杜84块超稠油氮气泡沫凝胶调剖技术

2015-03-23张雅楠中国石油辽河油田兴隆台采油厂辽宁盘锦124000

化工管理 2015年27期

张雅楠（中国石油辽河油田兴隆台采油厂，辽宁盘锦 124000）

辽河油田杜84块构造上位于辽河盆地西部凹陷西斜坡中段，含油而积6.2km2，地质储量8273×104t，属中厚层状边底水超稠油油藏。在注蒸汽开采过程中，因纵向动用程度低、油层吸汽不均，存在蒸汽超覆、井间汽窜、蒸汽热效率低等问题，影响超稠油开发效果[1]。

随着油井吞吐轮次增加，汽窜矛盾突出，要求在注汽时封堵高吸汽层，改善油层吸汽剖面，释放高渗透层，增加产油能力。在室内研究的基础上，研发氮气泡沫凝胶调剖技术，并开展了现场试验，为抑制汽窜，改善超稠油开发效果，找到一条新的有效途径。

1 技术原理

氮气泡沫凝胶调剖体系由氮气、发泡凝胶，表活剂组成，技术机理包括以下几个方面:

利用泡沫的贾敏效应，封堵高渗透层或高渗透层段。凝胶具有稳泡作用，泡沫能够扩大封堵范围，减少凝胶堵剂用量，实现深部调堵[2]。泡沫遇油消泡，产生的气体能够在一定程度上增加地层能量，有利于破胶液的返排和提高油井产量。

2 室内实验

2.1 发泡剂筛选

将试样配成10%（w/w）水溶液置于陈化釜中，280℃恒温48h备用。在室温未加稳泡剂的情况下，进行发泡实验，筛选起泡剂，并根据起泡剂浓度与起泡能力的关系，确定了最佳浓度。通过室内试验，SG-1试样浓度达到1%（w/w）时泡沫体积比就能达到1:4.34，可以满足现场要求。

2.2 凝胶体系配方研制

凝胶体系主要由水解聚丙烯酰胺、甲醛和混酚及热稳定剂组成。

室内实验表明，随着部分水解聚丙烯酰胺、甲醛和混酚浓度的增加，其成胶时间缩短、强度增大。在满足强度要求的前提下，改变这些成分的浓度，可以有效调节调剖剂的成胶时间。考虑到凝胶强度、地面粘度、成本因素，确定水解聚丙烯酰胺的使用浓度0.8%-1.2%，甲醛的使用浓度1.5%-2.0%，混酚的使用浓度0.4%-0.6%。

该凝胶体系的技术指标:

密度1.00-1.06g/cm3，粘度55-85MPa·s，凝胶粘度＞15×105MPa·s，封堵率≥90%。

2.3 氮气泡沫凝胶体系室内参数测试

氮气泡沫凝胶体系由凝胶体系、发泡剂、氮气等几部分组成，经过室内参数优化，确定现场施工工艺。

2.3.1 混合体系发泡性能及稳定性测试

发泡剂体系与凝胶体系混合后，由于体系粘度的变化以及其它化学剂的加入，发泡剂的性能会受到影响，发泡剂的最佳使用浓度应该调整。确定凝胶体系的组成，改变发泡剂的用量，测其发泡量和半衰期。通过室内试验，在凝胶体系中，发泡量随发泡剂浓度增加而增加，泡沫半衰期也随之延长。当发泡剂浓度达到0.8%时，发泡量不再继续增加。因此确定发泡剂最佳使用浓度为0.8%。

2.3.2 凝胶体系与氮气比例

固定发泡剂、凝胶体系的用量，改变氮气注入比例，在55℃进行岩心封堵实验并测试封堵压差，选取氮气排量分别为300mL/min、450mL/min、600mL/min，凝胶+发泡剂注入排量为5mL/min，封堵压差分别为3.5MPa、3.6MPa、3.4MPa，由此可见，氮气排量对封堵压差影响不大。

考虑成本和现场施工条件，确定地层条件下气液比为60:1。

2.3.3 并联岩心封堵实验

通过并联双管连续驱替实验，考察存在渗透率级差填砂模型经过氮气泡沫、氮气泡沫凝胶和凝胶封堵后的调剖作用。根据并联模型调堵模拟实验，对氮气泡沫、氮气泡沫凝胶和凝胶在渗透率级差为1.7和5.5时，计算阻力因子、汽驱后阻力因子、残余阻力因子可知，注入氮气泡沫和氮气泡沫凝胶后，并联填砂模型渗透率级差越大，高渗模型的阻力系数越高，调堵效果越好，吸汽量越大，对地层伤害小。而注入凝胶调堵后虽然高渗模型的阻力因子较高，但低渗模型的阻力因子也比较高，这样容易造成注汽压力提高，注汽困难，同时汽驱后残余阻力系数较高，影响后续采油。