海上用自交联调剖剂的研究及应用

唐延彦

(中国石化胜利石油管理局采油工艺研究院,山东东营 257000)

埕北11井区位于埕岛油田中区南部，水深9～11 m，距中心1号平台0.5 km，距中心2号平台2.5 km左右。埕北11井区投产情况比较复杂，1995年为馆陶组的开发试验阶段，于2000年7月水井开始转注。由于该井区层间矛盾明显，注采不平衡，形成一定优势渗流通道，导致注入水的无效循环[1]。

针对埕北11井区油藏特点、开发现状及海上特殊的施工条件[2]，我们室内研制了自交联深部调剖体系，该体系具有速溶、成胶时间可控、施工方便等特点。并在埕北试验区11井区进行现场施工，有效缓解了层内、层间矛盾，进一步扩大了水驱波及面积，提高了水驱油效率。

1　试验

1.1　原料与仪器

丙烯酰胺、丙烯酸钠、对乙烯基醇类，均为工业品。

恒温槽，DDS—307型电导率仪，布什黏度计，HAAKE MARSⅢ流变仪。

1.2　自制交联调剖剂的制备

以丙烯酰胺、丙烯酸钠、对乙烯基醇类为原料，在一定条件下聚合成单一组分，可自身发生交联反应形成调剖剂。在聚合物主链上引入2种可反应的单体，2单体的相应基团反应形成交联体系。

用埕北中一区11N井区注入水配制4 000～10 000 mg/L的自交联调剖剂溶液。

2　自交联调剖剂性能评价

2.1　溶解时间

用埕北中一区11N井区注入水配制不同浓度的自交联调剖体系，25 ℃条件下，采用电导法[3]测定溶解时间，其试验结果见图1，可得自交联调剖剂溶解时间小于30 min。

图1　不同时间调剖体系的电导率曲线

2.2　黏浓关系

用埕北中一区11N井区注入水配制不同浓度的自交联调剖剂溶液，利用布什黏度计测试溶液黏度，结果见图2。注入水水质对自交联体系黏度没有影响；随着自交联调剖剂浓度的升高，体系黏度呈上升趋势。

图2　自交联调剖剂黏浓关系

2.3　成胶性能

用埕北中一区11N井区注入水配制不同浓度的自交联调剖剂溶液，放置于70 ℃温度下，成胶5～8 h，用HAAKE MARSⅢ流变仪[4]测试其黏弹性，试验结果见图3。

图3　自交联调剖剂的黏弹性

由图3可知，体系成胶后黏弹性呈现上升趋势，在质量浓度为6 000 mg/L时，成胶体系的黏弹性出现突越。因此现场注入浓度设计需大于6 000 mg/L。

2.4　热稳定性

调剖体系成胶后，放置在70 ℃温度下，每隔一段时间利用布什黏度计测试体系的黏度，评价体系的热稳定性能，试验结果如图4。

图4　成胶热稳定性实验曲线

由图4可知，成胶后，自交联体系的稳定性较好，放置10个月黏度变化不大，保留率在80%以上。

2.5　岩心封堵实验

用填砂岩心，利用石英砂分别填制渗透率为1.5 μm2和3.0 μm2的岩心，其中岩心尺寸为φ38 mm×1 000 mm，饱和水注入浓度为6 000 mg/L的自交联体系0.3 PV，再进行后续水驱，测试岩石的堵后渗透率，验证自交联调剖剂的封堵性能，试验结果见表1。体系成胶后，岩心渗透率明显降低，封堵率在70%以上，但突破压力不高，即在一定压差下凝胶可动。

表1　自交联体系物模封堵试验结果

3　现场试验与应用效果

为减缓平面、层间、层内的矛盾，改善层内不同韵律段的吸水状况，封堵水窜的高渗条带，进一步扩大水驱波及面积，提高储量动用，优选出符合条件的水井进行深部调剖。

调剖施工共分3个段塞，按照注入前后顺序依次为：预处理段塞、主体段塞、封口段塞。

(1)预处理段塞。先注入一定浓度的高效表活剂体系，改变地层相渗透率，有利于后续自交联体系的注入，同时，该预处理体系具有较好的驱油特性，从而增加整体调剖体系的洗油效率。

(2)主体段塞。按设计注入浓度较高的自交联调剖体系，进入地层深部形成强度较高的调剖封堵段塞。

(3)封口段塞。注入一定量高浓度的自交联调剖体系，增加主体段塞的耐冲刷性，保证整体段塞作用的长效性。

筛选出符合条件的埕岛油田11N井区7口水井，施工具体段塞设计见表2。

表2　调剖井段塞设计

4　应用效果

分别于2011年10月和2012年9月在埕岛油田1HB井区和11N井区两个区块应用自交联体系开展了整体深部调剖矿场试验。目前，已实施自交联调剖的区块还在持续见效中，实施作用效果还在进一步跟踪。

1HB井区包含4口调剖井，对应油井9口，累计注入自交联调剖剂14 216 m3，调剖后，对应9口油井中6口明显见效，截止2012年12月，1HB井区累计增油4 546 t。

11N井区包含调剖井7口，对应油井14口，累计注入自交联调剖剂34 806 m3，在施工过程中，对应14口油井中9口已开始见效，截止2012年12月，11N井区累计增油756 t。

图5　CB1FB-P1井生产曲线

CB1FB-P1井在自交联调剖施工过程中开始见效，图5为其生产曲线。可见，含水率从92.7%最低降为87.4%，下降了5.3%；日产油量从15.5 t最高升为24.5 t，日增油9 t，目前仍在持续作用。

5　结论

1)室内评价结果表明，自交联调剖剂溶解速度快、热稳定性好、封堵率高，在其质量浓度高于6 000 mg/L时，成胶体系的黏弹性出现突越。

2)现场试验结果表明，在2个井区实施调剖试验后，截止2012年12月已累计增油5 300 t，降水增油效果明显，且作用有效期很长。

3)海上调剖施工面临场地有限、注入水矿化度高等困难，自交联调剖剂具有速溶、耐盐等特点，能够满足海上油田深部调剖的要求，且矿场试验效果显著。

[1]赵福麟.油井选择性堵水[J].中国石油大学学报：自然科学版，2010，31(1)：84-92.

[2]赵福麟，戴彩丽，王业飞.海上油田提高采收率的控水技术[J]. 中国石油大学学报：自然科学版，2006，30(2)：53-58.

[3]冯玉军，王周玉，李富生，等.疏水改性聚丙烯酰胺的溶解性能研究[J].西南石油学院学报，2001，23(6)：57-60.

[4]刘合，朱怀江，罗健辉，等. 聚丙烯酰胺及其共聚物水溶液拉伸流变行为研究[J].石油学报，2010，31(5)：806-809.