜Dp＜10df 的桥堵规则,导致地层泥砂微粒堵塞;当围压达到12 MPa 后,运移泥砂微粒粒径与孔喉直径满足df ＞1/3Dp的匹配关系,泥砂微粒直接堵塞孔喉。因此,在开发中不建议采用过高的生产压差,对于地层压力降低的储层宜采取增压开发的方式,对地层进行能量补充。     

凝胶颗粒调剖的模拟实验

采用模拟实验方法研究了凝胶颗粒在岩心中的运移特性、封堵能力及其调剖效果。利用可视化孔喉模型观测凝胶颗粒在孔喉处的变形和破碎过程;应用多测点岩心模拟实验得到的压力分布动态资料分析凝胶颗粒段塞的运移位置;利用残余阻力系数评价凝胶颗粒在岩心中的封堵能力。模拟实验结果表明,凝胶颗粒在特高渗透岩心中具有较好的运移特性,可以降低岩心的渗透率;在非均质油层中具有一定的调剖效应。另外,凝胶颗粒在注入端的堵塞较严重,而在距注入端较远处封堵能力明显减弱。     

微泡沫与普通泡沫注入性及调剖能力对比

针对普通泡沫注入性差、运移性弱的问题,将气体和起泡剂溶液同时注入填砂管发泡器制备出一种气泡微细的微泡沫体系。通过多测压点长填砂管和并联填砂管对比了微泡沫和普通泡沫注入性和调剖能力的差异,并借助微观非均质模型对比研究了微泡沫和普通泡沫的封堵机制及改善微观非均质能力。微观驱替实验表明,由于微泡沫气泡直径小于高渗区域孔喉直径,气泡受孔喉的约束较小,主要通过多个气泡叠加作用在高渗区域孔喉处形成堆积封堵,后续气泡以"直接通过"或"弹性变形"的方式流入低渗区域,少量气泡以"气泡陷入"方式封堵小孔喉,但高渗区域堆积的微泡沫易被冲散,导致其封堵强度较弱,调剖作用有限。与微泡沫相比,普通泡沫的平均气泡直径大于高渗孔喉直径,气泡通过孔喉时的流动阻力较大,封堵能力较强,气泡主要通过"弹性变形"和"液膜分异"作用进入孔喉。相同泡沫注入量条件下,普通泡沫微观调剖效果更好。微泡沫在填砂管沿程产生的压差分布较为均匀,其注入性和深部封堵能力优于普通泡沫,但其封堵高渗通道能力及耐水冲洗能力较弱,调剖能力弱于普通泡沫。     

滨南油田污油泥整体回注综合利用工艺

在污水处理过程中产生的大量污油泥不仅污染环境而且浪费资金。通过污油泥组分分析、添加剂筛选和注入能力试验，筛选出了具有较好分散性和悬浮性的污油泥调剖体系。在滨五站和滨30块的4个井组上配套完善了整体回注流程，于2004年3月首次在滨南油田开展污油泥回注现场试验并取得成功，累积施工48井次，回注污油泥4635t，注入井油压年平均上升0．1MPa，对应井组增产原油1430t，起到了消化利用污油泥和调剖的双重作用，对提高企业的HSE管理水平和污油泥无害化处理都有重要的现实意义，具有良好的推广应用前景。     

弹性冻胶分散体与孔喉匹配规律及深部调控机理

弹性颗粒型调驱剂与油藏孔喉匹配规律研究的缺乏是造成现场弹性颗粒调驱施工盲目性大、措施成功率低的主要原因。针对这一技术问题,通过室内物理模拟实验,以弹性冻胶分散体在岩心中的注入性及调控能力为指标,研究了不同匹配系数条件下弹性冻胶分散体（DPG）颗粒与油藏孔喉的匹配规律,并提出了冻胶分散体颗粒在岩心孔喉中的匹配及深部调控机理,为其在油田的实际应用奠定了基础。实验研究表明：冻胶分散体颗粒呈较规则的圆球状且粒径分布均匀集中;当匹配系数优选为0.20~0.31时,冻胶分散体颗粒在岩心中兼具良好的注入性能和调控能力;通过多点测压和扫描电镜实验观察到,在优选的匹配系数范围内,冻胶分散体颗粒在岩心的前端、中端、末端均有堆积,且长岩心各区间封堵率均可达到80%以上,证明了冻胶分散体颗粒能够在多孔介质中实现深部运移,并且在多孔介质深部实现有效调控;根据压差梯度分析得到匹配规律及深部调控机理：当匹配系数较大时,冻胶分散体颗粒在近井地带快速堆积,造成注入压差急剧升高,甚至堵塞、污染地层;当匹配系数较小时,冻胶分散体颗粒不能在大孔喉或优势通道中实现有效堆积,无法对大孔喉或优势通道实现有效调控;当匹配系数在优选范围内时,冻胶分散体兼具良好的深部运移能力及深部调控能力,可以实现地层深部液流转向,大幅度提高波及系数。     

砂岩储层清水和污水混注对储层损害的实验评价

注入水中乳化油含量和悬浮颗粒含量及粒径一直是控制砂岩油藏注入水水质的重要指标。利用正交试验原理,通过实验系统评价了乳化油和悬浮颗粒共存时乳化油滴浓度、固相颗粒含量及粒径、渗透率及注入孔隙体积的相互作用及其对中高渗储层吸水能力的影响。结果表明,对于污水回注或清水、污水混注的砂岩地层,乳化油和悬浮颗粒共存比其单一存在时对地层吸水能力的损害要严重。当油滴粒径小于10μm时,岩心损害程度大于70%,油滴粒径大于30μm时,岩心损害程度低于50%。对于给定孔喉的岩心,有一个临界颗粒粒径。临界固相颗粒粒径随渗透率(即孔喉大小)的变化而变化,而临界油滴粒径基本不随渗透率变化,粒径约为15μm。     

柔性转向剂在多孔介质中的运移规律研究

由于油层非均质性和长期水驱,油水井之间形成了大孔道。大量注入水沿着大孔道无效循环,降低了水驱波及系数。矿场试验证明基于弹性变形通过孔喉的柔性转向剂SR-3,对大孔道实现了有效封堵,但其在地层运移规律及深部液流转向机理还需进一步深化。采用孔喉模型对SR-3在大孔道中的运移规律及其封堵大孔道产生的液流转向能力进行了实验研究。分析了喉粒径比、平均喉道长度、驱替液的注入速度对门槛压力的影响及SR-3颗粒的剪切破坏。结果表明SR-3可以变形通过窄小孔喉,在大孔道中产生沿程脉动阻力,实现深部液流转向,提高水驱波及系数。对一定孔隙,有最优喉粒径比,使SR-3在地层中平稳运移,实现深部液流转向。SR-3运移到地层深部是其提高波及系数和采收率的主要因素;SR-3的弹性变形有利于其运移到地层深部。     

注入水中固相颗粒损害地层机理分析

当含有固相颗粒的注入水进入地层时,水中的固相颗粒将不同程度地滞留在孔隙网络中,使地层渗透能力下降。分析胜利油田商三区和胜二区注入水中固相颗粒分布特征、地层孔喉特征,以此为基础,采用实验方法研究注入水中固相颗粒与岩石孔喉的匹配关系,分析固相颗粒损害地层的机理。研究结果表明从水站到注水井,注入水水质沿流程变差;在双对数坐标下,商三区和胜二区岩石孔喉半径与渗透率存在线性关系;当水质一定时,微小粒径的固相颗粒进入岩石孔隙内部形成深部损害,粒径较大的固相颗粒只能在岩石表面和浅表部位附着或桥堵而形成表面(层)损害。根据架桥法则,确定了商三区和胜二区注入水中固相颗粒指标。图3表3参4（秦积舜摘）     

非均质储层水驱剩余油分布及其挖潜室内模拟研究

为了挖潜长期注水开发油田水淹层内的剩余油,通过分析储层孔隙结构和孔喉大小,研制了可视化非均质模型,以录像的方法室内观察水驱剩余油形成过程,分析其分布特征及挖潜技术思路。基于弹性颗粒在孔喉结构中的材料性能,提出与储层孔喉相匹配的弹性颗粒粒径筛选原则,并通过非均质岩心水驱后颗粒调剖实验,评价该弹性颗粒的动态封堵能力和调剖效果。结果表明:油田储层普遍存在非均质性,该性质影响水驱剩余油的分布;水淹层内剩余油以非均质剩余油为主,多数存在于层内局部低渗部位,分布较为分散,其挖潜应以提高微观波及效率为主;弹性颗粒对喉道的封堵强度随粒径的增大先增大后趋于恒定,当颗粒粒径与喉道直径之比超过3时,颗粒在孔喉结构中发生破碎;封堵水淹层水流通道、挖潜层内剩余油时,选择粒径为3倍大孔喉尺寸的弹性颗粒,其效果明显。