Cr^(3 )凝膠在改善弱堿三元復(fù)合驅(qū)吸液剖面中的應(yīng)用.docxVIP

1、第3】卷第6期2007年12月Vol.31No.6Dec.2007大慶石油學院學報JOURNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTECF+凝膠在改善弱堿三元復(fù)合驅(qū)吸液剖面中的應(yīng)用趙蘭蘭，張可，盧祥國，龐紅（大慶石油學院提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江大慶163318）摘要：基于分析弱堿三元復(fù)合驅(qū)成垢樣機理和現(xiàn)有調(diào)剖劑性質(zhì)特征提出Crs+聚合物凝膠改善弱堿三元復(fù)合驅(qū)注人井吸液剖面技術(shù)路線.開展聚合物凝膠配方優(yōu)選.并在大慶油田北三西塊P56井進行調(diào)碧礦場試驗.試蓋結(jié)果表明,聚合物凝膠具有除垢和肖堵高港透層的雙重功能，高滲透層吸液量從調(diào)剖前的100%降低為54.9%.關(guān)鍵偵I：

2、弱做三元復(fù)合昭油體系；結(jié)垢及除垢I銘凝膠除垢；吸液剖面中圖分類號:TE357.43文獻標識碼：A文章編號：1000-1891（2007）06-0058-04堿、表面活性劑、聚合物（ASP）三元復(fù)合驅(qū)是繼聚合物驅(qū)后又一個大幅度提高采收率的新技術(shù)，以大慶油田為代表，國內(nèi)各主要油田都在實施三元復(fù)合驅(qū)工業(yè)化礦場試驗的推廣應(yīng)用.在強堿三元復(fù)合驟礦場試驗過程中.出現(xiàn)采出系統(tǒng)結(jié)垢問題口-3：在大慶油田北三西塊開展弱堿（Na2C（）3）三元復(fù)合驅(qū)工業(yè)化礦場試驗中，以a一稀炷石油磺酸鹽配制弱堿三兀復(fù)合體系，評價增油效果和采出系統(tǒng)的結(jié)垢狀況.發(fā)現(xiàn)注入系統(tǒng)結(jié)垢和油層非均質(zhì)狀況加劇等問題.目前,對CF+聚合物凝膠的調(diào)

3、剖效果探討較多，但對其除垢能力鮮見報道.筆者基于弱堿三元復(fù)合驅(qū)成垢樣機理和現(xiàn)有調(diào)剖劑性質(zhì)特征，提出C/+聚合物凝膠改善弱堿三元復(fù)合驅(qū)注入井吸液剖面技術(shù)路線，開展了聚合物凝膠配方優(yōu)選、性質(zhì)評價及其與弱堿三元復(fù)合驅(qū)油體系配伍性實驗研究.1實驗1.1樣品樣品1：油田采出污水；樣品2：弱堿三元復(fù)合體系組成，超高聚合物1650mg/L+表面活性劑0.3%+碳酸鈉1.2%（質(zhì)量分數(shù)）；樣品3：在樣品2中加入1%垢樣（取自大慶油田北三酉塊注入井，成分以Ca?C（）3為主，下同）；樣品4：聚合物凝膠溶液，超高聚合物1650mg/L+有機銘交聯(lián)劑27.5mg/L；樣品5：在樣品4中加入1%垢樣.1.2方法及效果

4、編號初始第30天樣品12.392.39樣品20.150.19樣品30.240.31樣品42.302.II樣品52.9412.65裂1鈣離子質(zhì)濃度隨時間變化關(guān)系mg1.7將1.1的5種樣品置于模擬地層溫度恒溫箱內(nèi)，每天攪動30min,保證凝膠溶液與垢樣充分接觸.為分析弱堿三元復(fù)合體系溶液的結(jié)垢及凝膠溶液除垢效果，定期測定5種樣品中的鈣離子質(zhì)量濃度，其結(jié)果見表1.表1中，“樣品2”和“樣品3”弱堿三元復(fù)合體系中含有COT.溶液中不含有鈣離子，在初期和第30天時.鈣離子質(zhì)址濃度沒有較大變化，說明碳酸鈣在三元復(fù)合體系溶液不溶解.“樣品4”和“樣品5"為CF+凝膠溶液，在初期“樣品5”對碳酸鈣

5、的溶解雖大于“樣品3”，在第30天時，“樣品5”對碳酸鈣的溶收稿日期：2007-05-25,審稿人：王克亮,編輯：關(guān)開澄作者簡介：趙蘭蘭（1984-）,女.碩土生.主要從事提高采收率方面的研究.解量大于“樣品3”，為12.65mg1說明CL凝膠對碳酸鈣垢有一定的溶解能力.與三元體系相比信凝膠不存在CO/,不會與注入水形成不配伍垢.另外，凝膠體系中pH值較三元體系低，能抑制成垢反應(yīng)的進行.加之，凝膠具有較高的黏彈性，在注入過程中對垢有較強的物理沖刷作用.2礦場試驗2.1試驗區(qū)概況弱堿三元復(fù)合驅(qū)試驗區(qū)位于大慶油田北三西區(qū)PI1-4油層，采用五點法井網(wǎng).該區(qū)平面滲透率分布為0.121.20Mm2,選

6、取鄰近的北3-6-44取心井做非均質(zhì)特征圖分析，知滲透率變異因數(shù)為0.690,處于復(fù)合韻律層滲透率變異因數(shù)0.718和正韻律層滲透率變異因數(shù)0.668之間，說明層間非均質(zhì)性比較嚴重.水驅(qū)空白試驗從1998年12月開始至2002年8月2日結(jié)束，13口注入并累計注水0.402PV（PV為注入孔隙體積倍數(shù)），階段采出程度為9.6%.前置聚合物段塞從2002年8月3日開始至2002年11月8日結(jié)束，累計注入聚合物溶液5.7145X10*m、相當于注入地下孔隙體積0.018.弱堿三元復(fù)合體系主段塞從2002年11月8日開始注入，注入聚合物質(zhì)量濃度為1400mg/L,堿質(zhì)量分數(shù)為1.2%,表面活性劑質(zhì)址分

7、數(shù)為0.25%,黏度為30mPa-s.到2006年5月，累計注入三元體系0.315PV,完成方案的45.6%,注入速度為110m7d.2.2調(diào)剖并選擇調(diào)剖井選擇應(yīng)充分考慮地質(zhì)特征和生產(chǎn)特征.考慮北三西三元區(qū)塊的沉積特征，結(jié)合動態(tài)資料，以注入井為中心，分析注入井、采出井相關(guān)參數(shù)，以全區(qū)平均水平為標準，篩選注入井.篩選指標：（1）注入壓力與破裂壓力之差大于1.5MPa；（2）井組處于河道主體帶.油層厚度大，要求正韻律油層主產(chǎn)層有效厚度大于4m,多段多韻律油層有效厚度大于9m,或河道砂體有效厚度達到7m以上,（3）吸入剖面不均勻，存在強吸水層,（4）所選注入井，要求井下技術(shù)狀況良好.北2-1-P56

8、井特征明顯：（1）河道砂體發(fā)育，油層厚度大、連通性好.單井射開砂巖厚度為15.5m,有效厚度為11.1m,比全區(qū)平均有效厚度高3.1m,滲透率為981X10-3卜皿?.根據(jù)井組的連通狀況，調(diào)剖井位于PI2,PI3主河道帶上，以河道對河道沉積為主，比例為46.54%,一類連通率達到了53.5%,比全區(qū)高13.5%,在PI1和PI4河間砂體中，連通方向也都在3個方向以上，且砂體連續(xù)性較好.（2）非均質(zhì)特征明顯.非均質(zhì)性強，正韻律和復(fù)合韻律厚度比例高達85.5%,比全區(qū)平均高出20.0%.層間滲透率級差為5.44X10一3m2,比全區(qū)水平分別高出2.40和1.00.（3）注入井吸入能力強、吸入剖面不

9、均勻.調(diào)剖井吸入能力強，平均注入壓力為11.9MPa,低于全區(qū)平均注入壓力1.1MPa,低于破裂壓力2.2MPa.高滲透層吸水比例較大，大于頃n?的層，相對吸水量為86.4%：中低滲透層動用狀況較差，小于500X10-3“m2吸水厚度比例達18.1%,相對吸水量為13.6%.2.3調(diào)剖施工及效果分析（1）施工設(shè)計.按照大慶油田深度調(diào)剖半徑為1/31/2注采井距的做法，設(shè)計調(diào)剖半徑為1/3井距，即78m.利用化學驅(qū)數(shù)值模擬軟件，對復(fù)合驅(qū)和調(diào)驪過程進行模擬；結(jié)合模擬結(jié)果，得到調(diào)剖施工注入段塞組成和尺寸設(shè)計（見表2）和參數(shù)設(shè)計（見表3）.表2注入段塞設(shè)計0（聚合物）：m（C產(chǎn)）=30,1井號前ft段

10、塞主段塞保護段塞聚合物質(zhì)量濃度/（mgL-1）體積/m2聚合物質(zhì)愀濃度/（mgL,）體積/m3聚合物質(zhì)愀濃度/（mgL_,）體積/m3北2-1-P56160020001800200020003000（2）注入壓力及其變化特征.2006年12月27日至2007年3月11日進行C/+聚合物凝膠調(diào)剖試驗,調(diào)剖施工過程中及其前后注入壓力與時間關(guān)系曲線見圖1.由圖1可以看出，在調(diào)剖施工初期，注入壓力隨時間延長而逐漸增加，高達12.6MPa；在調(diào)剖施工中期，注入壓力基本保持穩(wěn)定；在調(diào)剖施工后期，注入大慶石油學院學報第31卷2007年壓力隨時間延長而逐漸降低.常規(guī)調(diào)表3注入?yún)?shù)設(shè)計剖施工注入壓力應(yīng)逐漸升高，

11、最后趨井號調(diào)剖徑/m調(diào)剖厚度/m注入速度7（m3dT）于穩(wěn)定，而實際注入壓力變化趨勢正北2TP56-70.03.1_亟好相反，這表明油層吸液能力得到改善.（3）吸液剖面.調(diào)剖施工前后吸液剖面測試結(jié)果見圖2.由圖2可以看出，調(diào)剖施工前，全井僅有P12-3層吸液，P11,PI3,PI4,PI5等層不吸液；調(diào)剖施工后，P12-3層吸液量降為54.9%,P1層吸液量增加10.4%,PI3層吸液覺增加34.7%,表明調(diào)剖后吸液剖面得到明顯改善.時間圖I注入壓力與時間關(guān)系曲線油層摩度/m滲透率/umz2006年9月13日2007年3月15日（4）除垢效果.調(diào)剖施工前，P56井注入泵喂液管線內(nèi)部和P48井（

12、未調(diào)剖）流量計中尼龍部件結(jié)垢狀況見圖3.由圖3可知，當P56井注入泵喂液管線內(nèi)壁和鄰井P48井流覺計部件未與聚合物凝膠接觸時，其表面結(jié)垢現(xiàn)象嚴重，此時垢的厚度約為35mm.由此可推斷，整個弱堿三元復(fù)合體系注入系統(tǒng)及井壁附近區(qū)域巖石孔隙內(nèi)有垢沉淀.調(diào)剖施工結(jié)束后，P56井流量計各部件外觀狀況見圖4.由圖4可知，經(jīng)過聚合物凝膠2個多月的浸泡和沖刷，流最計內(nèi)部的積垢幾乎被清除.同理，當聚合物凝膠與沉積在孔隙內(nèi)壁上的垢接觸時，積垢也將被清除，巖石滲透率得到恢復(fù).（5）綜合分析.調(diào)剖前（2006年9月13日）測得的吸液剖面顯示，注入井僅有P12-3層吸液（見圖2）,PI1和P4油層不吸液.除非均質(zhì)性比較

13、嚴重外，積垢引起井筒附近區(qū)域中圖2P56井調(diào)剖前后吸液制面測試姑果P56井注入菜暇液管內(nèi)壁P48井流SHI尼龍部件圖3未接觸凝膠部件結(jié)垢狀況內(nèi)壁尼龍部件ffl4P56井流量計內(nèi)部除垢狀況低滲透層滲透率降低也是重要原因15一調(diào)剖施工過程中，聚合物凝膠除能夠清除P2-3層深部積垢外,還可以清除中低滲透層井壁附近區(qū)域內(nèi)的積垢.調(diào)剖施工結(jié)束后，對于中低滲透層，除垢后滲透率得到恢復(fù)，油層吸液能力得到明顯恢復(fù).對于高滲透層，除垢后滲透率也得到一定程度恢復(fù)，但聚合物凝膠在其中大量滯留會引起滲透率降低，后者對滲透率影響要大于前者，結(jié)果導(dǎo)致吸液能力下降.聚合物凝膠對積垢具有溶蝕作用，除垢后巖石滲透率得到恢復(fù)，滲

14、流阻力減小，吸液量增大；聚合物凝膠在多孔介質(zhì)中的滯留又會引起滲透減小，滲流阻力增大，吸液址減小【8.因此，調(diào)剖過程中注入壓力和fin第6期趙蘭蘭等:CP+祿膠在改善弱球三元復(fù)合驅(qū)吸液剖面中的應(yīng)用吸液剖面變化是這兩方面作用效果的的綜合反映.3結(jié)論(1) c，+聚合物凝膠能與弱堿三元復(fù)合驅(qū)積垢作用，產(chǎn)生溶蝕和除垢作用，可以有效恢復(fù)地層滲透率.(2) C+聚合物凝膠具有除垢和封堵高滲透層雙重功能，可以有效改善注入井吸液剖面，其吸液地由調(diào)剖前的100%降低為54.9%.參考文獻：1 賈紅育.曲志浩.注水開發(fā)油田油層結(jié)垢機理及油層傷害J.石油學報,2001.22(1),58-62.2 羅明良.蒲春生，王

15、得智.油水井近并帶無機結(jié)垢動態(tài)預(yù)測數(shù)學模型J.石油學報.2002,23(1),61-66.3 程杰成.廖廣志.楊振宇，等.大慶油田三元復(fù)合驅(qū)礦場試驗綜述J.大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2001,20(2):46-49.4 趙長久，李新峰.周淑華.大慶油區(qū)三元復(fù)合驅(qū)礦場結(jié)垢狀況分析J.油氣地質(zhì)與采收率,2006.13(4):93-95.5 高小張偉峰，王炎明，等.孤島油田二元復(fù)合驅(qū)油井結(jié)垢機理析與治理措施J.油氣地質(zhì)與采收率,2003,10(2):65-66.6 付劍，高亞BH.吳衛(wèi)國.等.據(jù)島油田三元復(fù)合驅(qū)結(jié)垢機理與防垢技術(shù)J.西安石油大學學報：自然科學版.2004,19(1):55-59.7 徐典平

16、.薛家錚，包亞臣.等.三元復(fù)合驅(qū)油井結(jié)垢機理研究J.大慶石油地質(zhì)與開發(fā).2001,20(2)：98100.8 于濤，荊國林.黎鋼，等.三元角合驅(qū)結(jié)垢機理研究J.大慶石油學院院報,2001.25(2),28-30.(上接第43頁)5結(jié)論(1) 在給定流量時，給出Newton流體在內(nèi)管做軸向往夏運動的偏心環(huán)空中非定常流的壓力梯度計算公式和方法.(2) 以水為例，在給定流雖時，計算在內(nèi)管做軸向往復(fù)運動的偏心環(huán)空中非定常流的壓力梯度.其中環(huán)空偏心距、內(nèi)管沖程、內(nèi)管沖次對該流動的瞬時壓力梯度影響明顯，該流動的時均壓力梯度分別隨環(huán)空偏心距、內(nèi)管沖程、內(nèi)管沖次的增大而減小.參考文獻：1 孫智.高濤，崔海清.

17、溢體在內(nèi)管做軸向運動的偏心環(huán)空中的速度分布J.大慶石油學院學報,2004,28(1):10-13.2 崔海清，郭軍輝，鄭曉松.等.流體在內(nèi)管做軸向往復(fù)運動的偏心環(huán)空中非定常流的流量分布C/第十九屆全國水動力學研討會文集A.北京：海洋出版社,2005:576-582.3 崔海清，孫智，高濤.非Newton流體在內(nèi)管做袖向往復(fù)運動的偏心環(huán)空中非定常流的速度分布J.水動力學研究與進展，2003.18(6),711-715.4 楊元建，高濤,崔海清.等.某律流體在內(nèi)管做軸向往復(fù)運動的偏心環(huán)空中非定常流的流散分布J.大慶石油學院學報，2004.28(6)：17-19.5 崔海清.物元健.高濤，等.某律源體在內(nèi)管做軸向往復(fù)運動的偏心環(huán)空中非定常流的流紋計算J.石油學報,2005.26(3):106-109.6 崔海灣.張小寧.李楠.二階流體在內(nèi)管做軸向往復(fù)運動的偏心環(huán)空中非定常流的流址分布J1大慶石