渤海中低溫油藏調(diào)剖體系篩選評(píng)價(jià)研究

徐浩，華科良，王宏申，陳斌，蘇延輝，張志軍

渤海中低溫油藏調(diào)剖體系篩選評(píng)價(jià)研究

徐浩，華科良，王宏申，陳斌，蘇延輝，張志軍

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

目前渤海灣部分油田油井含水高于80%，調(diào)剖需求迫切。針對(duì)中高溫油藏條件，調(diào)剖體系較為成熟，但針對(duì)70 ℃以下的中低溫油藏條件調(diào)剖體系并未成熟。因此開展適用于渤海中低溫油藏的調(diào)剖體系的研究則具有重要意義。筆者通過篩選不同類型的成膠體系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，從而篩選出適合中低溫油藏條件的調(diào)剖體系，為渤海灣此類油藏的調(diào)剖體系選擇具有指導(dǎo)意義。

中低溫；調(diào)剖體系；成膠實(shí)驗(yàn)

目前渤海灣部分油田油井含水高于80%，調(diào)剖需求迫切。針對(duì)中高溫油藏條件，調(diào)剖體系較為成熟[1-3]，但針對(duì)70 ℃以下的中低溫油藏條件調(diào)剖體系并未成熟。在此溫度范圍下，凝膠體系易出現(xiàn)不成膠、成膠慢、成膠穩(wěn)定性差等問題，使此類措施技術(shù)應(yīng)用效果差[4-6]。所以篩選適用于渤海中低溫油藏調(diào)剖體系具有深遠(yuǎn)意義[7-9]。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皸l件

針對(duì)中低溫油藏條件，通過配方實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)體系的配伍性及成膠性能，研發(fā)適合目標(biāo)油藏的調(diào)剖體系配方。本文針對(duì)5種不同各類型干粉聚合物，考察了其在中低溫油藏條件下的成膠性能。

實(shí)驗(yàn)溫度：64 ℃，實(shí)驗(yàn)用水：渤海P油田注入水。

表1 注入水水質(zhì)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)藥劑：聚合物：A型耐鹽聚合物、B型耐鹽聚合物、C型聚合物、D型聚合物、E型聚合物。交聯(lián)劑：酚醛交聯(lián)劑、復(fù)合交聯(lián)劑。

2 體系成膠性能實(shí)驗(yàn)

酚醛樹脂是一種常見的應(yīng)用于油田調(diào)剖堵水的環(huán)保交聯(lián)劑。酚醛樹脂可在油藏環(huán)境下與聚丙烯酰胺發(fā)生交聯(lián)作用從而形成凝膠，聚丙烯酰胺的氨基與酚醛樹脂的羥甲基發(fā)生縮聚反應(yīng)可以形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。羥甲基水溶性酚醛樹脂的交聯(lián)性能跟其分子鏈上羥甲基含量的多少密切相關(guān)。通常羥甲基含量越高，通過交聯(lián)作用形成的凝膠強(qiáng)度就會(huì)越大。

酚醛交聯(lián)劑與HPAM交聯(lián)機(jī)理：

圖1 酚醛與HPAM反應(yīng)原理

確定交聯(lián)體系成膠時(shí)間以及成膠強(qiáng)度的方法主要有視強(qiáng)度法和黏度法[10]，本文測(cè)定成膠黏度時(shí)采用黏度法，以此測(cè)定不同時(shí)間下體系的成膠黏度。

主要步驟如下：

將聚合物用注入水配制成目標(biāo)濃度熟化后，分別加入相應(yīng)濃度的交聯(lián)劑，攪拌混合均勻后裝入藍(lán)口瓶，靜置于64 ℃恒溫烘箱中，按不同時(shí)間取出后，用黏度計(jì)測(cè)量成膠體系的黏度。

2.1 A型耐鹽聚合物凝膠體系

2.1.1 A型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)體系

采用A型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系，A型耐鹽聚合物質(zhì)量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯(lián)劑濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系成膠時(shí)間及檢測(cè)結(jié)果如表1。

表1 A型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)劑成膠結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，A型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為3～10 d，低濃度下容易破膠，成膠后≤40 000 mPa·s，現(xiàn)場實(shí)施過程中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。

2.1.2 A型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)體系

采用A型耐鹽聚合物配制復(fù)合交聯(lián)體系，A型耐鹽聚合物濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復(fù)合交聯(lián)劑濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，共設(shè)置10組實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系的成膠時(shí)間和強(qiáng)度總結(jié)見表2。

表2 A型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)劑成膠結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，A型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為1～5 d，成膠后較大，并且穩(wěn)定性較好，符合現(xiàn)場實(shí)施要求。

2.2 B型耐鹽聚合物凝膠體系

2.2.1 B型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)體系

采用B型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系，B型耐鹽聚合物質(zhì)量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯(lián)劑質(zhì)量濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系成膠時(shí)間及檢測(cè)結(jié)果如表3。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，B型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系在低濃度下不成膠，高濃度下成膠時(shí)間為4～8 d，成膠后較低，現(xiàn)場實(shí)施過程中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。

表3 B型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)劑成膠結(jié)果

2.2.2 B型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)體系

采用B型耐鹽聚合物配制復(fù)合交聯(lián)體系，B型耐鹽聚合物質(zhì)量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復(fù)合交聯(lián)劑質(zhì)量濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，共設(shè)置10組實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系的成膠時(shí)間和強(qiáng)度總結(jié)見表4。

表4 B型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)劑成膠結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，B型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為3～8 d，但成膠后≤40 000 mPa·s，現(xiàn)場實(shí)施過程中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。

2.3 C型耐鹽聚合物凝膠體系

2.3.1 C型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)體系

采用C型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系，C型耐鹽聚合物質(zhì)量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯(lián)劑質(zhì)量濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系成膠時(shí)間及檢測(cè)結(jié)果如表5。

表5 C型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)劑成膠結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，C型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為4～8 d，低濃度下容易破膠，成膠后≤10 000 mPa·s，現(xiàn)場實(shí)施過程中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。

2.3.2 C型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)體系

采用C型耐鹽聚合物配制復(fù)合交聯(lián)體系，C型耐鹽聚合物質(zhì)量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復(fù)合交聯(lián)劑質(zhì)量濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，共設(shè)置10組實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系的成膠時(shí)間和強(qiáng)度總結(jié)見表6。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，C型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為3～8 d，但成膠后≤15 000 mPa·s，現(xiàn)場實(shí)施過程中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。

表6 C型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)劑成膠結(jié)果

2.4 D型耐鹽聚合物凝膠體系

2.4.1 D型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)體系

采用D型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系，D型耐鹽聚合物濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯(lián)劑質(zhì)量濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系成膠時(shí)間及檢測(cè)結(jié)果如表7。

表7 D型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)劑成膠結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，D型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為2～7 d，低濃度下容易破膠，成膠后≤30 000 mPa·s，現(xiàn)場實(shí)施過程中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。

2.4.2 D型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)體系

采用D型耐鹽聚合物配制復(fù)合交聯(lián)體系，D型耐鹽聚合物質(zhì)量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復(fù)合交聯(lián)劑質(zhì)量濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，共設(shè)置10組實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系的成膠時(shí)間和強(qiáng)度總結(jié)見表8。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，D型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為2～6 d，成膠后較大，并且穩(wěn)定性較好，符合現(xiàn)場實(shí)施要求。

表8 D型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)劑成膠結(jié)果

2.5 E型耐鹽聚合物凝膠體系

2.5.1 E型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)體系

采用E型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系，E型耐鹽聚合物質(zhì)量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯(lián)劑質(zhì)量濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系成膠時(shí)間及檢測(cè)結(jié)果如表9。

表9 E型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)劑成膠結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，E型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為4～8 d，低濃度下容易破膠，成膠后≤8 000 mPa·s，現(xiàn)場實(shí)施過程中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。

2.5.2 E型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)體系

采用E型耐鹽聚合物配制復(fù)合交聯(lián)體系，E型耐鹽聚合物質(zhì)量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復(fù)合交聯(lián)劑質(zhì)量濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，設(shè)置10組實(shí)驗(yàn)，持續(xù)觀察50 d，體系的成膠時(shí)間和強(qiáng)度總結(jié)見表10。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，C型耐鹽聚合物配制酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為3～8 d，但成膠后≤20 000 mPa·s，實(shí)施中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。

表10 E型耐鹽聚合物復(fù)合交聯(lián)劑成膠結(jié)果

3 結(jié)論及展望

1）A、B、C、D、E型耐鹽聚合物酚醛交聯(lián)體系成膠時(shí)間為3～10 d，低濃度下容易破膠，現(xiàn)場實(shí)施過程中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。因此此種酚醛凝膠體系不適用于渤海P中低溫油藏條件。

2）B、C、E型耐鹽聚合物配制復(fù)合交聯(lián)體系成膠時(shí)間為3～8天，但成膠后≤40 000 mPa·s，現(xiàn)場實(shí)施過程中易出現(xiàn)成膠慢，不成膠的問題。A、D型耐鹽聚合物配制復(fù)合交聯(lián)體系成膠時(shí)間為1～6 d，成膠后較大，并且穩(wěn)定性較好，符合現(xiàn)場實(shí)施要求，適用于渤海P中低溫油藏條件。

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Screening and Evaluation of Profile Control System for Medium and Low Temperature Reservoirs in Bohai Sea

,,,,,

（CNOOC EnerTech Drilling & Production Co., Tianjin 300452, China）

At present, the water cut of some oil wells in Bohai Bay is higher than 80%, and the demand for profile control is urgent. For medium and high temperature reservoir conditions, the profile control system is relatively mature, but for medium and low temperature reservoir conditions below 70 ℃, the profile control system is not mature. Therefore, it is of great significance to study the profile control system suitable for medium and low temperature reservoirs in Bohai Sea. By screening different types of gel-forming systems for experimental evaluation, a profile control system suitable for medium and low temperature reservoir conditions was determined, having guiding significance for the selection of profile control system for such reservoirs in Bohai Bay.

Medium and low temperature; Profile control system; Gelation experiment

TE357.4

A

1004-0935（2022）02-0178-04

中海油能源發(fā)展科技項(xiàng)目，納米強(qiáng)化采油技術(shù)研究與應(yīng)用（項(xiàng)目編號(hào)：HFZDZX-GJ2021-01-02）。

2021-11-08

徐浩（1989-），男，河北省滄州市人，中級(jí)工程師，碩士，2015年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）油氣田開發(fā)工程專業(yè)，研究方向：提高采收率技術(shù)。>