注水井復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)規(guī)律性研究

聞晶

摘 要：歡西油田經(jīng)過(guò)三十多年開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，已處于"高含水、高采出程度"開(kāi)發(fā)階段。注采失衡矛盾突出，非均質(zhì)程度嚴(yán)重，注水低效無(wú)效循環(huán)，已成為制約水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果和產(chǎn)量穩(wěn)定的重要因素。以提高注水波及體積為目的的注水井復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)，已發(fā)展成為水井主體治理措施之一，在改善水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果方面發(fā)揮重要作用。通過(guò)多年的理論研究與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，結(jié)合國(guó)內(nèi)外調(diào)驅(qū)現(xiàn)狀，利用科學(xué)先進(jìn)的方法，進(jìn)行規(guī)律性研究，總結(jié)出適合我廠(chǎng)各區(qū)塊特點(diǎn)的調(diào)驅(qū)藥劑配方體系、選井條件、現(xiàn)場(chǎng)施工參數(shù)，為注水區(qū)塊整體深部復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，為注水開(kāi)發(fā)油田的后期挖潛探索了有效途徑。

關(guān)鍵詞：復(fù)合調(diào)驅(qū)；調(diào)驅(qū)機(jī)理；規(guī)律性研究；應(yīng)用效果

1、調(diào)驅(qū)作用機(jī)理

調(diào)驅(qū)技術(shù)是一種以實(shí)現(xiàn)流體在油層深部轉(zhuǎn)向?yàn)橹鞯墓に嚧胧?，其目的主要是?shí)現(xiàn)流體在油層深部的轉(zhuǎn)向，即調(diào)驅(qū)作用 。

我們所選用的復(fù)合調(diào)驅(qū)劑主要由弱凝膠、預(yù)交聯(lián)顆粒、納米微球等組成。其主要作用機(jī)理就是弱凝膠與預(yù)交聯(lián)顆粒在地層條件下，利用弱凝膠及預(yù)交聯(lián)顆粒水化膨脹后所形成的復(fù)合凝膠，封堵大的水流通道，使注入水進(jìn)入中低滲透層，迫使液流改向，降低流度比，擴(kuò)大注入水的波及體積，提高區(qū)塊開(kāi)發(fā)效果。

2、復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)分類(lèi)

2.1. 弱凝膠作用機(jī)理

弱凝膠是由低質(zhì)量濃度的聚合物和交聯(lián)劑通過(guò)分子間交聯(lián)形成。一般選擇HPAM作為交聯(lián)主劑，質(zhì)量濃度為800-3000 mg/L。交聯(lián)劑主要有樹(shù)脂、二醛和多價(jià)金屬離子等，美國(guó)使用最多的是醋酸鉻、檸檬酸鋁和乙二醛，我國(guó)應(yīng)用較多的為酚醛樹(shù)脂預(yù)聚體、醋酸鉻、乳酸鉻、檸檬酸鋁等，形成的凝膠強(qiáng)度通常在0.1-2.5 Pa，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用則根據(jù)地層及生產(chǎn)狀況選擇凝膠強(qiáng)度。。

2.2預(yù)交聯(lián)顆粒作用機(jī)理

預(yù)交聯(lián)顆粒調(diào)剖是近年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)，主要是針對(duì)非均質(zhì)性強(qiáng)、高含水、大孔道發(fā)育的油田改善水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果而研發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)。它是利用交聯(lián)劑、支撐劑、聚合物單體、引發(fā)劑，經(jīng)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生成的既具有柔韌性又具有很高強(qiáng)度和耐溫性能的一種調(diào)剖劑。體膨顆粒遇油體積不變而吸水體膨變軟（但不溶解），在外力作用下可發(fā)生變形運(yùn)移到地層深部，在高滲層或大孔道中產(chǎn)生流動(dòng)阻力，使后續(xù)注入水分流轉(zhuǎn)向，有效改變地層深部長(zhǎng)期水驅(qū)而形成定勢(shì)的壓力場(chǎng)和流線(xiàn)場(chǎng)， 達(dá)到實(shí)現(xiàn)復(fù)合調(diào)驅(qū)、提高波及體積、改善水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果的目的。

2.3納米微球作用機(jī)理

利用納米微球水化膨脹堵塞封堵和吸附封堵地層孔喉。在注入初期，由于微球的原始尺寸只有納米級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地層孔喉的微米級(jí)尺寸，因此可以順利地隨著注入水進(jìn)入到地層深部，隨著注入時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，微球不斷水化膨脹，直到膨脹到最大體積后，依靠架橋作用在地層孔喉處進(jìn)行堵塞，從而實(shí)現(xiàn)注入水微觀(guān)改向。由于微球是一個(gè)彈性球體，在一定壓力下會(huì)突破，逐級(jí)逐步液流改向，最大限度提高注入液的波及體積。

3、復(fù)合調(diào)驅(qū)配方參數(shù)選擇

3.1弱凝膠調(diào)驅(qū)劑

通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)出弱凝膠現(xiàn)場(chǎng)使用最佳參數(shù)范圍：主劑HPAM分子量：1500-2500萬(wàn)；交聯(lián)劑為：NMSL；合理PH值范圍應(yīng)控制在：4-7；成膠時(shí)間：50℃時(shí)成膠時(shí)間為8-10小時(shí)，可以保證現(xiàn)場(chǎng)施工安全。

3.2預(yù)交聯(lián)顆粒調(diào)剖劑

通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)出預(yù)交聯(lián)顆粒現(xiàn)場(chǎng)使用最佳參數(shù)范圍：顆粒粒徑3-5mm；抗壓強(qiáng)度為1.2-1.5MPa；膨脹倍數(shù)為15-19倍。

3.3納米微球調(diào)剖劑

通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)出納米微球現(xiàn)場(chǎng)使用最佳參數(shù)范圍：微球大小 2.8-40μm；膨脹性3-40倍；耐溫0-120℃；耐礦化度小于8000mg/L。

4、規(guī)律性研究

4.1形成了各區(qū)塊完善的調(diào)驅(qū)體系

首先收集各注水區(qū)塊的油水井動(dòng)靜態(tài)資料，分析評(píng)判對(duì)水驅(qū)有重大影響的因素，然后用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)所選因素進(jìn)行優(yōu)選，確定關(guān)鍵參數(shù)，建立完善的調(diào)驅(qū)體系。

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表來(lái)安排與分析多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法。它是由試驗(yàn)因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)的，通過(guò)對(duì)這部分試驗(yàn)結(jié)果的分析了解全面試驗(yàn)的情況，找出最優(yōu)的水平組合。

4.2運(yùn)用FD決策技術(shù)，評(píng)價(jià)各區(qū)塊適合調(diào)驅(qū)井組

FD值越小，存在高滲透條帶及大孔道的可能性越大。經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)50口注水井的井口壓降曲線(xiàn)及計(jì)算FD充滿(mǎn)度，篩選出22口FD值小于該塊平均值的井，實(shí)施調(diào)驅(qū)措施。

各區(qū)塊調(diào)驅(qū)井組FD值規(guī)律性：

錦16塊：FD充滿(mǎn)度值范圍：0.18-0.50；平均值為：0.31；調(diào)驅(qū)井FD≤0.31

錦99塊：FD充滿(mǎn)度值范圍：0.20-0.52；平均值為：0.36 ；調(diào)驅(qū)井FD≤0.36

錦98塊：FD充滿(mǎn)度值范圍：0.28-0.56；平均值為：0.41； 調(diào)驅(qū)井FD≤0.41

4.3用充滿(mǎn)度理論指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)調(diào)控

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中，隨時(shí)測(cè)試井口壓降曲線(xiàn)，計(jì)算充滿(mǎn)度，利用調(diào)驅(qū)充分程度判別方法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)高滲帶及大孔道的封堵情況，適時(shí)的調(diào)整注入速度、調(diào)控注入壓力，在每個(gè)段塞的注入過(guò)程中或結(jié)束后，決定是否采取段塞式候凝方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工參數(shù)的合理調(diào)控。根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，優(yōu)化出各區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)施工參數(shù)。

錦16塊：注入速度：5-8m3/h；注入壓力：≤正常注水壓力的70%；完井后燜井時(shí)間：7d

錦99塊：注入速度：5-6m3/h；注入壓力：≤正常注水壓力的80%；完井后燜井時(shí)間：5d

錦98塊：注入速度：5-6m3/h；注入壓力：≤正常注水壓力的80%；完井后燜井時(shí)間：3d

5、 結(jié)論

通過(guò)多年的理論研究與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，結(jié)合國(guó)內(nèi)外調(diào)驅(qū)現(xiàn)狀，利用科學(xué)先進(jìn)的方法，進(jìn)行規(guī)律性研究，總結(jié)出適合我廠(chǎng)各區(qū)塊特點(diǎn)的調(diào)驅(qū)藥劑配方體系、選井條件、現(xiàn)場(chǎng)施工參數(shù)，為我廠(chǎng)注水區(qū)塊整體深部復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，為注水開(kāi)發(fā)油田的后期挖潛探索了有效途徑。

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