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文南油田纳米树脂凝胶调驱技术的研究与应用

作者:未知

  摘 要:为改善油田开发效果,满足文南油田高压低渗油藏的需要,本文提出采用纳米树脂凝胶调驱技术,对油田使用的调驱技术进行研究与改善,以满足油田开发技术要求。
  关键词:高压低渗油藏;调驱技术
  1 主要概况及问题
  文南油田属于高温、高压、低渗油藏,为改善油田开发效果,近年来我厂研究改进了纳米凝胶调驱技术、聚合物高效复合调驱技术、含油污泥调驱技术等,特点表现为注入简单、驻留性好、有效期长等优点,优化了现场施工工艺及现场施工参数设计,同时制定完善了行之有效的调驱管理制度。但由于油藏条件的复杂性,对于高渗层大孔道的调驱井,调驱剂驻留困难,在一些严重的非均质油藏,调剖后注入水会很快绕过封堵区,继续沿着高渗流孔道窜进;注入压力上升缓慢,封堵性能差,增油效果差。
  2 主要技术研究
  为解决高渗层大孔道井调驱效果差,波及面积小,见效时间短的问题,研究了纳米树脂凝胶调驱技术。纳米树脂凝胶是一种活性、可溶性树脂材料,通过多段塞注入实现深部逐级封堵,迫使液流转向,扩大波及面积,提高采收率。具有良好的机械稳定性、耐冲刷性、抗温性和耐盐性。适用于非均质较强的中高渗砂岩油层及裂缝油层。
  2.1 纳米树脂凝胶调驱剂的合成
  采用反相微乳液聚合合成了具有有机和无机双网络结构的高强度高耐温聚合物纳米树脂凝胶调驱剂,反相微乳液具有分散相(水相)比较均匀,大小在5~200nm之间;液滴小,呈透明或半透明状;具有很低的界面张力,能发生自动乳化;处于热力学稳定状态,离心沉降不分层;在一定范围内,可与水或有机溶剂互溶。
  2.2 加入交联剂增加纳米树脂的强度及抗剪切性能
  随着交联剂的增加,纳米树脂调驱剂的吸水速率、吸盐率、pH响应性和吸水膨胀性均呈现降低趋势,凝胶强度、耐温性和抗剪切性却呈现增大的趋势。当化学交联剂用量为0.2-0.4%时,平衡吸水率达83-125g/g,当化学交联剂用量为0.6%时,聚合物纳米微球调驱剂的凝胶强度高达13.56Pa.s,耐温性达120℃。
  2.3 加入衣康酸和丙烯酰胺,增加吸水率、耐盐性
  随着衣康酸和丙烯酰胺质量比的增加,纳米树脂调驱剂的吸水速率、吸盐率和pH响应性均呈现先增加后减小的趋势。当衣康酸和丙烯酰胺质量比为15:85时聚合物纳米微球调驱剂吸水率最大,pH响应性最明显;当衣康酸和丙烯酰胺质量比为20:80时,聚合物纳米微球调驱剂吸盐率最大。
  2.4 加入锂皂石增加纳米树脂在地层的成胶速度及耐温性能
  随着锂皂石含量的增加,纳米树脂调驱剂的吸水速率、吸盐率、pH响应性和吸水膨胀性均呈现降低趋势。凝胶强度、耐温性和抗剪切性却呈现增大的趋势。当锂皂石含量为1%,聚合物纳米微球调驱剂的凝胶强度高达9.1Pa.s,耐温性达120℃。
  3 性能评价实验
  3.1 耐温抗盐稳定性实验
  用3%的调驱剂分别与清水和文南油田注入水混合形成凝胶,(油田水矿化度在9万mg/L),经过12天的观察,清水混合后成絮状,流动性好。而与油田高矿化度水混合后成胶迅速,凝胶性能稳定强度基本不变,适合文南油藏的特性。通过室内实验,纳米树脂凝胶颗粒在矿化度4.5万以上的环境中,呈现较好的胶结性,具有很好的封堵效果,改变液流方向。
  3.2 耐沖刷性实验
  选取初始渗透率为8799mD和11048mD的两个岩心柱,分别注入4个调驱剂段塞,注入总量为1PV,直到最后一个段塞水驱稳定后,逐级提高注入速度,长时间注水冲刷。通过实验观察调驱剂耐冲刷情况,结构表面纳米树脂调驱剂与多孔介质骨架表面形成的吸附堵塞有良好的耐冲刷性。
  4 应用效果
  典型井例:文79-**水井调驱。该井组水驱存在的主要问题一是厚层的非均质性差异大,大大降低了水驱油效率;二是层间的非均质性差异大,导致二类层无法启动。本次调驱层为S2下1-3,2987.0-3072.0m,共计16.4m/5n。
  2014年4月对该井进行二次调驱,本次调驱采用纳米凝胶复合调驱技术,利用纳米凝胶强度大,成胶迅速、耐冲刷的特点,在后置段塞注入高浓度纳米溶液进行封口,确保封堵的高渗层不被突破。累计注入凝胶颗粒10.6吨,施工后期注入纳米凝胶树脂颗粒调驱剂11.5吨。纳米溶液注入过程分三个阶段,每个阶段注入溶液100方,浓度1.5%-4.5%逐渐上升,再由注入水顶入地层,关井10天进行反应后再注入下个段塞。2014年11月施工完毕,合计注入混合溶液3760方,注入压力由14MPa上升至28MPa。转入正常注水后压力仍然稳定在27MPa,与第一次调驱对比,少用凝胶颗粒18.4吨,对应油井5月份见到调驱效果,累计增油430.5吨。2017年5月对该井进行三次调驱,累计注入混合溶液3760方,纳米凝胶树脂颗粒调驱剂11.2吨。对应油井6月份见到调驱效果,共累计增油255吨。
  5 结论与认识
  纳米树脂凝胶调驱剂具有强度高、成交快、抗剪切性能强,耐温耐盐等特点,能够较好地解决高渗层大孔道的调驱井调驱剂驻留困难,封堵效果不理想的问题,具有较好的推广价值。
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