瓦村油區(qū)裸眼井聚合物凝膠深部調(diào)驅(qū)適用性分析

吳東軍，楊文聰，何 澤，張治權

（1.延長油田股份有限公司七里村采油廠，陜西延長 717100；2.延安中石大油氣工程技術服務有限公司，陜西延安 716004）

七里村采油廠瓦村油區(qū)長6儲層埋深較淺，油層壓力低，前期主要依靠自然能量開發(fā)，地層能量虧空嚴重，注水補充地層能量是提高其產(chǎn)能的有效方式[1]；但其儲層基質(zhì)滲透率低、且微裂縫發(fā)育，注水過程中極易發(fā)生水竄，注水開發(fā)矛盾突出[2]；同時，該區(qū)半數(shù)以上油水井采用裸眼完井，開發(fā)過程中采用封隔器等機械堵水工藝成功率低，且施工風險大[3]。

本文結(jié)合瓦村區(qū)塊長6油藏儲層特性，提出一種聚合物弱凝膠深部調(diào)驅(qū)技術[4—5]。該技術體系，初期具有較好的運移能力，在地層內(nèi)可增強水/油流度比，提高中小裂縫中的原油的動用程度；重要的是該體系具有選擇注入性，對基質(zhì)無傷害[6-8]。該技術近幾年在鄂爾多斯盆地裂縫性特低滲油藏進行了上百井次的礦場試驗，取得了顯著的降水增油效果[9-11]。本文利用室內(nèi)實驗對該調(diào)驅(qū)技術在瓦村裸眼井區(qū)的應用進行適應性評價，為聚合物弱凝膠深部調(diào)驅(qū)技術在該類井區(qū)的推廣應用提供技術支撐。

1 實驗部分

1.1 實驗條件

實驗用水：瓦村油區(qū)地層水，CaCl2水型，pH 值7.14，礦化度71 526mg/L。

實驗用油：模擬瓦村地層原油；

巖心：實驗巖心為方形裂縫性巖心，裂縫性巖心由高滲透裂縫通道和致密基巖構(gòu)成，巖心尺寸4.5cm×4.5cm×30cm。

實驗的溫度：29℃；

1.2 設備及藥品

實驗設備：恒溫箱、電子天平、攪拌器、NDJ-1黏度儀、HAAKE 流變儀。

實驗藥品：聚合物、交聯(lián)劑、抗氧化劑等。

1.3 實驗方法

1.3.1 體系配置

利用模擬地層水配制聚合物溶液，老化24h。加入交聯(lián)劑及添加劑，控制聚合物與交聯(lián)劑濃度比為10 ∶1，置于恒溫箱。

1.3.2 實驗過程

（1）聚合物弱凝膠體系性能評價

①體系流變性評價

初配體系用恒速攪拌器在特定轉(zhuǎn)速下剪切3min 后，測試其黏度變化情況；靜置成膠后再次對其進行剪切測試黏度變化。

②體系運移能力評價

將注有濃度與①相同的初始聚合物凝膠的填砂管兩端密封，放入29℃烘箱恒溫，待凝膠在巖心中成膠完成后，定量水驅(qū)測試凝膠在基質(zhì)中的運移能力。

③體系長期穩(wěn)定性評價

成膠后的長期穩(wěn)定性是評價調(diào)控劑性能的一項重要指標，直接影響到調(diào)控的有效期。將聚合物濃度分別為1 500mg/L、2 000mg/L、3 000mg/L，交聯(lián)劑配比相同的交聯(lián)體系，分別裝在10個相同的反應瓶中，定期取樣測試其強度，繪制時間-強度曲線。

（2）聚合物凝膠改善非均質(zhì)驅(qū)油實驗評價

①采用并聯(lián)巖心管，連接實驗裝置，加圍壓，無刺漏即為密封良好；

②巖心稱干重后抽真空；

③巖心飽和地層水，計算孔滲參數(shù)；

④造原始含油飽和度，后水驅(qū)造殘余油；

⑤注入聚合物弱凝膠體系，體系主劑濃度為3 000mg/L，交聯(lián)劑濃度150mg/L，總量為0.3PV，等候體系成膠；

⑥繼續(xù)以0.4mL/min 進行水驅(qū)，至出口含水率98%，記錄驅(qū)油壓力、產(chǎn)液量、產(chǎn)油量。

2 結(jié)果與討論

2.1 聚合物弱凝膠體系性能評價

（1）體系流變性評價

聚合物凝膠調(diào)驅(qū)劑交聯(lián)前受剪切影響評價結(jié)果顯示剪切速率在0～5 000r/min 時體系黏度均會出現(xiàn)下降，最終趨于穩(wěn)定，5 000r/min 剪切條件下體系黏度下降較為明顯；停止剪切后，體系黏度逐漸恢復，最終度可達85%以上。說明該體系具有較好的抗剪切性能。經(jīng)不同速度剪切后的樣品在地層溫度3d時間均能高效成膠；在剪切速率為5 000r/min 條件下，體系成膠效果較差。因此在礦場施工過程中應避免高速泵送。

（2）體系運移能力評價

聚合物弱凝膠調(diào)驅(qū)體系在填砂管中成膠完成后，水驅(qū)壓差隨注入體積的變化見圖1，聚合物凝膠對水驅(qū)壓力梯度具有明顯的提升作用。說明該體系對裂縫性儲層具有較好的封堵作用和驅(qū)油作用。圖1中壓力突變是由于注入水突破填砂管造成的。

圖1 聚合物凝膠體系注入曲線

（3）體系成膠后長期穩(wěn)定性評價

實驗結(jié)果表明，自適應凝膠中的聚合物濃度1 500mg/L、2 000mg/L、3 000mg/L 的調(diào)控劑在29℃條件下能穩(wěn)定1a 以上，不脫水，不破膠，1a 后的損失率在5%以內(nèi)。聚物凝膠體系能滿足長期有效封堵需求。

2.2 聚合物凝膠調(diào)驅(qū)提高非均質(zhì)巖心采收率評價

從表2看出，并聯(lián)巖心實驗注入聚合物凝膠調(diào)驅(qū)劑后水驅(qū)采收率較單純水驅(qū)采收率總有提高，并且注入聚合物凝膠調(diào)驅(qū)劑后雙管巖心的低滲巖心管水驅(qū)采收率大幅提升，間歇式多輪次注入方式下的增油幅度比一次性注入方式下可提高8%。說明聚合物凝膠調(diào)驅(qū)體系有效地發(fā)揮了調(diào)和驅(qū)的作用，一定程度上能改善儲層非均質(zhì)性，促使后續(xù)液流轉(zhuǎn)向[11]，提高低滲區(qū)儲量動用程度，擴大水驅(qū)波及范圍，提高水驅(qū)開發(fā)效率。

表2 不同弱凝膠注入方式下的驅(qū)油結(jié)果

3 結(jié)論與認識

1）實驗室條件下本文提出的凝膠體系對儲層非均質(zhì)驅(qū)油現(xiàn)象具有較好的改善；凝膠體系性能受剪切作用影響較小，但在現(xiàn)場施工應注意應避免高速泵送；聚物凝膠體系能滿足長期有效封堵需求。

2）雙管巖心實驗表明，聚合物凝膠調(diào)驅(qū)體系發(fā)揮調(diào)和驅(qū)兩方面的作用，改善非均質(zhì)驅(qū)油程度，提高了水驅(qū)采油效率；多輪次注入更有利于提高雙管巖心模型低滲巖心的原油動用程度，提高模型的整體水驅(qū)采收率。

3）聚合物弱凝膠體系在瓦村油藏溫度及地層水礦化度下能有效形成交聯(lián)體系，并且體系成膠初期注入性好，成膠后能長期保持穩(wěn)定，封堵性能好，能有效改善儲層非均質(zhì)性，提高低滲區(qū)儲量動用程度，擴大水驅(qū)波及范圍，提高水驅(qū)開發(fā)效率，適用性好。