PR-PC/QLC-I堵水調剖劑室內評價及應用

楊永輝

(中石油大慶油田有限責任公司第八采油廠，黑龍江 大慶 163514)

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PR-PC/QLC-I堵水調剖劑室內評價及應用

楊永輝

(中石油大慶油田有限責任公司第八采油廠，黑龍江 大慶 163514)

[摘要]從藥劑組成、藥劑成膠及調剖機理等方面對PR-PC/QLC-I堵水調剖劑的性能及特點進行了分析，通過優選調剖藥劑配方，并進行了室內試驗評價。結果表明，該調剖劑對注入清水和地層條件有較好適應性，能夠通過調節配方調節成膠時間、黏度。國內某高含水油田實際堵水調剖結果表明，區塊整體受效，平均單井日產油由0.4t上升到1.3t，含水下降7.4%，提高采收率0.81%。

[關鍵詞]堵水調剖劑；高含水；室內評價；配方優選；堵水率

目前，國內大部分油田開發已進入高含水期，主力油層水淹嚴重，盡管經過加密與注采系統調整，開發效果有所改善，但綜合含水不斷上升，低效及無效注水循環矛盾突出，加密后如何進一步提高采收率，是亟需研究解決的問題。實際應用中，往往通過堵水調剖來降低含水量，緩解層間和層內矛盾，以期達到控水穩油的目的，但目前研制應用的堵水調剖劑種類多樣，大多針對中低含水期，對于中低滲透油田，進入高含水期后，往往適應性較差，不能滿足低滲透的要求，并且受地層酸堿性和黏度等條件的影響，實際應用中未能取得理想的效果。為此，筆者從PR-PC/QLC-I堵水調剖劑性能及特點分析出發，對其調剖藥劑配方進行優選，并在室內進行試驗性能評價，最后應用在國內某油田的堵水調剖中。

1PR-PC/QLC-I堵水調剖劑性能及機理

1.1藥劑組成及性能參數

PR-PC/QLC-I堵水調剖劑屬于酚醛樹脂交聯的調剖劑，由陰離子型高分子聚合物(分子量(1300～2000)×104)、有機樹脂型交聯劑、調節劑和增強劑組成，配制成聚合物溶液，在45～100℃溫度下候凝15～40d，形成黏度1000～30000mPa·s的凝膠體[1，2]。

該調剖劑主要性能參數如下：基液性狀為黏度50～100mPa·s的均一穩定的聚合物溶液；基液pH值7～9；調剖劑初凝時間1～20d、終凝時間15～40d；凝膠黏度1000～30000mPa·s；凝膠體在45℃、pH值≥14堿液和1%鹽酸浸泡30d性狀強度均無變化[3，4]；凝膠具流動性，在地層中移動堵塞，持久發揮作用，隨注入水的流向調整堵塞方向；可通過改變主劑、交聯劑、調節劑和增強劑的組成，形成不同強度的凝膠；該調剖劑具有黏附性強，彈性好，耐剪切、耐降解，不易碎，無固定形狀，具有黏稠液體～黏彈體狀態、柔韌性好、高變形性等優點。

1.2藥劑成膠及調剖機理

交聯劑、調節劑和增強劑與聚合物分子鏈上的酰胺基發生化學反應，形成致密空間網狀結構。其中聚合物分子結構中具梳型抗鹽抗溫結構，成膠后的穩定性強。調整凝膠中成分或比例，可有效地控制凝膠時間及強度，以適應于不同地質條件的儲層，達到深部堵水、調剖的目的。調剖劑基液以低黏度似牛頓流體狀態注入地層，初期優先進入并充填在水驅主流通道，在注入大劑量的調剖劑后，利用其延遲交聯性能，前緣段塞進入地層深部發生交聯反應，轉相形成黏度更大的交聯凝膠體系，沿程封堵部分高滲透通道。地層深部的調剖劑前移驅替速度降低，側向及縱向的驅替充填范圍擴大，產生調剖劑液流轉向效應，在繼續運移過程中產生新的堵塞，達到擴大充填體積或波及體積的作用。

2調剖藥劑配方優選

2.1調剖劑用聚合物分子量優選

按照石油行業滲透率的分級標準(SYT 6285-1997 油氣儲層評價方法)，碎屑巖可依據滲透率的大小分為7個級別[5]，對某油田100個樣品的物性和壓汞法毛細管壓力分析，進行了油層孔隙半徑中值統計，結果顯示其孔隙度半徑中值與滲透率值相關性較好(見圖1)。

統計該油田水淹層滲透率值平均為110.5mD，根據室內實驗建立的滲透率與分子量、濃度關系(見圖2)，對應選擇聚合物分子量1300×104，濃度1500mg/L。

圖1　試驗區滲透率與孔隙半徑中值關系　　　　　　　　圖2　試驗區滲透率與聚合物分子量、濃度關系

2.2交聯劑、增強劑和調節劑用量優選

PR-PC/QLC-I堵水調剖劑的主要組成為聚丙烯酰胺、交聯劑、增強劑和調節劑，根據交聯劑、增強劑濃度與成膠強度關系圖(見圖3、圖4)可以看出，交聯劑濃度小于3500mg/L、增強劑濃度小于1000mg/L時，隨著濃度增大成膠黏度變大；當交聯劑和增強劑濃度分別大于3500mg/L和1000mg/L時成膠黏度趨于穩定，變化明顯減緩。

圖3　交聯劑濃度與成膠黏度關系圖　　　　　　　　　　　　圖4　增強劑濃度與成膠黏度關系圖

調節劑用于調節成膠時間，濃度增加幅度過大時成膠時間變化不大，調節劑加量使用范圍控制在300～500mg/L (見表1)。

2.3成膠黏度評價結果

表1　調節劑與凝膠黏度關系表

經過優選，選擇的配方是1500mg/L聚合物+3500mg/L交聯劑+1000mg/L增強劑+500mg/L調節劑。

3室內試驗評價

調剖劑室內試驗用巖心為人造均質巖心，尺寸為30cm×4.5cm×4.5cm，空氣滲透率214mD，孔隙體積154.45cm3，試驗溫度為62℃，恒流泵注入速度為0.6ml/min，試驗用水為試驗區清水，總礦化度為668mg/L，pH值為6.7，鈣鎂離子濃度67.39g/L，鉀鈉離子濃度109mg/L，各項指標屬于正常清水指標范圍。

3.1理化性能指標評價

根據標準Q/QLC0005-2012，對PR-PC/QLC-I堵水調剖劑進行了理化性能指標檢測(見表2)。檢測結果表明，該藥劑成膠時間15d，成膠黏度達到10000mPa·s以上。

表2　PR-PC/QLC-I堵水調剖劑理化性能指標檢測結果

3.2穩定性試驗

表3　PR-PC/QLC-I堵水調剖劑穩定性試驗結果

將配制的調剖劑溶液放置62℃恒溫箱中，檢測其穩定性,結果見表3。由表3可知，PR-PC/QLC-I堵水調剖劑在62℃放置120 d仍保持較高的成膠黏度。

3.3封堵率試驗

試驗用巖心為人造均質巖心，用試驗區清水測出均質巖心的水相滲透率，然后注入0.2PV的PR-PC/QLC-I堵水調剖劑，候凝21d后注入試驗區清水測水相滲透率。計算得到PR-PC/QLC-I堵水調剖劑的封堵率為94.4%。

4應用

國內某油田整體屬于中低滲透油田，以三角洲平原和三角洲前緣沉積為主，其中三角洲平原分流河道砂是主要的儲層段，且儲層品質相對較好。到目前為止，該油田已開發近30a，綜合含水達到97.1%，采出程度僅21.2%。從密閉取心井資料看，厚油層內部水淹不均衡，剩余可采儲量較大。這部分儲量靠常規注水調整效果不明顯，有必要開展深度調剖技術研究及現場試驗，挖掘剩余油潛力。為此，選擇該油田的7口井，通過對試驗區水淹層進行分析，其平均滲透率為110.5mD，相應選擇調剖藥劑配方。利用PR-PC/QLC-I堵水調剖劑進行試驗，于2014年1月開始至7月上旬完成對7口試驗井的調剖注入，累積注入調剖液43962m3(0.03PV)，平均單井注入調剖液6280m3，調剖劑40.8t。與注水相比，調剖過程中單井注入壓力上升0.5～5.0MPa，平均單井注入壓力由8.7MPa上升至11.3MPa。試驗區在調剖過程中陸續受效，2014年4月平均單井日產油由0.4t上升到目前的1.3t，含水由97.4%下降到90.0%。到2015年12月已累積增油7010t，提高采收率0.81%。

5結論

1)PR-PC/QLC-I堵水調剖劑對油田注入清水和地層條件有較好適應性，在地層條件下形成的凝膠具有黏附性強、彈性好、耐剪切、耐降解等優點，其堵水封堵率大于94%。

2)PR-PC/QLC-I堵水調剖劑能夠較好適應中低滲透儲層的調剖，并且能夠有效調整成膠時間和黏度。

3)中低滲透儲層在開發到一定階段后，面臨綜合含水高、采出程度低的問題，通過深度調剖能夠有效改善開發效果。

[參考文獻]

[1]王基林.論深度調剖用酚醛樹脂膠聯劑的合成與性能[J].化工管理，2014(35)：224～225.

[2] 史贊絨，鐵成軍，鄧晗，等.區塊整體調剖決策技術[J].中國石油和化工，2014 (6) ：49～51.

[3] 史贊絨，鐵成軍，鄧晗，等.區塊整體調剖優化設計軟件研制及應用[J].中國石油和化工，2014 (10)：45～47.

[4] 李華君，胡浩杰，錢江浩，等.南堡陸地廟25-7井組多輪次調剖效果分析[J].內蒙古石油化工，2014 (18)：36～37.

[5] 劉倩，劉濤，孫楊，等.復雜斷塊油田深度水驅提高采收率應用研究[J].內蒙古石油化工，2014(18)：153～154.

[編輯]辛長靜

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)10-0030-03

[中圖分類號]TE358.3

[作者簡介]楊永輝(1978-)，女，工程師，現主要從事油藏評價方面的研究工作；E-mail： yangyonghui@petrochina.com.cn。

[基金項目]大慶油田原油4000萬噸持續穩產重大科技專項(2011CZB-007)。

[收稿日期]2015-12-20

[引著格式]楊永輝.PR-PC/QLC-I堵水調剖劑室內評價及應用[J].長江大學學報(自科版)，2016,13(10)：30～32，51.