凝胶颗粒／弱凝胶调剖体系施工参数优化的试验研究

白剡 （长江大学石油工程学院，湖北 武汉430100）

张国庆 （中石油长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西 西安715000）

同松，张永德 （中石油长庆油田分公司第九采油厂，宁夏 银川750006）

寇卫伟 （中石油长庆油田分公司第十采油厂，甘肃 庆城745100）

油田注水开发中，由于储层的非均质性加剧，会导致油井大面积水淹。堵水调剖技术是油田改善注水开发效果、实现油藏稳产的有效手段。调剖施工参数与调剖效果有着密切的关系，因此施工参数优化显得十分关键。施工参数的优化方法有很多，例如采用灰色关联分析［1］、BP神经网络分析［2］、试验研究等方法。随着油田水驱问题日趋复杂化，单一调剖体系逐渐受到限制且效果也不理想，因此各种组合调剖体系的应用日益普遍，其中以凝胶颗粒和弱凝胶为主的复合调剖体系得到广泛的应用，并取得了较好的效果。笔者通过试验研究了凝胶颗粒和弱凝胶复合调剖体系的质量分数、注入方式以及段塞组合等对施工的影响，该试验结果可用以指导现场施工。

1 调剖剂质量分数优化

由于其调剖的体系主要采用 “凝胶颗粒＋弱凝胶”体系，因此调剖剂的质量分数优化就要重点考察凝胶颗粒质量分数。在流量为0．05mL／min情况下，人工造缝岩心中，注入1PV不同质量分数的凝胶颗粒测试其岩心封堵率，其试验结果如表1所示。可以看出，随着凝胶颗粒质量分数的增大，岩心封堵率增大，但是当凝胶颗粒质量分数达到0．7%后，凝胶颗粒质量分数的增加对封堵率的影响相对较小，因此选择最优的凝胶颗粒质量分数为0．7%～1．0%，而对于控制压力施工的一些井可以选择凝胶颗粒质量分数为0．5%进行施工。

表1 不同质量分数凝胶颗粒的岩心封堵率

2 施工段塞优化

2.1 注入方式的选择

由于采用 “凝胶颗粒＋弱凝胶”调剖体系，因此考虑2种堵剂段塞的注入方式：①先注入凝胶颗粒再注入弱凝胶；②先注入弱凝胶再注入凝胶颗粒。

试验中以0．05mL／min的恒速向岩心中注入总量为1PV的堵剂 （其中凝胶颗粒0．5PV，弱凝胶0．5PV），观察并记录不同注入方式下注入压力的变化，为了消除岩心渗透率的差别，考察注入压力上升值的变化情况。其试验结果如图1所示。

图1 注入过程中压力上升值的变化

可以看出，2种注入方式下注入压力的上升曲线表现出较大的差异。在注入方式①中，先注入凝胶颗粒压力急剧上升，再注入弱凝胶阶段压力变化平稳，上升幅度较小。而注入方式②中，先注入弱凝胶，初期压力上升较小，而注凝胶颗粒阶段压力急剧上升，其主要原因是弱凝胶的存在增大了凝胶颗粒的运移阻力，使得注入压力上升较快。现场施工时为了避免施工压力上升过大，应采用注入方式①。

2.2 段塞组合优化

试验按照先注凝胶颗粒再注弱凝胶的方式注入，以0．05mL／min的恒速向岩心中注入总量为1PV的堵剂，考察多段塞的封堵情况。设计如下的几种段塞组合形式：①1PV凝胶颗粒；②1PV弱凝胶；③0．5PV凝胶颗粒＋0．5PV弱凝胶；④0．25PV凝胶颗粒＋0．25PV弱凝胶＋0．25PV凝胶颗粒＋0．25PV弱凝胶。

在4种段塞组合的情况下，测试得到的岩心封堵率分别为88．89%、85．72%、90．00% 和90．27%。从试验结果可以看出，组合段塞的岩心封堵率明显优于单一段塞，并且两轮次的注入明显优于单轮次的注入。在上述试验的基础上，测试其耐冲刷性，其耐冲刷性曲线如图2所示，可以看到段塞组合④的耐冲刷性明显地优于其他3种段塞组合形式。

图2 4种段塞组合的耐冲刷性

3 现场应用

该调剖体系在某油田进行了9口井的试验，都采用两轮次注入方式施工。试验井的效果如表2所示，9口试验井对应周围油井有58口，其中36口见到了效果，油井见效率达到62%，日产液由238．54m3下降到213．45m3，日产油由41．74t上升到61．86t，措施后日增原油20．12t，累计增油达到1017．05t，取得了很好的控水增油效果。

表2 试验井增油效果统计表

4 结论

1）通过物理模拟试验研究了该体系中调剖剂质量分数、注入方式以及段塞组合对施工的影响，并得到最优施工参数。研究表明，凝胶颗粒质量分数为0．7%～1．0%，注入方式选择先注入凝胶颗粒再注入弱凝胶，多段塞组合施工，其封堵率可达到90．27%。

2）现场实施9口试验井，日增原油20．12t，累计增油1017．05t，取得了较好的控水增油效果。

［1］何旭，浦万芬 ．一种新型调剖参数优化设计方法研究 ［J］．重庆科技学院学报 （自然科学版），2011，13（6）：111～113．

［2］李静，杨琳，肖雅兮，等．HPAM／酚醛树脂弱凝胶体系注入参数优化实验研究 ［J］．西部探矿工程，2010，22（2）：93～95．