B-PPG 非均相復合體系對濾砂管通過性能實驗研究
——以勝利海上油田為例

勝利海上油田自投產以來，產量逐年上升，對勝利油田持續穩定發展起到了重要支撐作用。但隨著老區調整接近尾聲，新井逐年減少，水驅開發保持穩產難度逐年加大。目前勝利海上油田綜合含水 率已達82%以上，成本快速上漲，效益變差，因此有必要轉換開發方式以提高采油速度及采收率。化學驅是一種有效提高采收率的方法，其中聚合物驅、二元復合驅、非均相復合驅等技術已經成熟配套，并在陸地油田取得了良好的增油效果[1-3]，部分海上油田也開展了聚合物驅的規模應用及二元復合驅的礦場試驗[4]。

非均相復合驅油技術主要利用黏彈性顆粒驅油劑B-PPG 具有較好的懸浮性能、黏彈性能和驅替性能，黏彈性顆粒能夠在多孔介質中實時動態地封堵大孔道，改善油藏的非均質性，以及在多孔介質中運移時，通過在孔喉處的堆積-堵塞-壓力升高-變形，最大程度地擴大驅替相的波及體積，重新分布剩余油；若與聚合物復配后能進一步擴大波及能力，再疊加表面活性劑超低界面張力帶來的洗油能力，可以獲得最佳的驅油效果[5-6]。根據物理模擬實驗結果，在同等經濟條件下，非均相復合驅、二元復合驅與聚合物驅所提高采收率分別為31.1%、29.1%、27.4%。2010 年在孤島中一區Ng3開展了聚合物驅后井網調整非均相復合驅先導試驗研究，試驗區日產油由4.5 t 上升至81.2 t；綜合含水率由98.3%下降至79.8%[7-8]。

由于海上注水井大部分都采用了濾砂管防砂[9]，B-PPG 非均相體系通過濾砂管等井下工具可能會發生剪切及堵塞現象，使其黏度和彈性損失，影響驅油效果。前人已開展過模擬化學驅用聚合物和凍膠調剖體系對濾砂管通過性能的相關研究[10-11]，本文則主要開展基于B-PPG 非均相復合體系對濾砂管通過性能的相關實驗研究。

1 實驗部分

為模擬海上注入流程，設計加工了B-PPG 非均相體系對濾砂管通過性能實驗裝置，主要包括聚合物配制罐、柱塞泵、流量計、壓力計、井筒濾砂管、回收罐等。應用該裝置，使三種型號的B-PPG 非均相體系樣品在不同排量下通過濾砂管，然后對比其通過前后黏度、粒徑中值和壓力的變化，判斷是否存在剪切和堵塞情況，從而評價B-PPG 體系對濾砂管的通過性能。

1.1 實驗樣品及裝置

1.1.1 實驗樣品

實驗樣品為I 型B-PPG 干粉、II 型B-PPG 干粉、III 型B-PPG 干粉和聚合物干粉，利用勝利海三聯污水作為配置用水配置成不同濃度的B-PPG非均相復合體系。樣品的配置方法：首先向配制罐注入配置用水，啟動攪拌器，按照配置濃度的需求，均勻撒入相應量的B-PPG 干粉；然后再加入聚合物干粉和清水配置成的母液，并確保溶液中不產生干粉團狀物或塊狀物，待干粉加入完成后再持續攪拌2 h；最后再靜置1～2 h 即可以使用。

I 型、II 型、III 型三種型號B-PPG 干粉的技術指標如表1 所示。

1.1.2 實驗裝置

B-PPG 非均相體系對濾砂管通過性能研究的實驗裝置如圖1 所示。

表1 三種型號B-PPG 干粉的技術指標

圖1 濾砂管通過性能實驗裝置示意圖

1.2 實驗內容

實驗開始后，待回收罐出口開始出液、壓力計讀數穩定后開始取樣。取樣時需將取樣口閥門開到最大，待出液穩定后用取樣瓶取樣并密封，標明懸浮液類型、取樣口及當前排量及注入量；然后改變柱塞泵頻率調節流量，待壓力穩定后，進行另一排量下的實驗取樣。首先在取樣口1 進行取樣，當累計注入量達到0.03，0.06，0.09，0.12，0.15，0.18 m3時，再分別于取樣口2 進行取樣。

在65 ℃下，固定應力、頻率，應用流變儀在振動過程中對通過濾砂管前后的B-PPG非均相體系樣品進行彈性測試，記錄彈性模量等參數；在剪切速率7.340 s-1的條件下，測試通過濾砂管前后B-PPG 非均相體系樣品的黏度；采用激光粒度儀，測試通過濾砂管前后B-PPG 非均相體系樣品的粒徑中值。

2 實驗結果分析

2.1 1 500 mg/L I 型B-PPG +1 500 mg/L 聚合物配成的非均相復合體系

將配置完成的I 型B-PPG 非均質體系樣品分別以不同排量注入濾砂管實驗裝置，記錄其在不同注入量時粒徑中值、黏度及壓力變化，實驗結果如圖2、圖3 所示。

圖2 I 型B-PPG 非均相體系黏度保留率、粒徑中值保留率隨排量的變化

圖3 I 型B-PPG 非均相體系在不同排量下粒徑中值、黏度及壓力隨注入量的變化

從圖中可以看出，I 型B-PPG 非均相體系樣品在不同排量的注入過程中壓力都基本可以保持平穩；黏度和粒徑中值在通過濾砂管前后也都能夠基本保持不變，平均黏度保留率在95%以上，平均粒徑中值保留率在100%左右。實驗后濾砂管縫隙處滯留少量非均相復合體系。

2.2 1 500 mg/L II 型B-PPG +1 500 mg/L 聚合物配成的非均相復合體系

將配置完成的II 型B-PPG 非均相體系樣品分別以不同排量注入濾砂管實驗裝置，記錄其在不同注入量時粒徑中值、黏度及壓力變化，實驗結果如圖4、圖5 所示。

從圖中可以看出，II 型B-PPG 非均相體系樣品在不同排量的注入過程中壓力都基本保持平穩；黏度在低排量下（150 m3/d 以下）基本保持不變，在高排量下（200 m3/d）下降較為明顯；粒徑中值在通 過濾砂管前后都能夠基本保持不變，平均粒徑中值保留率在98%以上。實驗后濾砂管縫隙處滯留少量非均相復合體系。

圖4 II 型B-PPG 非均相體系黏度保留率、粒徑中值保留率隨排量的變化

圖5 II 型B-PPG 非均相體系在不同排量下粒徑中值、黏度及壓力隨注入量的變化

2.3 1 500 mg/L III 型B-PPG +1 500 mg/L 聚合物配成的非均相復合體系

將配置完成的III 型B-PPG 非均相體系樣品分別以不同排量注入濾砂管實驗裝置，記錄其在不同注入量時粒徑中值、黏度及壓力變化，實驗結果如圖6、圖7 所示。

圖6 III 型B-PPG 非均相體系黏度保留率、粒徑中值保留率隨排量的變化

從圖中可以看出，III 型B-PPG 非均相體系樣品在低排量（150 m3/d 以下）注入過程中壓力基本保持平穩，在高排量（200 m3/d）注入過程中壓力波動較大；黏度在通過濾砂管前后變化較大，黏度保留率較低；粒徑中值在通過濾砂管前后都能夠基本保持不變，平均粒徑中值保留率在95%以上。實驗后濾砂管縫隙處滯留大量非均相復合體系（圖8）。

3 結論

（1）通過對I 型、II 型、III 型三種型號B-PPG非均相復合體系黏度保留率、粒徑中值保留率和壓力隨排量的變化分析發現，I 型B-PPG 顆粒在足夠壓差下以擠壓-變形的方式通過濾砂管；II 型BPPG 顆粒低排量時能夠以擠壓-變形方式通過，高排量時以拉伸-斷裂方式通過，黏度受到一定損失；III 型B-PPG 顆粒低排量時以拉伸-斷裂方式通過，高排量時一部分顆粒斷裂后通過，一部分在縫隙處形成堵塞。

（2）室內實驗驗證了B-PPG 非均相復合體系短時間內對濾砂管的通過性能，可為非均相驅復合體系設計研究及下步在勝利海上油田的應用提供一定的參考價值。

圖8 III 型B-PPG 非均相體系通過濾砂管前后篩縫處滯留情況對比