Cr^(3 )凝胶在改善弱碱三元复合驱吸液剖面中的应用.docx

1、第3】卷第6期2007年12月Vol.31No.6Dec.2007大庆石油学院学报JOURNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTECF+凝胶在改善弱碱三元复合驱吸液剖面中的应用赵兰兰，张可，卢祥国，庞红（大庆石油学院提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆163318）摘要：基于分析弱碱三元复合驱成垢样机理和现有调剖剂性质特征提出Crs+聚合物凝胶改善弱碱三元复合驱注人井吸液剖面技术路线.开展聚合物凝胶配方优选.并在大庆油田北三西块P56井进行调碧矿场试验.试盖结果表明,聚合物凝胶具有除垢和肖堵高港透层的双重功能，高渗透层吸液量从调剖前的100%降低为54.9%.关键侦I：

2、弱做三元复合昭油体系；结垢及除垢I铭凝胶除垢；吸液剖面中图分类号:TE357.43文献标识码：A文章编号：1000-1891（2007）06-0058-04碱、表面活性剂、聚合物（ASP）三元复合驱是继聚合物驱后又一个大幅度提高采收率的新技术，以大庆油田为代表，国内各主要油田都在实施三元复合驱工业化矿场试验的推广应用.在强碱三元复合骤矿场试验过程中.出现采出系统结垢问题口-3：在大庆油田北三西块开展弱碱（Na2C（）3）三元复合驱工业化矿场试验中，以a一稀炷石油磺酸盐配制弱碱三兀复合体系，评价增油效果和采出系统的结垢状况.发现注入系统结垢和油层非均质状况加剧等问题.目前,对CF+聚合物凝胶的调

3、剖效果探讨较多，但对其除垢能力鲜见报道.笔者基于弱碱三元复合驱成垢样机理和现有调剖剂性质特征，提出C/+聚合物凝胶改善弱碱三元复合驱注入井吸液剖面技术路线，开展了聚合物凝胶配方优选、性质评价及其与弱碱三元复合驱油体系配伍性实验研究.1实验1.1样品样品1：油田采出污水；样品2：弱碱三元复合体系组成，超高聚合物1650mg/L+表面活性剂0.3%+碳酸钠1.2%（质量分数）；样品3：在样品2中加入1%垢样（取自大庆油田北三酉块注入井，成分以Ca?C（）3为主，下同）；样品4：聚合物凝胶溶液，超高聚合物1650mg/L+有机铭交联剂27.5mg/L；样品5：在样品4中加入1%垢样.1.2方法及效果

4、编号初始第30天样品12.392.39样品20.150.19样品30.240.31样品42.302.II样品52.9412.65裂1钙离子质浓度随时间变化关系mg1.7将1.1的5种样品置于模拟地层温度恒温箱内，每天搅动30min,保证凝胶溶液与垢样充分接触.为分析弱碱三元复合体系溶液的结垢及凝胶溶液除垢效果，定期测定5种样品中的钙离子质量浓度，其结果见表1.表1中，“样品2”和“样品3”弱碱三元复合体系中含有COT.溶液中不含有钙离子，在初期和第30天时.钙离子质址浓度没有较大变化，说明碳酸钙在三元复合体系溶液不溶解.“样品4”和“样品5"为CF+凝胶溶液，在初期“样品5”对碳酸钙

5、的溶解虽大于“样品3”，在第30天时，“样品5”对碳酸钙的溶收稿日期：2007-05-25,审稿人：王克亮,编辑：关开澄作者简介：赵兰兰（1984-）,女.硕土生.主要从事提高采收率方面的研究.解量大于“样品3”，为12.65mg1说明CL凝胶对碳酸钙垢有一定的溶解能力.与三元体系相比信凝胶不存在CO/,不会与注入水形成不配伍垢.另外，凝胶体系中pH值较三元体系低，能抑制成垢反应的进行.加之，凝胶具有较高的黏弹性，在注入过程中对垢有较强的物理冲刷作用.2矿场试验2.1试验区概况弱碱三元复合驱试验区位于大庆油田北三西区PI1-4油层，采用五点法井网.该区平面渗透率分布为0.121.20Mm2,选

6、取邻近的北3-6-44取心井做非均质特征图分析，知渗透率变异因数为0.690,处于复合韵律层渗透率变异因数0.718和正韵律层渗透率变异因数0.668之间，说明层间非均质性比较严重.水驱空白试验从1998年12月开始至2002年8月2日结束，13口注入并累计注水0.402PV（PV为注入孔隙体积倍数），阶段采出程度为9.6%.前置聚合物段塞从2002年8月3日开始至2002年11月8日结束，累计注入聚合物溶液5.7145X10*m、相当于注入地下孔隙体积0.018.弱碱三元复合体系主段塞从2002年11月8日开始注入，注入聚合物质量浓度为1400mg/L,碱质量分数为1.2%,表面活性剂质址分

7、数为0.25%,黏度为30mPa-s.到2006年5月，累计注入三元体系0.315PV,完成方案的45.6%,注入速度为110m7d.2.2调剖并选择调剖井选择应充分考虑地质特征和生产特征.考虑北三西三元区块的沉积特征，结合动态资料，以注入井为中心，分析注入井、采出井相关参数，以全区平均水平为标准，筛选注入井.筛选指标：（1）注入压力与破裂压力之差大于1.5MPa；（2）井组处于河道主体带.油层厚度大，要求正韵律油层主产层有效厚度大于4m,多段多韵律油层有效厚度大于9m,或河道砂体有效厚度达到7m以上,（3）吸入剖面不均匀，存在强吸水层,（4）所选注入井，要求井下技术状况良好.北2-1-P56

8、井特征明显：（1）河道砂体发育，油层厚度大、连通性好.单井射开砂岩厚度为15.5m,有效厚度为11.1m,比全区平均有效厚度高3.1m,渗透率为981X10-3卜皿?.根据井组的连通状况，调剖井位于PI2,PI3主河道带上，以河道对河道沉积为主，比例为46.54%,一类连通率达到了53.5%,比全区高13.5%,在PI1和PI4河间砂体中，连通方向也都在3个方向以上，且砂体连续性较好.（2）非均质特征明显.非均质性强，正韵律和复合韵律厚度比例高达85.5%,比全区平均高出20.0%.层间渗透率级差为5.44X10一3m2,比全区水平分别高出2.40和1.00.（3）注入井吸入能力强、吸入剖面不

9、均匀.调剖井吸入能力强，平均注入压力为11.9MPa,低于全区平均注入压力1.1MPa,低于破裂压力2.2MPa.高渗透层吸水比例较大，大于顷n?的层，相对吸水量为86.4%：中低渗透层动用状况较差，小于500X10-3“m2吸水厚度比例达18.1%,相对吸水量为13.6%.2.3调剖施工及效果分析（1）施工设计.按照大庆油田深度调剖半径为1/31/2注采井距的做法，设计调剖半径为1/3井距，即78m.利用化学驱数值模拟软件，对复合驱和调骊过程进行模拟；结合模拟结果，得到调剖施工注入段塞组成和尺寸设计（见表2）和参数设计（见表3）.表2注入段塞设计0（聚合物）：m（C产）=30,1井号前ft段

10、塞主段塞保护段塞聚合物质量浓度/（mgL-1）体积/m2聚合物质愀浓度/（mgL,）体积/m3聚合物质愀浓度/（mgL_,）体积/m3北2-1-P56160020001800200020003000（2）注入压力及其变化特征.2006年12月27日至2007年3月11日进行C/+聚合物凝胶调剖试验,调剖施工过程中及其前后注入压力与时间关系曲线见图1.由图1可以看出，在调剖施工初期，注入压力随时间延长而逐渐增加，高达12.6MPa；在调剖施工中期，注入压力基本保持稳定；在调剖施工后期，注入大庆石油学院学报第31卷2007年压力随时间延长而逐渐降低.常规调表3注入参数设计剖施工注入压力应逐渐升高，

11、最后趋井号调剖径/m调剖厚度/m注入速度7（m3dT）于稳定，而实际注入压力变化趋势正北2TP56-70.03.1_亟好相反，这表明油层吸液能力得到改善.（3）吸液剖面.调剖施工前后吸液剖面测试结果见图2.由图2可以看出，调剖施工前，全井仅有P12-3层吸液，P11,PI3,PI4,PI5等层不吸液；调剖施工后，P12-3层吸液量降为54.9%,P1层吸液量增加10.4%,PI3层吸液觉增加34.7%,表明调剖后吸液剖面得到明显改善.时间图I注入压力与时间关系曲线油层摩度/m渗透率/umz2006年9月13日2007年3月15日（4）除垢效果.调剖施工前，P56井注入泵喂液管线内部和P48井（

12、未调剖）流量计中尼龙部件结垢状况见图3.由图3可知，当P56井注入泵喂液管线内壁和邻井P48井流觉计部件未与聚合物凝胶接触时，其表面结垢现象严重，此时垢的厚度约为35mm.由此可推断，整个弱碱三元复合体系注入系统及井壁附近区域岩石孔隙内有垢沉淀.调剖施工结束后，P56井流量计各部件外观状况见图4.由图4可知，经过聚合物凝胶2个多月的浸泡和冲刷，流最计内部的积垢几乎被清除.同理，当聚合物凝胶与沉积在孔隙内壁上的垢接触时，积垢也将被清除，岩石渗透率得到恢复.（5）综合分析.调剖前（2006年9月13日）测得的吸液剖面显示，注入井仅有P12-3层吸液（见图2）,PI1和P4油层不吸液.除非均质性比较

13、严重外，积垢引起井筒附近区域中图2P56井调剖前后吸液制面测试姑果P56井注入菜暇液管内壁P48井流SHI尼龙部件图3未接触凝胶部件结垢状况内壁尼龙部件ffl4P56井流量计内部除垢状况低渗透层渗透率降低也是重要原因15一调剖施工过程中，聚合物凝胶除能够清除P2-3层深部积垢外,还可以清除中低渗透层井壁附近区域内的积垢.调剖施工结束后，对于中低渗透层，除垢后渗透率得到恢复，油层吸液能力得到明显恢复.对于高渗透层，除垢后渗透率也得到一定程度恢复，但聚合物凝胶在其中大量滞留会引起渗透率降低，后者对渗透率影响要大于前者，结果导致吸液能力下降.聚合物凝胶对积垢具有溶蚀作用，除垢后岩石渗透率得到恢复，渗

14、流阻力减小，吸液量增大；聚合物凝胶在多孔介质中的滞留又会引起渗透减小，渗流阻力增大，吸液址减小【8.因此，调剖过程中注入压力和fin第6期赵兰兰等:CP+禄胶在改善弱球三元复合驱吸液剖面中的应用吸液剖面变化是这两方面作用效果的的综合反映.3结论(1) c，+聚合物凝胶能与弱碱三元复合驱积垢作用，产生溶蚀和除垢作用，可以有效恢复地层渗透率.(2) C+聚合物凝胶具有除垢和封堵高渗透层双重功能，可以有效改善注入井吸液剖面，其吸液地由调剖前的100%降低为54.9%.参考文献：1 贾红育.曲志浩.注水开发油田油层结垢机理及油层伤害J.石油学报,2001.22(1),58-62.2 罗明良.蒲春生，王

15、得智.油水井近并带无机结垢动态预测数学模型J.石油学报.2002,23(1),61-66.3 程杰成.廖广志.杨振宇，等.大庆油田三元复合驱矿场试验综述J.大庆石油地质与开发,2001,20(2):46-49.4 赵长久，李新峰.周淑华.大庆油区三元复合驱矿场结垢状况分析J.油气地质与采收率,2006.13(4):93-95.5 高小张伟峰，王炎明，等.孤岛油田二元复合驱油井结垢机理析与治理措施J.油气地质与采收率,2003,10(2):65-66.6 付剑，高亚BH.吴卫国.等.据岛油田三元复合驱结垢机理与防垢技术J.西安石油大学学报：自然科学版.2004,19(1):55-59.7 徐典平

16、.薛家铮，包亚臣.等.三元复合驱油井结垢机理研究J.大庆石油地质与开发.2001,20(2)：98100.8 于涛，荆国林.黎钢，等.三元角合驱结垢机理研究J.大庆石油学院院报,2001.25(2),28-30.(上接第43页)5结论(1) 在给定流量时，给出Newton流体在内管做轴向往夏运动的偏心环空中非定常流的压力梯度计算公式和方法.(2) 以水为例，在给定流虽时，计算在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的压力梯度.其中环空偏心距、内管冲程、内管冲次对该流动的瞬时压力梯度影响明显，该流动的时均压力梯度分别随环空偏心距、内管冲程、内管冲次的增大而减小.参考文献：1 孙智.高涛，崔海清.

17、溢体在内管做轴向运动的偏心环空中的速度分布J.大庆石油学院学报,2004,28(1):10-13.2 崔海清，郭军辉，郑晓松.等.流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的流量分布C/第十九届全国水动力学研讨会文集A.北京：海洋出版社,2005:576-582.3 崔海清，孙智，高涛.非Newton流体在内管做袖向往复运动的偏心环空中非定常流的速度分布J.水动力学研究与进展，2003.18(6),711-715.4 杨元建，高涛,崔海清.等.某律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的流散分布J.大庆石油学院学报，2004.28(6)：17-19.5 崔海清.物元健.高涛，等.某律源体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的流纹计算J.石油学报,2005.26(3):106-109.6 崔海湾.张小宁.李楠.二阶流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的流址分布J1大庆石