抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系性能評價

安玉華，周隆超，康 楠，王 亞

（1.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西西安 710065；2.中國石油集團渤海鉆探工程有限公司，天津塘沽 300450）

當(dāng)前，我國很多油田已步入注水開發(fā)中后期。由于地層非均質(zhì)性的存在，在注水開發(fā)時注入水沿高滲層突進(jìn)，對應(yīng)油井產(chǎn)液的含水率會逐年上升。因此，注水井調(diào)剖、油井堵水已成為油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要措施之一。隨著調(diào)剖堵水技術(shù)在各油田中的應(yīng)用，調(diào)剖堵水面臨的對象越來越復(fù)雜、難度也越來越大。受高礦化度的影響，調(diào)驅(qū)劑在高鹽油藏中容易失效，且有效期較短。抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系的研制，解決了高鹽油藏開發(fā)普通調(diào)驅(qū)劑所面臨的問題。

1 弱凝膠調(diào)驅(qū)機理

抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系注入地層后，在地層溫度的作用下形成穩(wěn)定性和強度較高的弱凝膠。一方面改善水驅(qū)油的流度比，減緩采出液中含水的上升速度，提高驅(qū)油效率。另一方面改善油藏的非均質(zhì)性，調(diào)整吸水剖面，迫使注入水流到未被波及到的微小孔隙，從而提高注水的波及系數(shù)，達(dá)到提高采收率的目的。

2 弱凝膠調(diào)驅(qū)體系的抗鹽性

一定的礦化度更有利于提高弱凝膠調(diào)驅(qū)體系中弱凝膠的強度。礦化度較低時，形成弱凝膠的強度也低。當(dāng)?shù)V化度濃度到達(dá)一定值時，弱凝膠的強度開始下降，并且弱凝膠的穩(wěn)定性也開始變差。對常規(guī)弱凝膠體系來說，合適的礦化度范圍為1000～20000 mg/L[1]。

體系中的Na+能夠抑制聚合物分子鏈上的羧鈉基的離解，減弱擴散雙電層的電勢，使聚合物分子更容易發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。隨著體系中Na+含量的增加體系的成膠速度和凝膠強度也會增加。當(dāng)體系中Na+含量增加到一定值時，擴散雙電層的電勢會迅速降低，最終限制了分子間的交聯(lián)，形成強度和穩(wěn)定性較差的弱凝膠。抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系的研制有效的降低了高礦化度對弱凝膠的強度和穩(wěn)定性的不利影響。

在90℃條件下測礦化度對抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系的影響。調(diào)驅(qū)體系配方：聚合物濃度為1100 mg/L，交聯(lián)劑濃度為80 mg/L，穩(wěn)定劑濃度為150 mg/L。分別配制礦化度為5×103、1×104、2×104、3×104、4×104、5×104、6×104、7×104、8×104、9×104mg/L。測定抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系在不同礦化度下候凝一定時間后的凝膠粘度變化（見圖1）。

從圖1 中可以看出隨著礦化度的升高弱凝膠體系的凝膠粘度也在升高，并且達(dá)到最大粘度后能夠保證弱凝膠的強度和穩(wěn)定性。說明該體系在高礦化度的條件下能夠較好的抑制雙電層電勢的迅速降低，得到較為穩(wěn)定的弱凝膠。

圖1 礦化度對抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系凝膠粘度的影響

3 弱凝膠調(diào)驅(qū)體系的巖心封堵實驗

實驗選用4 塊用石英砂人工砸制Φ2.5 短巖心，驗證抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系對巖心的封堵程度，通過巖心模擬實驗確定調(diào)剖劑的阻力系數(shù)、封堵率等參數(shù)，對該體系進(jìn)行室內(nèi)封堵性能評價（見表1）。實驗用調(diào)驅(qū)體系配方：聚合物濃度為1100 mg/L，交聯(lián)劑濃度為80 mg/L，穩(wěn)定劑濃度為150 mg/L。實驗?zāi)z溫度為90℃。

由表1可以得出，該體系對水相滲透率在62.48×10-3μm2以上的人工巖心的封堵率在95.18%以上，表明該體系能夠?qū)Σ煌瑵B透率的巖心起到有效的封堵作用。在水驅(qū)20 PV以后封堵率不同巖心的封堵率仍在95%，表明弱凝膠有較好的粘附性能，該弱凝膠體系有較強的耐沖刷能力。

4 弱凝膠調(diào)驅(qū)體系的驅(qū)油實驗

通過物理模擬實驗研究上述抗鹽弱凝膠體系對采收率的影響規(guī)律，實驗采用粒徑在70～120 目的石英砂做成滲透率不同的填砂管，填砂管尺寸：Φ30×500 mm。

實驗過程：首先進(jìn)行水驅(qū)油實驗，將處理好的填砂模型分別水驅(qū)至含水在50%、65%、80%、90%和98%；然后分別向填砂模型中注入0.6 PV 抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系；最后繼續(xù)水驅(qū)至只出水不出油為止，并計算和分析航燕弱凝膠調(diào)驅(qū)體系對不同含水期填砂管采收率的影響規(guī)律（見表2、圖2）。

表1 封堵實驗數(shù)據(jù)

表2 抗鹽弱凝膠對不同含水期填砂管采收率的實驗數(shù)據(jù)

圖2 抗鹽弱凝膠對不同含水期填砂管采收率的影響規(guī)律

由表2可以看出，含水65%以前調(diào)驅(qū)最終采收率僅有65.61%～66.87%，而含水80%以后調(diào)驅(qū)最終采收率能到達(dá)68.99%，其中在含水80%時調(diào)驅(qū)最終采收率達(dá)到最大值70.12%；同時并聯(lián)調(diào)驅(qū)結(jié)果也表明含水80%以后調(diào)驅(qū)對最終采收率結(jié)果影響最大，從曲線上也可以看出含水80%以后調(diào)驅(qū)采收率幅度明顯下降，表明弱凝膠影響程度大。從T-5 組實驗可以看出，抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系對殘余油飽和度填砂管調(diào)驅(qū)提高采收率幅度高達(dá)15.73%，有較為明顯的增油作用；表明弱凝膠能夠較好的改善流度比，提高水驅(qū)的波及系數(shù)，從而驅(qū)替調(diào)驅(qū)前水驅(qū)所不能驅(qū)走的剩余油，以達(dá)到提高采收率的目的。

5 結(jié)論

（1）抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系在高礦化度條件下有較高的強度和穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)高鹽油藏的惡劣條件。

（2）巖心封堵實驗表明抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系能夠有效的達(dá)到封堵高滲透層的目的。

（3）抗鹽弱凝膠調(diào)驅(qū)體系能夠有效的迫使注入流體轉(zhuǎn)向，進(jìn)入未被水波及到的區(qū)域，以達(dá)到提高注水波及系數(shù)和采收率的目的，并且采收率提高幅度高達(dá)15.73%。

［1］李永太.提高采收率原理和方法［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008.

［2］陳鐵龍，周曉俊，唐伏平，等.弱凝膠調(diào)驅(qū)提高采收率技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2006.

［3］趙秀娟，王傳軍.弱凝膠調(diào)驅(qū)微觀滲流機理研究［J］.油田化學(xué)，2004，21（1）：56-60.

［4］張艷芳，羅躍，張建國，等.弱凝膠驅(qū)油體系的研究進(jìn)展［J］.精細(xì)石油化工進(jìn)展，2003，4（6）：45-48.

［5］王新海，韓大匡，郭尚平，等.聚合物驅(qū)油機理和應(yīng)用［J］.石油學(xué)報，1994，15（1）：83-91.