缓膨颗粒对塔河油田缝洞型油藏的调堵机理分析

塔河油田缝洞型油藏具有高温高盐、出水规律复杂等特点,普遍采收率较低。针对这一问题,通过填砂管模型和二维可视化缝洞模型研究了超支化缓膨颗粒在塔河油田缝洞型油藏条件下的选择性堵水机理和流道调整机理。研究结果表明,该缓膨颗粒具有优良的抗温抗盐性能、油水选择性和液流转向性能。缓膨颗粒在模拟水中的最大膨胀倍数为14倍,堵水率66.7%,堵油率7.0%;可有效封堵高渗管,调剖后高渗管与低渗管的分流比从98∶2降至23∶77。微观可视化物模实验结果表明,水化膨胀的弹性颗粒在大尺寸裂缝中通过挤压变形和堆积压实作用形成卡封,从而调整流道促使深部液流转向,并通过逐级封堵和运移来实现后续水驱沿程扩大波及效率,有利于提高缝洞型油藏采收率。图11参14。

一种缓膨颗粒的合成及性能表征

针对大庆油田深度调剖的需要,开发了一种缓膨颗粒调剖剂。与常规的颗粒型调剖剂分子的设计不同,缓膨颗粒调剖剂是利用性质不同的2种交联剂将聚合物交联在一起制备颗粒,其中的一种交联剂在水中逐步水解,通过控制颗粒溶胀的速度达到深度调剖的需求。实验结果表明,新型缓膨颗粒调剖剂初膨倍数低,终膨倍数高,饱和溶胀后颗粒强度高,耐剪切性能强。

缓膨颗粒性能及封堵裂缝储层二氧化碳气窜效果研究

针对裂缝型储层注气窜流问题,通过仪器检测和物理模拟方法,开展了缓膨颗粒微观形态、强度、粒径、溶胀性、抗剪切性、封窜效果和气驱采收率研究。结果表明:缓膨颗粒形状不规则、表面粗糙,骨架呈空间网状结构,存在一些分布均匀、致密的孔洞,使其具有较高的吸水、保水能力。随溶胀时间延长、矿化度降低,缓膨颗粒弹性模量降低;与中性环境相比,缓膨颗粒在酸性环境下弹性模量较大,膨胀7d的缓膨颗粒弹性模量可达到61kPa以上,具有较高的强度。随溶胀时间延长,缓膨颗粒粒径增大,溶胀速度逐渐变快,到第10d仍然没有达到完全吸水。浓度越大、矿化度越高,缓膨颗粒溶胀速度越慢,与中性环境相比,酸性环境下溶胀速度较慢。随溶胀时间延长,缓膨颗粒抗机械剪切性变差。随匹配系数减小,封堵CO_(2)气窜效果呈“先变好后变差”趋势,匹配系数1.08效果最好。与缓膨颗粒浓度和注入量相比,匹配系数对封堵CO_(2)气窜效果影响最大。与CO_(2)驱相比,“缓膨颗粒封堵+CO_(2)驱”方式采收率较高,说明缓膨颗粒对裂缝进行了有效封堵,改善CO_(2)驱气窜效果显著。

新型低成本缓膨型凝胶颗粒的研究与应用

为了确保注水井在升压空间较小的前提下顺利进行调剖施工,并降低调剖施工生产成本,延长措施有效期,研发了一种新型低成本缓膨型凝胶颗粒。室内试验表明,该凝胶颗粒的吸水膨胀倍数明显大于常规凝胶颗粒,其膨胀倍数为常规凝胶颗粒的近3~5倍,在高矿化度条件下更加明显;能满足不同矿化度下的膨胀、抗老化和强度要求;在得到相同数量的膨胀凝胶前提下,材料成本约为常规凝胶颗粒的50%。对9口井进行现场试验,对应油井见效率达到62%,日增原油24.45t,累计增油2238t,累计降水3213m3,取得了较好的增油降水效果,能满足升压空间较小的注水井调剖施工要求。

缓膨高强度深部液流转向剂实验室研究

基于深部调剖(调驱)液流转向改善水驱技术发展要求,通过材料分子结构设计,在常规吸水体膨网络结构中引入控制吸水速度的高分子网络,形成具备缓膨、高强、性能可调等综合特性的互穿网络结构体系。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法进行了材料微观结构分析,观察到材料互串结构的均匀性。静态吸水体膨实验表明,缓膨颗粒转向剂在水中具有良好的悬浮分散性,完全吸水膨胀时间大于20 d,吸水后弹性模量在104Pa以上,远高于常规体膨颗粒类转向剂。填砂管物理模拟实验证实其具有良好的深部注入性能及吸水体膨封堵性能,可有效克服常规体膨颗粒材料吸水膨胀速度过快、强度较低、进入地层深度有限等不足,为深部液流转向改善水驱(聚驱)技术的实施提供了物质条件。

颗粒调剖剂性能评价及其在复杂油藏的应用

为了改善塔木察格油藏层间矛盾突出、重力作用明显且裂缝较为发育的水驱开发井组开采效果,研究适合该复杂油藏的缓膨颗粒调剖剂并对水井进行调剖,提高井组储层整体动用情况。通过考察缓膨颗粒的膨胀性能、过孔强度、抗剪切性能及恢复性能,确定颗粒终膨时间55 d、终膨倍数32倍、抗压强度1.9 MPa。经剪切后,粒径损失率低于18%。回弹率可以达到70%,恢复性能较好。岩心调堵实验表明,突破压力11.72 MPa,岩心封堵率超过99%以上,封堵能力较好。对现场调剖工艺进行优化,利用聚合物携带颗粒调剖剂进入地层,对塔木察格现场4口注入井进行调剖施工,受效井平均含水下降14.06%,受效井比例超过58%,累计增油14 735t,直接经济效益2 136.84万元。

调剖剂与二元复合体系配伍性评价及机理分析

针对吉林红岗油田实际开发需求,采用仪器检测和理论分析方法,开展了2种调剖剂即Cr3+聚合物凝胶和缓膨聚合物颗粒与二元复合体系的配伍性研究。结果表明,在二元复合体系中添加Cr3+交联剂后,体系黏度随Cr3+浓度增加而降低,界面张力及其随时间变化趋势受Cr3+影响不大,基本上都在10-2～10-3mN/m;而缓膨聚合物颗粒与二元复合体系接触后,体系黏度降低了50.60%～90.05%,界面张力由3.65×10-3mN/m最高上升到1.15×10-1mN/m,并且添加量越多、时间越长,影响程度越大。由此可见,Cr3+聚合物凝胶与二元复合体系具有较好的配伍性,而缓膨聚合物颗粒则较差。流动性实验表明,在二元复合体系中加入Cr3+交联剂后,其阻力系数和残余阻力系数增加了几倍到几十倍甚至更高,流度控制能力得到明显改善。

新疆砾岩油藏整体调驱矿场试验及效果分析

砾岩油藏原始非均质性极强,注采矛盾十分突出,部分层系存在明显水流优势通道,严重影响了注水开发效果。利用高强缓膨颗粒调堵剂具有在注入过程中缓慢膨胀的特点,能有效地进入地层深处,最大膨胀后能封堵高渗层和裂缝条带,达到深部有效封堵的目的,开展了砾岩油藏整体调驱矿场试验及效果分析。新疆六中东区块整体调堵效果表明,高强缓膨颗粒有效改善了砾岩油藏的严重非均质性和水驱开发效果,施工3年后试验区块累积增油34 226t,提高采收率8.38%。