選擇性支撐劑可視化模型室內驅替試驗

韓重蓮，李慶松 (中石油大慶油田有限責任公司采油工程研究院，黑龍江 大慶 163453)

選擇性支撐劑可視化模型室內驅替試驗

韓重蓮，李慶松 (中石油大慶油田有限責任公司采油工程研究院，黑龍江 大慶 163453)

可視化模型驅替試驗通過應用攝錄設備記錄油、水在選擇性支撐劑和石英砂中的流動情況，加以分析進而揭示選擇性支撐劑的阻水效果。進行了選擇性支撐劑可視化模型室內驅替試驗研究。可視化非均質模型證明，水在石英砂中流動比在選擇性支撐劑中流動快，而且水在石英砂中先突破，水在選擇性支撐劑中的滲流速度明顯低于在石英砂中的滲流速度，充分體現了選擇性支撐劑的阻水性能；可視化裂縫模型證明，選擇性支撐劑壓裂開發效果明顯優于石英砂壓裂的，由于選擇性支撐劑的阻水性能，注入水突破有延緩趨勢，油藏整體驅油效率高于石英砂。

選擇性支撐劑；可視化；非均質；裂縫；模型

選擇性支撐劑采用新型高分子材料覆膜，其材料主要是帶活性基團的有機硅化合物。有機硅化合物分布在樹脂膜的外表面，該有機硅化合物分子側鏈的烷基或芳烴基向外伸展，使得選擇性支撐劑的外表面具有疏水親油氣特性，大大提高了其耐水能力，有利于提高其導流能力[1-3]。建立可視化模型(包括可視化非均質模型和可視化裂縫模型)可以直觀看到選擇性支撐劑的阻水效果。

1 試驗部分

1.1藥品與儀器

圖1 試驗流程圖

石英砂、選擇性支撐劑；ISCO泵、中間容器、攝像機等。

1.2試驗方法

①模型抽真空。抽足12h以保證完全真空；②按照常規試驗步驟，先飽和試驗用水(3000mg/L KCl)，然后油驅水建立束縛水；③在常溫下水驅油，以定流量的方式注水，流程如圖1所示。在水驅油的過程中，用相機拍攝水驅油波及規律的變化，記錄壓力、產油量、產水量。

2 試驗結果及分析

2.1可視化非均質模型

圖2 可視化玻璃非均質模型示意圖

可視化非均質模型的制作方法是將相同粒徑的選擇性支撐劑與石英砂按1∶1填入模型，模型示意圖如圖2所示。不同時刻的水驅波及狀態如圖3所示。從圖3可以看到，注入水首先進入石英砂，隨著注入水的進入，明顯看出水在石英砂中流動比在選擇性支撐劑中流動快，而且水在石英砂中先突破。水在不同支撐劑中的波及規律不同，水在選擇性支撐劑中的滲流速度明顯低于在石英砂中的滲流速度，充分體現了選擇性支撐劑的阻水性能。

圖3 非均質模型不同時刻水驅波及狀態

圖4 可視化玻璃帶壓裂填充縫模型

2.2可視化裂縫模型

可視化裂縫模型是將選擇性支撐劑以裂縫的形式填充在石英砂中，裂縫長是模型的3/7，寬是模型的1/2，然后進行驅替，并對比石英砂作為裂縫填充物時油水的流動情況。模型示意圖如圖4所示。

圖5～7是不同注水開發時期相同時刻石英砂與選擇性支撐劑壓裂平面模型水驅波及狀態對比圖。注水開發初期，油水飽和度分布均勻，注入水推進均勻。注水開發中期，儲層中原始油、水滲流能力不同，選擇性支撐劑填充的裂縫采油速度明顯高于產水速度，儲層內部原油動用程度高于石英砂填充的，含水飽和度更高，在裂縫邊界形成明顯的高含水條帶，選擇性支撐劑壓裂開發效果明顯優于石英砂壓裂的。注水開發末期，注入水波及到裂縫，石英砂支撐劑壓裂注入水突破比選擇性支撐劑壓裂早，含水上升快，驅油效率低。由于選擇性支撐劑的阻水性能，注入水突破有延緩趨勢，油藏整體驅油效率高于石英砂。

圖5 注水開發初期不同時刻裂縫模型水驅波及對比圖

圖6 注水開發中期不同時刻裂縫模型水驅波及對比圖

圖7 注水開發后期不同時刻裂縫模型水驅波及對比圖

圖8 含水率、采收率與注入水PV數的關系曲線

選擇性支撐劑填充裂縫和石英砂填充裂縫的平面模型采收率與含水率曲線如圖8所示。從采收率與含水率曲線可以看出，石英砂填充的模型見水明顯早于選擇性支撐劑填充的，選擇性支撐劑的驅油效率高，充分體現了選擇性支撐劑增油降水的特性，也證明了選擇性支撐劑比石英砂作為壓裂支撐劑開發效果更好。

3 結 論

(1)可視化非均質模型注入水首先進入石英砂，在選擇性支撐劑中的滲流速度明顯低于在石英砂中的滲流速度，充分體現了選擇性支撐劑的阻水性能。

(2)選擇性支撐劑支撐的裂縫采油速度明顯高于產水速度，儲層內部原油動用程度高于石英砂支撐的裂縫，在裂縫邊界形成明顯的高含水條帶，選擇性支撐劑壓裂開發效果表現優于石英砂壓裂的。注水開發后期,注入水波及到裂縫，石英砂壓裂注入水突破比選擇性支撐劑壓裂早，選擇性支撐劑壓裂注入水突破有延緩趨勢，油藏整體驅油效率高于石英砂。

[1]石善志，丁克保，聶洪力.尾追覆膜砂防砂壓裂在石南21井區的應用[J].新疆石油科技，2006，16(1)：26-28.

[2]陳娟，郭建春，李勇明，等. 復雜條件下支撐劑導流能力的實驗研究與分析[J]. 國外油田工程，2010，26(11)：22-24.

[3]丁克保，謝建利，羅新利，等.壓裂井支撐劑回流實驗研究[J].油氣田地面工程，2009，28(7)：25-27.

2013-06-17

國家高技術研究發展計劃(“863”計劃)(2009AA063404)。

韓重蓮(1980-)，女，碩士，工程師，現主要從事三次采油技術方面的研究工作。

TE341

A

1673-1409(2013)26-0122-03

[編輯] 洪云飛