大庆油田高含水期深部液流转向试验研究

李承龙，吴文祥

(东北石油大学石油工程学院，黑龙江 大庆 163318)

大庆油田高含水期深部液流转向试验研究

李承龙，吴文祥

(东北石油大学石油工程学院，黑龙江 大庆 163318)

大庆油田目前已进入特高含水期。随着区块采出程度的日益提高，剩余油高度分散，水淹普遍，层间矛盾较为突出,水驱效果变差。目前，常规的化学调剖方法还很不完善，不能够对高渗层或大孔道深部进行封堵。以北三区西部SⅡ1+2b层为例，对深部液流转向技术进行研究，并且提出封堵水窜通道，增加中低渗透层利用率，改善水驱效果的新技术，为高含水油田进一步改善水驱开发效果提供新的途径。

特高含水期 剩余油 深部液流转向 封堵

1 研究区概况

研究区块位于长垣萨尔图油田北部背斜构造西部，构造较为平缓，地层倾角3°左右，地形平坦(见图1)。地面平均海拔高度150 m左右。1964年，大庆油田开始对北三区西部进行开采。研究区储量31.17×104t，含水率97.09%。

图1 研究区位置

经过多年的开采，研究区层间矛盾突出，水淹程度及无效循环严重，剩余油分布相当零散，水驱效果变差。常规的化学调剖措施效果较差。但区块个别层系采出程度低，剩余油含量较多，区块的地层压力水平保持较好。

2 深部液流转向技术

深部液流转向技术是将柔性转向剂注入到油藏内水驱主流线区域或高渗透、大孔道区域，在地层孔道中的变形运移过程中形成脉动暂堵，产生动态沿程流动阻力，实现深部液流转向，使注入水转向，扩大水驱波及体积，驱替非水驱主流线上相对低渗部位的剩余油，遏制大量注入水沿高渗孔道窜流的无效循环[1]。

3 柔性转向剂制备及性能评研

3.1柔性转向剂制备

基于柔性转向剂的流动规律以及转向原理[2-6]，主要从柔软性、韧性、化学稳定性三个方面，对柔性转向剂进行制备。重点研究质量分数分别为20%～40%的柔性单体，40%～70%的特种共聚单体以及1%～7%的增韧剂对产品的粘弹性的影响[7]。

首先，把样品制成为1 mm的薄片[8]，再制成￠35 mm，然后在30 ℃下，使用流变仪和SP35带齿测量头，当振荡频率数值从0.1 Hz增加到10 Hz时，测定出柔性转向剂样品的粘弹性与振荡频率或者柔性转向剂粘弹性与温度关系曲线。

3.1.1 确定柔性单体的最佳用量

使用质量分数为60%的特种共聚单体、5%的增韧剂，柔性单体质量分数为20%至35%，对样品的粘弹性进行研究，结果如图2和图3所示。

图2 柔性单体用量为20%时样品的粘弹性曲线

图3 不同柔性单体用量时样品粘弹性变化曲线

由图2可见，当柔性单体的质量分数为20%时，样品的弹性模量随振荡频率增大而增大，由500 Pa增加到920 Pa；粘性模量随振荡频率增大而增大，由90Pa增加到260Pa；复合粘度随振荡频率增大而减小，由10 000 mPa·s减小到100 mPa·s，可知样品具有高弹性。

由图3可见，当柔性单体质量分数从20%增加到35%，粘性模量变化幅度逐渐减小，由156 Pa增大到190 Pa；弹性模量变化幅度逐渐减小，由740 Pa增大到950 Pa。可知样品强度较高。

3.1.2 确定共聚单体的最佳用量

使用质量分数为34%的柔性单体、5%的增韧剂，共聚单体的质量分数为40%～60%，对样品的粘弹性进行研究，结果如图4和图5所示。

图4 共聚单体用量为60%时柔性转向剂的粘弹性曲线

图5 不同共聚单体用量时柔性转向剂粘弹性变化曲线

由图4可见，当共聚单体质量分数为60%时，样品的弹性模量随振荡频率增大而增大，由800 Pa增加到2 000 Pa；粘性模量随振荡频率增大而增大，由200 Pa增加到328 Pa；复合粘度随振荡频率增大而减小，由10 000 mPa·s减小到100 mPa·s，可知样品具有高粘弹性。

由图5可见，当共聚单体的质量分数从40%增加到60%，粘性模量变化幅度逐渐减小，由140 Pa增加到200 Pa；弹性模量变化幅度逐渐减小，由980 Pa增大至1 040 Pa。可知样品强度较高。

3.1.3 确定增韧剂的最佳用量

使用质量分数为34%的柔性单体、60%的共聚单体，分别使用1%～7%的增韧剂，对样品的粘弹性进行研究，结果如图6所示。

图6 110℃下合成，增韧剂含量与样品粘弹性关系

由图6可见，当增韧剂的质量分数从1%增加到5%时，粘弹性模量减小，当质量分数从5%增加到7%时，粘弹性模量增加，粘弹性模量在5%时达到最低。为了获得柔韧性好的样品，选择了弹性模量为最低值的增韧剂用量，确定质量分数为5%增韧剂。

基于研究以及每种单体的价格，得出柔性转向剂的具体配方为：质量分数分别为34%柔性单体、60%特种共聚单体和5%增韧剂。将配方加入特制的反应器中不断搅拌，加热至75℃，然后加入质量分数为1%过氧化二苯甲酰促使聚合及交联，得到柔性转向剂胶体，再挤入特制的造粒机，制备成颗粒(粒径范围1～8 mm)，接着将颗粒倒入含防粘剂(FZ-N)的冷水中，迅速终止聚合与交联反应，最后得到柔性转向剂产品。柔性转向剂携液采用梳形聚合物溶液。

3.2柔性转向剂的性能评价

在实验室条件下对柔性转向剂的性能进行研究，当拉伸力由0.1 Pa增加到10 000 Pa，柔性转向剂拉伸形变较大，甚至达到100倍，但始终没有被拉断，说明柔性转向剂颗粒形变能力超强，可任意挤压、拉伸产生形变[10]

在弹性模量的测定频率为1 Hz条件下，对柔性转向剂样品的粘弹性与温度关系[11]进行了研究。得知在50～100 ℃之间，柔性转向剂的粘弹性变化幅度小，黏弹性稳定。

用研究区块模拟地层水配制了20%柔性转向剂悬浮液，在56 ℃条件下老化，得出柔性转向剂稳定性良好[12]。

4 现场情况

B2-1-FW40井是研究区内的一口水井，平均日注水280 m3，B2-1-FW40井对应油井分别是B2-2-36、B2-3-44、B2-D3-435和B2-2-CS36。2014年5月30日至6月30日对B2-1-FW40井注入柔性转向剂。基本上按段塞设计方案注入，共注入柔性转向剂50 t。对应油井生产情况见表1。

表1 B2-1-FW40井对应油井生产情况

注入柔性转向剂后，注水油压提高了2.87 MPa，套压提高了3.92 MPa。由表1可见，注入柔性转向剂后日产液降低17.6 m3，日产油增加0.4 t，含水率降低。其中B2-2-36井日产液增加了5.9 m3，B2-3-44井日产液增加了0.1 m3，B2-D3-435井日产液降低了2.8 m3，B2-2-CS36井日产液降低了19.3m3。B2-2-36井、B2-D3-435和B2-2-CS36井日产油上升。截止到目前，累计增产原油5 760 t。

注入柔性转向剂后，B2-D3-435和B2-2-CS36井的日产液量均降低，其中B2-2-CS36降幅最明显，而B2-2-36井日产液量明显升高，B2-3-44井日产液变化较小，这就说明深部液流转向技术改变了水驱的优先驱动方向，达到了液流转向的目的。

5 结论

(1)合成了柔性转向剂，并对该柔性转向剂作出性能评价。

(2)合成的柔性转向剂具有形变性能好，粘弹性稳定，热稳定性强的特性。

(3)B2-1-FW40井在工作制度不变的情况下，注入柔性转向剂后，注水油压增加了2.87 MPa，套压增加了3.92 MPa，注水压力的变大说明柔性转向剂在注入研究区地层渗透率较高的区域以及大孔道后，在该通道区域产生沿程动态流动阻力，实现了注入水流动方向改变。

(4)通过对应油井生产情况来看，注入柔性转向剂后日产液降低17.6 m3，日产油增加0.4 t，含水率降低。其中，B2-2-36井日产液增加了5.9 m3，B2-3-44井日产液增加了0.1 m3，B2-D3-435井日产液降低了2.8 m3，B2-2-CS36井日产液降低了19.3m3。B2-2-36井、B2-D3-435和B2-2-CS36井日产油上升。截止到目前，累计增产原油5 760 t。

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(编辑 谢 葵)

Study on deep fluid diversion in Daqing Oilfield at high water-cut stage

Li Chenglong，Wu Wenxiang

(InstituteofPetroleumEngineeringofNortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China)

At present，Daqing Oilfield has entered the extra high water-cut stage.With the increasing recovery percent of reserve，the effect of waterflooding becomes worse and worse because of high scattered remaining oil distribution，more watered-out wells，and serious interlay interference.Now，the conventional chemical conformance control technologies can not be used to plug deep parts in high permeability layer or large channel.Taking SⅡ1+2b formation in the western of Bei 3 block as an example，we studied the deep fluid diversion technology.A new technology for improving effect of wateflooding was proposed，which includes plugging water breakthrough channel and increasing the utilization of medium to low permeability formations.The technology can provide a new way for further improving the development effect of water flooding oilfield at high water-cut stage.

high water cut stage;remaining oil;deep fluid diversion;plugging

TE357.6

A

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.01.019

2014-08-06；改回日期2014-08-26。

收稿日期：李承龙(1986—)，博士在读，从事提高采收率研究。电话：15004597987，E-mail：lcl716@126.com。

国家重大专项“油田开采后期提高采收率新技术”(2011ZX05009-004)。