一種HPAM／酚醛凝膠體系調(diào)剖劑的性能評價及現(xiàn)場應用

朱家杰，曹榮榮 （ 低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室 中石油長慶油田分公司油氣工藝技術研究院，陜西 西安710018）

寇衛(wèi)偉 （中石油長慶油田分公司第十采油廠，甘肅 慶城745100）

交聯(lián)聚合物凝膠調(diào)剖堵水技術在全國各大油田均已廣泛應用，且取得了較好的增油降水效果［1］。交聯(lián)聚合物凝膠由水溶性高分子聚合物水化后在一定條件下與一些高價金屬離子如Cr3＋、Al3＋等或有機基團發(fā)生交聯(lián)而生成的。聚丙烯酰胺類交聯(lián)聚合物凝膠是現(xiàn)階段研究最多、油田運用最廣泛的一類凝膠［2，3］。針對一種HPAM／酚醛凝膠體系的抗鹽性展開了研究，且對其在地層中的封堵能力進行了試驗評價。

1 試驗部分

1.1 試驗藥品及裝置

試驗藥品 聚丙烯酰胺 （HPAM），工業(yè)品；醛交聯(lián)劑，酚交聯(lián)劑，氯化銨，氯化鈉，氯化鈣，分析純。

試驗裝置 Brookfield DV-Ⅲ旋轉(zhuǎn)黏度計；KD-6007FC型精密電子天平；DZKW-D-1電熱恒溫水浴鍋；多功能巖心驅(qū)替裝置 （海安石油機械）。

1.2 地層模擬試驗

凝膠體系配方為：0．18%HPAM＋0．012%酚交聯(lián)劑＋0．1%醛交聯(lián)劑 （配方中百分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)），體系pH值為3．1～3．5，60℃水浴，凝膠的初凝時間9h。

先用NaCl、CaCl2按質(zhì)量比1∶1配制礦化度為5000～500000mg／L的水樣，然后在水樣中分別加入HPAM、酚醛交聯(lián)劑、氯化銨，60℃水浴，成膠后測其黏度。

1.3 凝膠體系巖心驅(qū)替試驗

選取人造巖心，采用驅(qū)替試驗來評價HPAM／酚醛凝膠體系。用模擬地層水溶解HPAM后加入酚醛交聯(lián)劑，然后將巖心置于水中或聚合物溶液中恒溫24h后取出，清洗掉巖心兩端的凝膠，用模擬地層水測定其滲透率［4］。

2 結(jié)果與討論

2.1 聚丙烯酰胺凝膠體系的抗鹽性

凝膠體系分別加入到礦化度為5000～500000mg／L的水樣中，其凝膠黏度如圖1所示。凝膠黏度隨水樣礦化度的增加先下降后趨于穩(wěn)定，礦化度為5000mg／L時，凝膠黏度最大，可達到361．7Pa·s；當?shù)V化度大于10000mg／L后，凝膠黏度在340～350Pa·s范圍內(nèi)波動，基本保持穩(wěn)定。

這主要是由于聚丙烯酰胺上帶的是負電荷，在淡水中聚丙烯酰胺的鏈是完全伸展開的，因而露出更多的交聯(lián)點［4］。隨著水樣礦化度的增加，體系中Na＋和Ca2＋的質(zhì)量濃度上升，抑制了聚合物鏈上羧酸根的離解，使得原來鏈上因同為負電荷相互排斥而較為舒展的聚丙烯酰胺鏈變得蜷曲，分子鏈上的可交聯(lián)點減少，因而凝膠體系的黏度下降。

圖1 不同礦化度下弱凝膠的黏度

2.2 凝膠體系巖心試驗評價

實驗室選取了4塊滲透率差異較大的人造巖心進行巖心驅(qū)替試驗，評價該凝膠體系對不同滲透率巖心的封堵效果 （表1）?？梢钥闯?，擠入聚合物交聯(lián)體系溶液，待溶液成膠后，4塊巖心的滲透率明顯降低。封堵率反映了巖心封堵前后水相滲透率的降低程度，聚合物弱凝膠體系對4塊巖心的封堵率均在70%以上，這表明該凝膠體系可用于不同滲透率地層的調(diào)剖堵水，對均質(zhì)性較差的地層也適用。

表1 凝膠對不同滲透率巖心的封堵率

3 現(xiàn)場應用

2011年在白于山區(qū)塊運用該弱凝膠體系對于57-26井、于57-24井、于55-20井進行了調(diào)剖施工。3口井均為長4＋5油藏開發(fā)井，在對3口井進行調(diào)剖施工后，它們周圍井組中的油井的產(chǎn)油量上升，含水率下降，累計增油158．54t，累計降水209．48m3，調(diào)剖后的增油堵水效果非常明顯 （表2）。這說明該聚合物交聯(lián)凝膠體系在地層中起到了較好的封堵作用。

表2 調(diào)剖后效果統(tǒng)計表

4 結(jié)論

1）HPAM／酚醛凝膠加入礦化度為5000～500000mg／L的水樣中，凝膠黏度隨礦化度的增加先降低后趨于穩(wěn)定，在340～350Pa·s范圍內(nèi)波動。

2）將凝膠體系溶液擠入4塊滲透率不同的巖心，成膠后巖心的水相滲透率明顯降低，封堵率均在70%以上。

3）該凝膠體系應用于白于山區(qū)塊3口井進行調(diào)剖施工，調(diào)剖后增油降水效果顯著，累計增油158．54t，累計降水209．48m3。

［1］唐孝芬，吳奇，劉戈輝，等 ．區(qū)塊整體弱凝膠調(diào)驅(qū)礦場試驗及效果 ［J］．石油學報，2003，24（4）：58～61．

［2］唐孝芬，李紅艷，李玉章，等 ．交聯(lián)聚合物凍膠調(diào)堵劑性能評價指標及方法 ［J］．石油鉆采工藝，2004，26（2）：49～53．

［3］侯萬國，里叢奎，汪廬山，等 ．流變學法研究部分水解聚丙烯酰胺／Cr（Ⅲ）交聯(lián)反應：Ⅰ．濃度的影響 ［J］．化學學報，2002，60（4）：580～584．

［4］張蓉，吳運強，鄭延成 ．延緩HPAM凝膠調(diào)剖封竄劑研究 ［J］．鉆采工藝，2003，26（1）：77～79．