新疆油田六中东区砾岩油藏深部调驱先导试验

2012-09-15江厚顺

特种油气藏 2012年3期

关键词：段塞六中东区

江厚顺，叶翠，才程

(1.长江大学，湖北荆州 434023;2.中油采油采气重点实验室中油勘探开发研究院，北京 100083)

新疆油田六中东区砾岩油藏深部调驱先导试验

江厚顺1，叶翠1，才程2

(1.长江大学，湖北荆州 434023;2.中油采油采气重点实验室中油勘探开发研究院，北京 100083)

新疆油田六中东区砾岩油藏非均质性极强，部分层系存在明显水流优势通道，严重影响注水开发效果。运用油藏数值模拟方法，利用生产动态数据识别了水流优势通道，结合剩余油分布研究，优选了18注28采层系开展深部调驱先导试验，设计了高强度缓膨颗粒、常规体膨颗粒、凝胶等段塞式组合，优化了配方，现场应用增油效果明显，达到了调驱目的，对同类油藏的开发具有实际指导意义。

深部调驱;方案优化;先导试验;砾岩油藏

引言

新疆油田六中东区克下组油藏为克－乌断裂与白碱滩北断裂所夹持形成的三角形断块，主要以冲积扇扇中内带片流沉积为主。六中东区克下组油藏经历了试采试注、高产稳产、递减和二次开发加密调整4个阶段。截至2009年5月，共有注水井77口，采油井95口，区块日产油为273.6 t/d，平均单井日产油为3.6 t/d，年产油为7.2×104t/a，综合含水为64.1%，采出程度为20.2%。

六中东区克下组油藏属冲积－洪积和砾质辫状河流相沉积，其快速堆积的特点，决定了砾岩油藏在平面、剖面，宏观、微观上都具有较强的非均质性。砾岩油藏油层厚度大，内部夹层发育但平面连续性差，层内非均质性难以定量描述。目前开发过程中表现出油井含水偏高，含水上升速度快、注采对应敏感性强、注采严重不匹配和油层底部水淹比例高的矛盾。为此，迫切需要开展深部调驱技术研究工作。

1 先导试验调驱方案设计

根据六中东区水驱开发特点和砾岩油藏有大孔道高渗透带的地质特点，决定采取段塞式注入方式:第1段塞为封堵地层高渗透大孔道的高强度缓膨颗粒，第2段塞为封堵地层深部大孔道的体膨颗粒转向剂，第3、4段塞为弱凝胶主体段塞，第5段塞为强凝胶封口保护段塞。

1.1 高强度缓膨颗粒

高强度缓膨颗粒［3］体系是1种新型可吸水缓胀弹性材料，通过聚合及可控交联技术形成具有互穿网络结构的聚合物凝胶体。与常见的体膨颗粒产品相比较，性能有很大的改进。

(1)吸水体膨速度缓慢(时间为2～30 d)、体膨后强度高、弹性形变性好、长期稳定性好、耐盐抗酸碱性能优。遇水初期体积膨胀2～3倍，具有一定弹性和变形通过能力。初始颗粒膨胀倍数低，体积小，可避免注入过程中受剪切性能损伤，并易于进入地层深部，起到深部调剖作用。用六中东区油田清水配制，在相同温度条件下，缓膨颗粒膨胀速度要明显慢于常规体膨颗粒，缓膨颗粒体膨倍数在10～15倍、缓膨时间在3～5 d可调控，完全膨胀时间在20 d左右(图2)。图3是采用模拟矿化盐水进行的缓膨颗粒膨胀倍数实验，实验温度为28℃。可以看出随着矿化度增加材料吸水体膨速度变慢、体膨倍数降低，但低矿化度水对缓膨颗粒吸水性能影响不大，矿化度超过10 000 mg/L后有较大的影响。

(2)施工工艺简单、无注入风险，可有效实现深部放置以及对深部优势通道的封堵。

(3)抗压性能好。对3个高强度弹性缓膨材料样品进行了抗压能力测试。破裂应力分别为0.631、0.812、0.703 MPa，均大于常规体膨颗粒的破裂压力(0.55 MPa)。

图1 实验区主力小层水流优势通道分布

图2 缓膨颗粒和常规体膨颗粒膨胀实验对比

图3 不同矿化度水对缓膨颗粒吸水倍率的影响

1.2 聚合物凝胶调驱体系

聚合物凝胶调驱体系［4－5］是采用两性离子聚合物作为主剂，使用交联剂将聚合物交联生成稳定网状立体结构凝胶［6－8］，对地层中次生孔道产生封堵，从而实现深部液流转向的目的。

1.2.1交联剂类型的筛选

常用的交联剂有脲醛树脂、酚醛树脂、有机金属交联剂、有机多胺类化合物和CY有机交联剂［9－10］。实验结果表明，由于六中东区油藏温度较低，脲醛树脂、酚醛树脂、醛类化合物和有机多胺类化合物在低温下不能成胶，有机金属交联剂只在采出水中可以成胶，CY有机交联剂在低温下可以成胶，因此实验选用CY有机交联剂作为聚合物凝胶调驱体系的交联剂。

与常规交联剂相比，CY交联剂具有多个官能团，与聚合物反应形成多点交联，通过有机配位键形成稳定立体网状结构凝胶。该体系具有凝胶吸附性好，原料用量少，pH和温度适应范围宽，凝胶黏度、强度可调(可制备出强凝胶、弱凝胶、硬性固体)、环保性好等优点。

1.2.2促凝剂类型的筛选

促凝剂在凝胶体系中起到促凝、增黏和稳定的作用，合适的促凝剂对凝胶生成作用明显。本实验筛选的促凝剂为有机酚类化合物和有机胺类化合物，均适用于中、低温条件。实验结果表明，促凝剂JB－1可与CY交联剂形成稳定凝胶，因此选用JB－1作为促凝剂。

1.2.3聚合物浓度的确定

两性离子聚丙烯酰胺浓度与凝胶强度实验结果显示:随着聚合物浓度的增加，凝胶黏度增大(图4)。在现场施工时，采用油田清水配制聚合物凝胶调驱体系时，聚合物浓度为2 000～4 500 mg/L，采用曝氧水配制聚合物凝胶调驱体系时，聚合物浓度为2 500～4 500 mg/L，在此浓度范围内得到的凝胶体系可满足段塞的使用要求。

图4 聚合物浓度与凝胶强度关系

1.2.4交联剂浓度的确定

交联剂CY916浓度与凝胶强度的关系实验条件为:两性离子聚合物浓度为3 500 mg/L，促凝剂JB－1浓度为200 mg/L，温度为28℃。实验结果显示，采用油田清水配制聚合物凝胶调驱体系时，CY916的最佳浓度为1 400～2 200 mg/L(图5)。

1.2.5促凝剂浓度的确定

图6显示，随着促凝剂浓度的增加，凝胶的黏度逐渐增大，成胶时间逐渐缩短。采用油田清水配制聚合物凝胶调驱体系时，促凝剂JB－1的浓度为140～200 mg/L，凝胶强度可以满足段塞设计要求。

图5 交联剂CY916浓度与黏度关系

图6 促凝剂浓度与凝胶强度的关系

2 现场应用

表1 调驱试验方案段塞及配制浓度

针对筛选出的18口注水井，调驱分为5个段塞注入(高强度缓膨颗粒;常规体膨颗粒;聚合物弱凝胶:1.2×104～1.8×104mPa·s;聚合物弱凝胶:1.0×104～1.6×104mPa·s;聚合物强凝胶:2.0×104～2.5×104mPa·s)，各段塞配置浓度如表1所示，设计注入调驱剂0.18 PV。2010年1月开始调驱施工，共分3个阶段进行。截至2011年3月，日产液由调前的276.2 m3/d上升到328.5 m3/d，日产油由调前的53.2 t/d上升到78.4 t/d，含水率由调前的80.7%下降到76.1%，压力平均升幅为

2.2 MPa，截至2011年7月试验区共增油16 204 t，提高采收率4.01%。层液流转向前后对比发现水流优势通道封堵效果非常明显(图7、8)。中心井采出液氯离子浓度监测曲线显示氯离子浓度有明显提高。