活性陽(yáng)離子聚合物封堵液流的研究

活性陽(yáng)離子聚合物封堵液流的研究

由于涂層質(zhì)量分析等因素的影響，在儲(chǔ)存過(guò)程中，聚合物容易跑出生產(chǎn)井，這不僅造成了聚合物溶液的巨大浪費(fèi)，而且增加了儲(chǔ)液的處理量和難度，而且嚴(yán)重影響了儲(chǔ)存效果。國(guó)內(nèi)目前一般采用堵水工藝來(lái)解決這一問(wèn)題,多采用陰離子聚合物凍膠、單體地下聚合和陽(yáng)離子淀粉沉淀等方法。針對(duì)注聚區(qū)塊所發(fā)生的聚合物竄流問(wèn)題,研究應(yīng)用了適用于油藏條件的活性陽(yáng)離子聚合物封堵竄聚技術(shù)。所采用的活性陽(yáng)離子聚合物具有降低表面張力的性能,有助于提高驅(qū)油效果;活性陽(yáng)離子聚合物聚合度高,能與陰離子聚合物在較低濃度時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的絮狀膠體,提高了封堵強(qiáng)度;所形成的封竄劑具有較好的熱穩(wěn)定性和耐水沖刷性能。在室內(nèi)研究的基礎(chǔ)上,投入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)并取得了較好的應(yīng)用效果,為聚合物竄流問(wèn)題提供了一種有效的治理方法。1內(nèi)部測(cè)試1.1飛雁灘注聚區(qū)塊地層砂活性陽(yáng)離子SPEC:為水溶性陽(yáng)離子聚合物,是聚合物的改性產(chǎn)品;陰離子HPAM:3530S,分子量1700×104,水解度20%～30%;助劑ZJY:高價(jià)無(wú)機(jī)鹽;試驗(yàn)用水:飛雁灘注聚區(qū)塊地層水,總礦化度為5441mg/L;模擬油:飛雁灘注聚區(qū)塊脫水原油與機(jī)油配制而成,30℃下黏度為8.90mPa·s;試驗(yàn)巖心填充砂為篩洗過(guò)的飛雁灘注聚區(qū)塊地層砂。試驗(yàn)流程:如圖1所示。1.2密封劑的制備陽(yáng)離子SPEC:1%～3%;陰離子HPAM:0.1%～0.3%;助劑ZJY:0.05%～0.2%。1.3spec含量固定HPAM的使用濃度為:1500mg/L,改變SPEC的含量,巖心堵塞試驗(yàn)效果見(jiàn)表1。表1中所列數(shù)據(jù)表明,SPEC隨含量的提高,堵塞能力增強(qiáng)。從堵塞效果與投入成本兩方面考慮,SPEC含量為2%～3%較適宜。由于所開(kāi)展研究是針對(duì)注聚區(qū)塊所出現(xiàn)問(wèn)題,主要是利用滯留在地層中的陰離子聚合物(HPAM),HPAM濃度不宜改變,試驗(yàn)表明只要有HPAM和SPEC存在,就會(huì)產(chǎn)生堵塞作用。1.4活性聚合物溶液表面張力的測(cè)定陽(yáng)離子聚合物是一種具有一定表面活性的物質(zhì)。用地層水配制不同濃度的活性聚合物溶液,在60℃下測(cè)定溶液的表面張力,結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn),活性陽(yáng)離子聚合物SPEC溶液能夠降低油水界面的表面張力,表現(xiàn)出良好的表面活性。1.5標(biāo)準(zhǔn)2.2hpam將陽(yáng)離子SPEC溶液與陰離子HPAM溶液按一定比例混合均勻(配方:2%SPEC,0.2%HPAM,0.1%ZJY),倒入試管內(nèi)并封口。將試管置于設(shè)定不同溫度的電熱干燥箱內(nèi),定期觀(guān)察絮凝體狀態(tài)的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明,在55℃、65℃、75℃下,封堵劑經(jīng)4個(gè)月熱穩(wěn)定考察,其保留率大于92%,具有較好的熱穩(wěn)定性能。1.6巖心堵塞率巖心封堵能力試驗(yàn)用不同粒徑地層砂充填的巖心(30×300mm),在70℃條件下進(jìn)行封竄能力試驗(yàn)。試樣中注入介質(zhì)分別為模擬油和地層水,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。從表3中所列數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)SPEC質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1.5%～3.0%時(shí),巖心堵塞率均大于95%,這表明SPEC與HPAM反應(yīng)生成的沉淀物具有良好的封堵聚合物竄流作用。耐水沖刷能力試驗(yàn)試驗(yàn)中使用的SPEC質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2%,HPAM濃度為1000mg/L,試驗(yàn)用巖心的堵前、堵后的滲透率分別為7.6432μm2、0.5045μm2;堵塞率為93.4%,堵塞率變化結(jié)果見(jiàn)圖2。從圖2可看出,當(dāng)含有HPAM的溶液通過(guò)吸附有SPEC的地層(或含有SPEC的溶液通過(guò)吸附有HPAM的地層)時(shí),HPAM與SPEC反應(yīng)生成絮膠體,在經(jīng)50倍注入水的沖刷后,巖心堵塞率保持在97%以上,并能進(jìn)一步增加對(duì)高滲透層和大孔道的堵塞,提高封竄效果。2現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)2.1封堵劑的使用2002-2003年間,在飛雁灘油田注聚區(qū)的6口井進(jìn)行了封堵竄聚現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。施工采用多段塞雙液法注入工藝,施工流程見(jiàn)圖3。配制時(shí)由漏斗加入原料、水?dāng)y帶至帶攪拌器的池中,攪拌配制封堵劑;注入時(shí)由泵車(chē)組將封堵劑泵入井中,形成連續(xù)施工工藝。6口井共累計(jì)使用封堵劑1290m3。施工前6口井的生產(chǎn)情況為:平均日產(chǎn)液36m3,平均日產(chǎn)油4.6m3,平均含水87.2%;施工后的生產(chǎn)情況為:平均日產(chǎn)液42m3,平均日產(chǎn)油17m3,平均含水59.5%,降低聚合物產(chǎn)出含量50%以上,累計(jì)增油4650t。試驗(yàn)情況表明,對(duì)竄聚井實(shí)施封竄措施后日產(chǎn)油量增加,含水率下降,產(chǎn)出液聚合物含量減少,取得了明顯的效果。2.2活性陽(yáng)離子封竄技術(shù)埕126-6-4井于2002年11月見(jiàn)聚,2003年5月以后,該井含水急速上升,由52%上升到80%,日產(chǎn)油也由40t下降到9.2t左右,見(jiàn)聚濃度為150～370mg/L。經(jīng)分析是由C126-7-X5與C126-6-5注聚井對(duì)其影響所致。2003年8月對(duì)該井采用活性陽(yáng)離子封竄技術(shù)進(jìn)行了施工,注入封堵劑210m3。施工前日產(chǎn)液32.2m3,日產(chǎn)油6.9m3,含水78.6%,見(jiàn)聚濃度363mg/L;施工后日產(chǎn)液36.9m3,日產(chǎn)油21.0m3,含水48.8%,見(jiàn)聚濃度下降為84mg/L,累計(jì)增油1692t,見(jiàn)到明顯效果。3封堵聚合物竄流(1)室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明,活性陽(yáng)離子聚合物封堵竄聚技術(shù)可作為飛雁灘油田注