化学深部调驱技术现状与进展

油田在高含水期,常规的堵水调剖技术已不能满足油田生产需求。深部调驱技术的研究及应用等取得了许多新进展,在改善高含水油藏水驱开发效果方面获得了显著效果。在综合调研国、内外有关深部调驱剂的研究和应用基础上,本文介绍了凝胶类深部调驱剂、微生物深部调驱剂、泡沫深部调驱剂及组合调驱体系,提出了今后深部调驱剂的主要发展方向。     

LD抗高温高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂的应用研究

针对高温、高盐油藏地层条件,开发研制出LD抗高温、高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂(简称调驱剂).考察该调驱剂的调驱调剖剂机理、调驱调剖性能评价、现场应用工艺技术.室内和现场试验结果表明,该调驱剂在地层中具有形可变、可驱动、可向油层深部运移的特性,起到驱油和深部调剖的双重作用.该调驱剂在中原油田采油三厂文、卫、马油田现场使用15井次,都取得了较好的增油效果.     

油田深部调驱剂的研究及应用

深部调剖驱油技术作为厚油层层内剩余油挖潜的重要措施在油田注水开发后期起着越来越重要的作用。在综合调研国内外有关深部调剖技术的研究和应用基础上,综合分析了凝胶类、微生物类、沉淀型无机盐类和粘土颗粒类等4类调剖驱油剂在国内外的发展和应用状况,指出了它们的适用范围和特点,重点对比了本体弱凝胶(BG)、胶态分散凝胶(CDG)、黄原胶(XC)和预交联凝胶颗粒(PG)等4种常用深部调剖剂的优缺点,并对凝胶类调驱剂的交联剂选择进行了分析,分析了深部调驱剂的发展潜力和方向。     

地面预交联颗粒调驱剂的性能改进

地面合成弱凝胶颗粒调驱剂解决了常规地下交联调驱剂进入地层后,因稀释、降解、吸附、酸碱性条件变化等各种复杂原因造成的不成胶现象。在配制过程中具有很好的可控性,使用方便。但是在应用过程中发现,颗粒膨胀速度太快,不易进入地层深部,而且颗粒密度大,悬浮性能差,在水中以分散相存在,较难进入地层中的微小孔隙,这就很难起到彻底的调剖和驱油作用,为此通过主剂单体的筛选、添加相应的助剂、完善合成工艺等方法对预交联颗粒调驱剂进行了性能改进研究,研制出了适合中原油田高温、高盐油藏特性的深部调驱剂。实验结果表明,该调驱剂能解决目前现场应用中存在的问题。     

预交联凝胶颗粒膨胀性能的影响因素

预交联凝胶颗粒深部调驱技术是近几年针对高含水油田水淹、水窜严重的复杂问题而发展起来的一项深部调驱新技术。利用称量法研究了调驱用预交联凝胶颗粒(PPG)的膨胀性能,分析了PPG的制备条件及外部环境因素对PPG膨胀性能的影响。实验结果表明,随着主剂、交联剂质量分数增大以及引发剂质量分数的减小,PPG的膨胀倍数逐渐降低;表面活性剂的加入、离子含量的增大均会降低PPG的膨胀倍数,温度、pH值的增大则使其膨胀倍数增大。     

新型微凝胶深部调驱体系研究进展

微凝胶是一种微米级颗粒溶液或分散凝胶溶液,主要用于油藏深部调驱,具有控水和驱油双重功能。微凝胶主要依靠微米级颗粒吸水膨胀封堵地层孔喉,而且当一定数量的颗粒在喉道处堆积时,可产生封堵,使水完全绕流,实现逐级深部调驱。在调研国外微凝胶深部调驱体系研究现状的基础上,介绍了微米级微凝胶宏观形态及内部高度交联结构、受热膨胀性能以及在孔喉中的逐级封堵机理,分析了温度、盐等因素对微凝胶膨胀性能的影响,最后研究了在多孔介质中的运移及其对油藏的适应性,证实微凝胶是一项具有良好应用效果和应用前景的调驱技术。      

深部调驱体系适应性及现场应用

介绍了深部调驱常用凝胶体系的调驱机理、适用条件和应用情况,包括酚醛凝胶体系、有机铬凝胶体系、可动微凝胶体系、胶态分散凝胶体系、体膨颗粒凝胶体系等,总结了深部调驱凝胶体系在辽河油田的现场应用效果,对深部调驱技术的发展提出了建议。     

温8区块复合深部调驱体系的制备与评价

针对温米油田温8区块油藏地质条件,采用水驱流向改变剂／弱凝胶复合深部调驱技术。选用粒径为3～5mm水驱流向改变剂2^#用于复合调驱体系;并研制了适合该油藏条件的弱凝胶体系,确定了其最佳配方：聚合物HPAM浓度1000～1500mg／L,交联剂FO浓度300mg／L,交联剂GR20mg／L,稳定剂WD浓度100mg／L,除氧剂CY浓度100mg／L。通过岩心流动实验,评价水驱流向改变剂／弱凝胶复合深部调驱体系对吸水剖面的改善能力。结果表明,该复合调驱体系可大幅提高吸水剖面改善率,适用于温8区块的调驱作业。     

新型组合调驱技术在裂缝性油藏的应用

针对江苏油田高含水期裂缝性油藏封堵面临调驱体系不能进入储层深部和因裂缝影响程度不清而无法建立有效封堵难题,开展了“多功能无机凝胶”及“有机智能凝胶”调驱剂筛选、性能评价研究,明确了裂缝性油藏调驱技术对策.真75井矿场先导性试验结果表明,井组调驱后平均日增油量达6.5t,平均含水率下降3.6％.新型组合调驱技术是治理高含水期裂缝性油藏的有效方法.     

LD抗高温高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂的应用研究

针对高温、高盐油藏地层条件,开发研制出LD抗高温、高盐凝胶型颗粒调驱调剖剂(简称调驱剂)。该调驱剂的应用,解决了目前油田应用的无机及有机复合颗粒型调驱调剖剂伤害油层,或有机调剖调驱剂在高温、高矿化度油藏条件下成胶难以控制的弊端。室内和现场试验表明:该调驱剂在地层中具有形可变、可驱动、可向油层深部运移的特性,起到驱油和深部调剖的双重作用。该调驱剂于2004年在中原油田采油三厂现场使用15井次,都取得了较好的增油效果。     

延缓交联弱凝胶调驱剂的研制与性能评价

现有交联聚合物凝胶体系成胶时间短,调驱剂不能深入油藏实现深部放置,导致了水驱开发效果较差。考察了在一定温度、热稳定剂作用下,延缓有机复合交联剂NQJ与聚合物的交联反应,形成了适用于大庆萨尔图北部油田油藏的延缓交联弱凝胶体系。该体系地面黏度较低,便于现场注入,且具有较好的延缓交联效果,可实现大剂量深部调驱。研究结果表明:抗盐聚合物、交联剂与热稳定剂的质量分数分别为0.15%~0.25%、0.15%~0.2%与0.015%~0.025%时,形成的凝胶黏度大于5 000 mPa·s,成胶时间3~6 d可调,能够满足现场深部调驱要求。     

渤海SZ36-1水驱油田营养凝胶辅助微生物驱油技术

根据渤海SZ36-1油田H区块水驱油藏条件、水质及基础菌群特征,为提高微生物驱油效果,采用室内实验方法筛选了营养凝胶类型,并评价了其性能和配伍性。采用岩心驱替实验和数值模拟方法,优化了营养凝胶和微生物驱剂段塞组合和注入体积,结果表明,营养凝胶辅助微生物驱油效果最好,营养凝胶可以增大微生物驱剂在油藏中的滞留时间,同时产生营养成分缓释作用,激活油藏深部微生物菌群。     

高温低渗透砂岩油藏可动凝胶调驱技术

针对华北油田雁9断块储层温度高、渗透率低、注水压力高的特点,常规聚合物凝胶调驱应用受到一定限制,需在降低可动凝胶调驱剂溶液注入黏度和增加凝胶热稳定性方面进行研究,通过室内试验优选了两性离子聚合物降低凝胶调驱剂溶液的注入黏度,利用水溶性酚醛树脂交联剂JY-1,并添加热稳定剂WY有效提高交联形成凝胶的热稳定性。经室内90 d高温考察,凝胶性能稳定。现场试验表明,在接近正常日注水量的注入速度条件下,顺利完成施工,对应油井增产效果较好。     

文中油田耐温抗盐微球深部调驱技术研究

文中油田进入高含水开发后期,主力油层水淹严重、剩余油分布高度零散、水驱效果差。受油藏高温、高盐的影响,常规颗粒型调驱剂存在粒径大、不能有效实现地层深部封堵、有效期短的难题。据此开展了冻胶微球深部调驱机理研究,采用微乳聚合方法合成了纳米级的交联聚合物冻胶凝胶,具有水中均匀分散、易进入注水地层后缓慢吸水膨胀的特性,达到了调（堵）、驱协调同步的目的,形成了耐温抗盐的冻胶微球深部调驱剂体系。该体系先后在文10块、文25块试验应用11个井组,并在现场实施过程中配套建立了“PI+FD”调驱注入参数综合调整方法,增加水驱动用储量21.35×104 t,对应油井累计增油3 562 t,取得了较好的应用效果。     

异步交联调驱体系影响因素及性能评价

为改善目前常规交联聚合物体系成胶时间短、成胶强度不佳的问题,使用聚合物、有机铬和有机酚醛为主剂制备了一种异步交联聚合物调驱体系,通过成胶强度测试及扫描电镜等方法考察了体系的交联特性、影响因素及调驱性能。结果表明,异步交联体系交联时,体系成胶强度呈双“台阶”式变化,生成的冻胶微观结构致密,结构硬朗。异步交联体系可在地层温度50~90 ℃、Na+质量浓度≤35 000 mg/L、Ca2+质量浓度≤1 500 mg/L、pH为4~8条件下稳定成胶,封堵率高达95.33%,且体系具有较好的选择性封堵性能,水驱后体系能较大幅度地提高采收率。低于60 ℃时异步交联体系的成胶时间在300 h以上,其“异步”和“多次”交联特征使其适用于深部地层调驱。     

孤岛油田聚合物驱后提高采收率实验研究

针对孤岛油田聚合物驱后恢复水驱,含水率上升迅速的实际情况,研究了4种聚合物驱后提高采收率的方法。通过填砂管平行流动试验,分高、低渗透率模拟油藏非均质性条件,分析研究了各渗透层采收率的变化,对聚合物驱后的4种提高采收率方法进行了室内研究。并针对孤岛油田的具体条件,对所使用的4种外加剂的用量进行优化。研究表明：聚合物驱后,继续注入少量外加剂能有效地提高后续水驱的波及系数和洗油效率,提高原油采收率。同时外加剂的过量使用会导致采收率的降低,对外加剂用量的优化能最大幅度的提高地层采收率。     

聚合物驱后提高原油采收率平行管试验研究

为了提供选择聚合物驱后的后续水驱方法的依据．通过平行管流动试验．分高、中、低3种渗透率模拟油藏非均质性条件，研究聚合物驱后压力、相对吸水量、各渗透率层采收率、含水率的变化。试验结果：聚合物驱后直接进行深部调剖．由于聚合物溶液仍占据部分高渗透孔道，黏性较高的深部调剖剂会对中、低渗透率层造成伤害．因此将影响最终的原油采收率；聚合物驱后注入固定剂溶液．交联并固定孔隙中已有的高浓度聚合物溶液．能有效控制这部分高渗透孔道的吸水能力，可以提高后续水驱的波及系数．并为进一步深部调剖奠定良好的基础。聚合物固定技术具有成本低廉、采出程度高以及对地下聚合物溶液利用程度高等优点．是十分有效的聚合物驱后提高原油采收率的方法。图5表4参5     

改性淀粉接枝共聚堵剂成胶性能研究

为研究非均质性油藏条件下堵剂的成胶性能,室内使用自主研制的纵向非均质二维长岩心模型和常规的单管与并联填砂管对改性淀粉接枝共聚堵剂进行了研究。结果表明:堵剂配方为5%改性淀粉+5%丙烯酰胺+0.05%交联剂+0.1%引发剂时的注入性良好,对高渗、中渗和低渗填砂管的封堵能力良好,封堵率分别为99.2%、97.1%和91.0%;选择性较好,优先进入高渗透层进行封堵,并随着渗透率级差的增加,注入选择性增强;对长岩心模型水驱形成的大孔道进行了有效的封堵,使得中低渗潜力储层得到充分的动用,高渗、中渗和低渗储层的水驱采收率分别增加2.2%、3.3%和5.6%,最终采收率提高11.1%;耐冲刷能力强。该堵剂成胶性能良好,适用于非均质性稠油油藏。