凝膠顆粒調(diào)驅(qū)工藝技術(shù)715

1、一、凝膠顆粒調(diào)驅(qū)技術(shù)機(jī)理二、凝膠顆粒性能評(píng)價(jià)（一）凝膠顆粒的基本特征（二）顆粒的膨脹倍數(shù)評(píng)價(jià)（三）膨脹速度（四）耐沖刷能力評(píng)價(jià)（五）凝膠顆粒的粘彈性（六）PH值影響（七）礦化度的影響三、凝膠顆粒工藝技術(shù)（一）選井原則（二）施工工藝（三）施工步驟四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用五、效果分析（一）效果分析（二）典型井例（三）經(jīng)濟(jì)效益六、認(rèn)識(shí)與建議一、凝膠顆粒調(diào)驅(qū)技術(shù)機(jī)理為解決預(yù)交聯(lián)硬顆粒破碎后(如泵的剪切、炮眼的剪切等)，易沿油層大孔道產(chǎn)出的 問題，以及提高預(yù)交聯(lián)顆粒段塞的整體運(yùn)移性能，針對(duì)文、衛(wèi)、馬油田砂巖油藏滲透率 高、孔隙大的特點(diǎn)，我們應(yīng)用了耐溫抗鹽凝膠新型顆粒調(diào)驅(qū)劑，它是一種具有多種吸水 性官能團(tuán)的耐溫、抗鹽

2、型超強(qiáng)吸水樹脂，主要由陰離子單體、非離子單體、陽離子單體、 無機(jī)溶膠、表面活性劑等在引發(fā)劑、交聯(lián)劑存在下采用聚合、交聯(lián)、共混同步合成，經(jīng) 洗滌、造粒、烘干、粉碎、篩分等工藝過程加工而成。當(dāng)凝膠顆粒與水接觸時(shí)，水分子 進(jìn)入凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)與親水基團(tuán)作用產(chǎn)生氫鍵，形成較強(qiáng)的親和力，同時(shí)，具有空間網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠體各交聯(lián)點(diǎn)之間的分子鏈因吸入水分子而由無規(guī)蜷曲狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)， 并產(chǎn)生內(nèi)聚力，當(dāng)這種作用力達(dá)到相對(duì)平衡時(shí)，吸水膨脹達(dá)到飽和狀態(tài)。凝膠顆粒調(diào)驅(qū)機(jī)理是將凝膠顆粒調(diào)剖劑注入地層，由于滲透率差異和微裂縫存在，調(diào) 剖劑優(yōu)先進(jìn)入高滲透層和裂縫地帶，在地層溫度條件下，生成凝膠，形成低滲透屏障，增大 滲流阻

3、力，控制主要吸水層的吸水能力，使注入水進(jìn)入中、低吸水層，實(shí)現(xiàn)油藏平面矛盾和 縱向?qū)娱g矛盾的調(diào)整(即調(diào)整注水剖面),增大注水波及系數(shù)，提高注入水利用率，控制油 井含水上升，改善驅(qū)油效果，提高油田最終采收率。凝膠顆粒調(diào)驅(qū)技術(shù)它克服了預(yù)交聯(lián)硬顆粒不足，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)調(diào)剖效果明顯，凝膠顆粒具有的以下優(yōu)點(diǎn)：(1)凝膠顆粒屬地面交聯(lián)產(chǎn)物，解決了常規(guī)地下交聯(lián)調(diào)剖劑進(jìn)入地層后，因稀釋、降 解、吸咐等各種復(fù)雜原因造成的不成膠問題；并且該技術(shù)配制簡單，施工方便，無毒安全。(2)凝膠軟顆粒具有良好的運(yùn)移能力，在多孔介質(zhì)中表現(xiàn)出“變形蟲”特征。和硬 性顆粒相比，這種可動(dòng)性有利于擴(kuò)大顆粒的侵入及作用范圍。(3)該調(diào)驅(qū)劑具

4、有較好的選擇進(jìn)入能力，可減少對(duì)非目的層的傷害，并且調(diào)驅(qū)劑顆粒柔順性好，有利于擴(kuò)大調(diào)驅(qū)劑作用范圍，起到調(diào)驅(qū)和驅(qū)油的作用（4）設(shè)計(jì)合適的濃度和顆粒大小及注入方式，該調(diào)驅(qū)劑可對(duì)大孔道和裂縫性油藏進(jìn)行深部處理。膨脹后的顆粒具有一定的彈性、強(qiáng)度和保水功能，在調(diào)驅(qū)上具有抗溫抗鹽性能好、配制簡單、施工方便、對(duì)非目的層污染少等優(yōu)點(diǎn)。二、凝膠顆粒性能評(píng)價(jià)（一）凝膠顆粒的基本特征為了滿足現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究需要，合成了8種性能不同的凝膠顆粒，室內(nèi)考察了這8種凝膠顆粒的性能，見表1。實(shí)驗(yàn)中主要選擇較具有代表性的 4#軟顆粒和3#硬顆粒。表1凝膠顆粒基本特征顆粒類號(hào)凝膠強(qiáng)度*膨脹時(shí)間25oC膨脹倍數(shù)穩(wěn)定性120oC60

5、oC70oC80oC90oC1#G1040465060>122#G1026375455>123#G180607890100>124#D8074P 95150150125#D140526590100126# 1F2517r 24P 5055>127#gt;128#G8031:36r 4550r >12備注恒溫7恒溫7天恒溫10天恒溫10*按.Sydansk衡量方法來評(píng)價(jià)凝膠強(qiáng)度 ：A中等流動(dòng)凝膠;F 一高變形非流動(dòng)凝 膠；G中等變型非流動(dòng)凝膠.（二）顆粒的膨脹倍數(shù)評(píng)價(jià)可以從表1中清楚地看出，隨著溫度的升高，顆粒的吸水能力增強(qiáng)，膨脹倍數(shù)增大。

6、 同時(shí)圖1給出了鹽離子濃度對(duì)顆粒膨脹倍數(shù)的影響。鹽離子的存在對(duì)顆粒的膨脹倍數(shù)有 較大的影響：在低鹽濃度區(qū)，顆粒的膨脹倍數(shù)隨著鹽濃度的增加而降低，50000mg/l的鹽 離子便可使顆粒的膨脹倍數(shù)從 200倍下降到50倍。但鹽離子的濃度超過一定值后顆粒的 膨脹倍數(shù)不隨鹽濃度而變，鹽離子濃度的大小對(duì)顆粒膨脹倍數(shù)影響趨于平穩(wěn)。圖1含鹽濃度對(duì)顆粒膨脹的影響2500 11>050100150200250含鹽量的濃度(NaCl mg/l)（三）膨脹速度膨脹速度是衡量顆粒性能的一個(gè)重要標(biāo)志，一般來說，作業(yè)措施目的不同對(duì)膨脹速 度的要求也不一致，如進(jìn)行堵水或者淺調(diào)作業(yè)，選擇膨脹速度較慢的顆粒較為合適，在

7、顆粒未完全膨脹之前將顆粒注入到目的層，這有利于顆粒的封堵，如進(jìn)行深調(diào)作業(yè)，則 應(yīng)選擇膨脹速度較快的顆粒，在顆粒完全膨脹后將顆粒注入到地層，有利于顆粒在裂縫 或高滲透帶內(nèi)運(yùn)移。顆粒的膨脹速度主要受配制水中含鹽量和溫度的影響，在鹽水中的膨脹速度得到大 大延緩，見圖2。-量水吸膠干克每圖2顆粒凝膠的膨脹速度o o o o nV O 0 8 6 4 2O10時(shí)間（小時(shí)）（四）耐沖刷能力評(píng)價(jià)用堵劑堵塞率與驅(qū)替孔隙體積倍數(shù)的關(guān)系曲線來表示耐沖刷能力。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制 曲線見圖3。由圖3可見，曲線隨孔隙體積倍數(shù)增加而平緩下降，表明堵劑耐沖刷能力強(qiáng)圖3巖心沖刷試驗(yàn)曲線顆粒的粘彈性顆粒吸水膨脹后具有顯著的的粘彈性

8、，同時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)的橡膠粘彈特性。采用流變儀在特定條件下對(duì)粘彈體進(jìn)行評(píng)價(jià)。主要考察吸水膨脹后凝膠的屈服應(yīng)力和斷裂應(yīng)力等。吸水膨脹的顆粒在不同恒定剪切速率作用下， 通常會(huì)表現(xiàn)出不同的屈服和斷裂特性。粘彈體的屈服和斷裂可以表征出凝膠體的韌性和脆性大小。制備交聯(lián)劑和主劑濃度不同的樣品三份，切取厚度為的試樣樣品各一份，在小帶齒平板測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件為：間距，剪切速率。測(cè)試結(jié)果見圖 4, a圖為主劑濃度不同的凝膠體，b圖為交聯(lián) 劑較低的凝膠體系。圖4不同凝膠的屈服/斷裂應(yīng)力曲線40003000(2000M 1000/2bz100200300剪切時(shí)間(s)力 應(yīng)(a) 主劑濃度不同的凝膠體(b)交

9、聯(lián)劑較低的凝膠體系顯然，主劑濃度控制凝膠強(qiáng)度即斷裂應(yīng)力，材料沒有明顯的屈服，當(dāng)應(yīng)變達(dá)到極限 后即迅速斷裂；交聯(lián)劑較低的情況下，凝膠強(qiáng)度較弱，但韌性較好，出現(xiàn)明顯的屈服和 斷裂兩個(gè)過程，并且斷裂應(yīng)變要大得多。（六）PH值影響堵調(diào)劑在PH值大于9的強(qiáng)堿條件下，成膠時(shí)間縮短，但凝結(jié)體強(qiáng)度要減小；在 PH 值小于6的條件下，酸可與堵劑中的鈣反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡，從而影響了堵劑性能。該封堵 劑的漿液本身的PH值在之間，所以在使用時(shí)不需要調(diào)節(jié) PH值。（七）礦化度的影響在恒溫90c條件下，在清水和礦化度為x 104mg/L的地層水中浸泡堵劑，定時(shí)取出 觀察并且測(cè)定堵劑的封堵率與礦化度關(guān)系如如圖 5。從圖5中可以

10、看出，堵劑在地層水中 浸泡滲透率基本不變，因此封堵強(qiáng)度不受礦化度的影響。圖5礦化度對(duì)封堵率的影響100 f80 -封堵60 一率40 -%20 0 '1J'1J'1J1135812151924303540礦化度mg/L三、凝膠顆粒調(diào)驅(qū)工藝技術(shù)（一） 選井原則1、油井含油飽和度高，剩余油潛力大，油井產(chǎn)液量大于15n3/d ;2、油井含水達(dá)95%,油藏溫度40-150 C,含水率一般大于85%3、出水層封堵后，在現(xiàn)有技術(shù)條件下能動(dòng)用差層的；4、井況較好，無套損、套變的井。5、地層非均質(zhì)性嚴(yán)重，縱向滲透率級(jí)差大，存在強(qiáng)吸水層，層間矛盾突出的非均質(zhì)油藏;（二） 施工工藝1、施工

11、參數(shù)1）、施工壓力優(yōu)選施工壓力可有效防止非目的層污染。注入前進(jìn)行系統(tǒng)試井測(cè)指示曲線，確定各層啟動(dòng)壓力當(dāng)注水量在一定范圍內(nèi)逐漸增加時(shí) ，注水量與壓力的二維曲線為一條斜直線， 當(dāng)注水量繼續(xù)增大后（一般遠(yuǎn)大于正常注水量）,出現(xiàn)較為明顯的拐點(diǎn)。根據(jù)試井曲線分 析，折線的出現(xiàn)是因?yàn)橛行聦踊蛐×芽p開始吸水，即低滲區(qū)域開始吸水。利用拐點(diǎn)壓力值, 確定各層啟動(dòng)壓力，然后根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的注入壓力。為合理地控制施工參數(shù)，提高調(diào)剖效果，在調(diào)剖現(xiàn)場(chǎng)施工中配備了專用調(diào)堵混配裝 置和注入設(shè)備，應(yīng)用該設(shè)備，可以控制低排量注入，達(dá)到控制施工爬坡壓力，使堵劑能夠 在低滲透率地層啟動(dòng)壓力以下，即在不啟動(dòng)低滲層的情況下，使堵

12、劑進(jìn)入高滲層，從而減 少和避免層間污染。并且該設(shè)備保證了施工的連續(xù)性 ，降低了施工費(fèi)用，對(duì)提高調(diào)剖效果 和經(jīng)濟(jì)效益起到了積極的作用。2）、調(diào)剖劑顆粒粒徑選擇為了合理選擇適應(yīng)文、衛(wèi)、馬油田顆粒調(diào)剖劑的粒徑，采用現(xiàn)場(chǎng)試注方法求出不同區(qū) 塊的顆粒粒徑與注入壓力關(guān)系，確定顆粒粒徑范圍，對(duì)于每口井再采用此方法進(jìn)行調(diào)整， 根據(jù)此關(guān)系，我們確定適用于衛(wèi)城油田的顆粒調(diào)剖劑粒徑應(yīng)為 45m m,文明寨、馬寨油 田為 8-10 m m o3）、調(diào)剖劑用量優(yōu)選注入不同用量的調(diào)剖劑，其調(diào)剖效果相差很遠(yuǎn)，所以在調(diào)剖施工設(shè)計(jì)時(shí)，總是期望 注入合理的調(diào)剖劑用量，以取得最好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在保證經(jīng)濟(jì)效果的前提下，應(yīng)合理確定

13、調(diào)剖半徑及用量。對(duì)于砂巖油藏的深調(diào)施 工，首先把葉狀驅(qū)油模型簡化成菱形驅(qū)油模型，以方便計(jì)算，參照示蹤劑解釋結(jié)果，利用井 距、有效厚度、水線寬度對(duì)各小層進(jìn)行調(diào)剖劑用量計(jì)算 ，然后將各小層用量疊加，最后用 用量系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，即得該井全井段調(diào)剖所需調(diào)剖劑用量。（計(jì)算公式為：Q總=B 匯Q小層式中：Q總為調(diào)剖劑總用量，m3; B為用量系數(shù)，取值范圍01;為孔隙度，； Q小 層為各小層調(diào)剖劑用量，m3）。2、施工方式根據(jù)注示蹤劑的試驗(yàn)結(jié)果，為避免施工過程中調(diào)剖劑突入對(duì)應(yīng)油井，施工中必須控制 調(diào)剖劑的一次注入量不能過大，因此在注入工藝上采取的是段塞注入方式，即注入一個(gè)較 大段塞后候凝幾天,待前一段調(diào)剖劑在

14、地層中形成具有一定強(qiáng)度的凝膠后再注入下一個(gè) 段塞,如此反復(fù)直至注入結(jié)束。3、施工管柱若分注井層間相對(duì)吸水或滲透率級(jí)差大， 且主吸水層明確，-可采用分層施工，如圖6。施工步驟以圖6中分調(diào)偏1為例簡述如下：調(diào)剖層1）、非調(diào)剖層位（偏2、偏3）投死咀，偏1以下投調(diào)剖密封段；2）、調(diào)剖層位（偏1）投調(diào)剖專用水咀及調(diào)剖密封段；注卜尸汪水層3）、按設(shè)計(jì)要求實(shí)施調(diào)剖及相關(guān)程序；一4）、大排量徹底反洗井4-5個(gè)循環(huán)；一注水層5）、撈出調(diào)剖密封段，按地質(zhì)要求撈水咀后轉(zhuǎn)正常注水。一（三）施工步驟圖61、洗井至進(jìn)出口水質(zhì)一致，地面管線試壓 25MP"滲不漏為合格卡瓦調(diào)剖水咀 調(diào)剖密封段水力錨封1偏2（死）

15、封2偏3（死）分層實(shí)施管柱02、調(diào)驅(qū)劑配制和注入：采用兩個(gè) 12m池子交替配制，交替采用正注方式注入，注 入設(shè)備可選擇調(diào)剖泵或水泥車。3、調(diào)驅(qū)劑注完后清水頂替至地層。4、正常注水。四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用該工藝在馬寨、文明寨、衛(wèi)城油田應(yīng)用 33井次，擠入凝膠軟顆粒調(diào)剖劑 35599m,處理半徑，對(duì)應(yīng)油井累計(jì)增油6207噸，平均井組增油188噸，目前仍繼續(xù)保持了日增油水平30噸的水平，顯示出了良好的增油潛力。五、應(yīng)用效果（一）效果分析1、水井效果對(duì)比凝膠顆粒措施前后啟動(dòng)壓力、注水壓力變化，措施后平均啟動(dòng)壓力上升，注水壓力上升，平均已有效期116天。與預(yù)交聯(lián)顆粒調(diào)剖相比，PI值、啟動(dòng)壓力、注水壓力等主要指標(biāo)變

16、化穩(wěn)中有升，表 明凝膠顆粒調(diào)剖措施可有效擴(kuò)大注入水波及體積，提高注入水波及面積。2、油井效果截止6月底，凝膠顆粒調(diào)驅(qū)共實(shí)施33井次，對(duì)應(yīng)正常生產(chǎn)油井73 口井（重復(fù)對(duì)應(yīng) 油井除外），其中有46 口井見到了增油、降水效果，對(duì)應(yīng)油井見效率 %截止6月底，累 計(jì)增油6207t,平均井組增油188噸，平均有效期160天。（二）經(jīng)濟(jì)效益分析1、投入文、衛(wèi)、馬油田共實(shí)施凝膠顆粒調(diào)剖 33井次。33井次共投入材料費(fèi)、車輛費(fèi) 用共萬元，平均井次費(fèi)用萬元；其中材料費(fèi)用萬元，平均單井材料費(fèi)用萬元，車輛費(fèi)用 萬元，平均井次車輛費(fèi)用萬元。2、產(chǎn)出截止2005年06月底，累計(jì)增油6207噸，降水31035向 增油每噸按1600元計(jì) 算，降水每方按10元計(jì)算，結(jié)果如下：增油：6207X 1600元/噸=萬元降水：31035X 10元/方=萬元合計(jì)：萬元3、階段投入產(chǎn)出比階段投入產(chǎn)出比為：=1:六、認(rèn)識(shí)1、凝膠顆粒體系作為地面交聯(lián)產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)分析了顆粒的基本特征，評(píng)價(jià)了顆