聚驱后利用地层中残留聚合物深部调驱技术Word下载.docx

1、88.87.56.560.8710.216.435T22910.9122.49.47.550.811.236.736407224.7273.610.58.10.7711.087.317S21527.62188.38.28XB5176.88.99.148.649402226.8194.48.57.367.2510.1410H22415.1110.49.17.720.8510.5611J2088.614.412.8410.3312.4312T22224.5117.67.87.160.924.814.9213S20215.69.58.454.9217.17平均 :14.641419.267.8810

2、.928.83表2 下二门核二段油组注水井按归整PI9010的大小排列（2003年5月）日注量（m3）T5-223124.86.360.71163.98F5-12211214.66.680.4612.875.19J5-12217.6148.86.050.75-123337.64.940.653.5613.886-13214.764.88.170.954.4118.53T4-22224.210.67.740.732.6828.88平均:17.67105.479.856.6612.94表3 适合注絮凝剂的水井及其PI值注絮凝剂井 PI9010/MPa所在区块双河北块4-5层系3.70双河北断块4-

3、5层系下二门核二段油组3、调查分析了适合注絮凝剂8口注水井对应所有油井的生产状况。包括聚合物驱前、聚合物驱见效高峰及目前的日产液量、日产油量、含水率、产聚浓度和生产层位、剩余油饱和度等。4、通过对两区块27口注聚井的注聚数据处理和对应40口油井的产聚数据处理，计算出上述两区块不同时间的地层残留聚合物的绝对量和相对量，结果见表4。表4 地层残留聚合物的绝对量和相对量区块注聚总量t注聚结束时残留聚合物2002年12月时残留聚合物绝对量t残留率%3628.483195.3588.063103.885.54709.57647.5091.25637.1289.79从上述的数据可以看到，聚合物驱期间和后水

4、驱过程中，都有大量聚合物残留在地层中。这些聚合物可用于深部调剖，为水驱波及系数的提高发挥它们的潜力。5、对聚驱后地层中残留聚合物的存在状态进行了研究。6、选择了适合河南油田条件的残留聚合物再利用剂-GY340-1絮凝剂配方。7、编制了2353、J5-122、S215、S206、4072 先导实验井的技术方案及施工设计，并进行S215井的现场先导实验。二、取得的主要成绩1、对聚驱后地层中残留聚合物的存在状态进行了定量描述。1 、聚合物不可入孔隙体积的研究研究了河南油田聚合物驱条件下，聚合物的不可入孔隙体积（VIP）。分别用双段塞法测定了郑州正力HPAM在不同渗透率岩心中的VIP。图1为下二门条件

5、下，用双段塞法作出的郑州正力HPAM和硫氰酸根的出口质量浓度剖面图，由此可以计算得到郑州正力HPAM的VIP。图1 郑州正力HPAM和CNS的出口质量浓度剖面图1HPAM归一化浓度曲线；2硫氰酸根归一化浓度曲线表5 岩心渗透率对VIP的影响岩心编号直径/cm长度/cm孔隙体积/mL水测渗透率/mVIP10-21#2.5645.2487.1017.872#2.5705.4301.0711.673#2.5364.4525.582.528.22试验条件：下二门污水；55；郑州正力HPAM通过试验结果可以看出：随着岩心渗透率的增加，郑州正力HPAM的VIP逐渐减小。这是因为随着岩心渗透率的增加，岩心孔

6、隙半径随之增加，使相同回转半径的HPAM分子可进入的孔隙百分数增加，因此HPAM的VIP减小。同理，研究了双河试验条件下，郑州正力HPAM和3630SHPAM的VIP。结果如表6所示。表6 HPAM类型对VIP的影响HPAM种类HPAM相对分子质量106郑州正力15.8012.583630S15.8318.64双河污水；70；岩心渗透率为0.65m通过试验结果可以看出，在双河试验条件下，由于温度较高，HPAM分子内能较高，能够克服分子内旋转的阻力而产生更多的构象，使分子更为蜷曲，因此分子回转半径较小，使VIP减小；但是由于岩心渗透率较低，又使得VIP增加，因此试验结果为上述两种作用的结果。2

7、、聚合物在岩心中的滞留量用物质平衡法测定河南油田地层聚合物的滞留量，即按河南油田聚合物驱条件，向岩心中注入聚合物，直至注入的质量浓度与产出质量浓度相等，然后恢复水驱，直至聚合物产出质量浓度可以忽略，由下式计算聚合物在岩心中的滞留量： 式中：HPAM在岩心中的滞留量，gg-1；注入HPAM溶液的质量浓度，mgL-1；累积注入HPAM溶液的体积，mL；岩心出口端第个流出样品的HPAM质量浓度，mgL-1；第个流出样品的体积，mL；岩心出口端收集的流出样品的数目；岩心干质量，g。根据孤岛油田的研究，聚合物在地层中的吸附量与捕集量接近相等，从而得出郑州正力聚合物的质量浓度对吸附量和捕集量的影响，结果见

8、表7。表7 聚合物的质量浓度对吸附量和捕集量的影响聚合物质量浓度/（mgL-1）滞留量/（gg-1）吸附量/（g捕集量/（g2003.840012.86.460013.66.880020.010.0100025.212.6、对地层中残留聚合物的分布进行了研究，绘制了双河北断块4-5油组14个小层在注聚期间、注聚结束时、注聚结束一年时及目前的地层残留聚合物的分布场图。2、对下二门核二段油组及双河北断块4-5油组的水样、油样及岩心进行了定量分析，结果见表8、9、10。表8 河南油田水样分析结果水样pH离子含量/（mgL-1）水型OHCO3HCO3ClCa2+Mg2+SO42-K+ Na+矿化度下二

9、门污水601143.7160.434.93.0398.15582.522082.8Na2SO4型双河清水8.024489.1669.918.182.21601.60NaHCO3型双河污水901616.51194.49.9253.71517.824722.7MgCl2型表9 河南油田油样分析结果油样密度（gcm-3）粘度/（mPas）凝点/酸值/（mg胶质含量102沥青质含量50地层温度*双河北块油样0.85320.833114.00.938.00.28851.5912.42下二门油样0.86750.861528.019.50.43857.9610.99*双河地层温度为70，下二门地层温度为55

10、。表10 河南油田岩样的X射线衍射分析岩心类型石英方解石斜长石钾长石粘土高岭石绿泥石伊利石伊/蒙混层下二门5-123井（10621068m）41342119下二门5-123井（11001107m）3015201453下二门5-123井（11071112m）502463双河T225井（14281435m）3122255436双河T225井（14351442m）273723由分析数据可以看到：、河南油田的地层水和注入水矿化度不高。、河南油田的聚合物驱用的聚合物属于特高分子量和中等水解度的聚合物。、河南油田的原油属于中粘、中凝原油。、河南油田地层的粘土矿物含量不高，而粘土矿物中伊蒙混层含量也不高，不

11、存在粘土膨胀问题，但存在粘土微粒运移问题。3、研究选择了适合河南油田条件的残留聚合物再利用剂。为了减少施工时注入工作液的体积，絮凝剂的含量应选大些，但以保证其可泵性为度。在30，170s-1条件下絮凝剂分散体的粘度在50200mPas范围均可保证施工时有良好的可泵性，并有足够大的絮凝剂含量。在双河、下二门的实验条件下，通过对絮凝剂种类、含量的选择、及聚合物质量浓度对絮凝剂沉降体积的影响，从而确定适合河南油田特点的YG340-1絮凝剂，投加浓度以3%5%的范围为宜，实验结果如表11、12及图2、3所示：表11 双河污水配制的絮凝剂（YG340-1）分散体的粘度随絮凝剂含量的变化（30）w（YG3

12、40-1）流动行为指数稠度指数/（mPasn）170s-1粘度/（mPa0.84200.077734.50.87660.105856.10.81430.2643110.80.59062.0556251.10.52585.7737505.6表12 下二门污水配制的絮凝剂（YG340-1）分散体的粘度随絮凝剂含量的变化（30）0.99940.02010.84750.129459.10.58461.6005189.60.45926.9972435.20.185482.00681250.0图2 郑州正力HPAM质量浓度对YG340-1絮凝剂悬浮性能的影响（下二门污水，55）HPAM质量浓度：150mg

13、L-1；2100 mgL-1；3150mgL-1；4200 mgL-1； 5400 mgL-1；6600 mgL-1；7800 mgL-1；81000 mgL-1图3 郑州正力HPAM质量浓度对YG340-1絮凝剂悬浮性能的影响（双河污水，70）从以上结果可以看到，HPAM质量浓度越小，絮凝速度越快；矿化度越高，絮凝速度越快。同时，研究还发现郑州正力HPAM在高矿化度污水中絮凝速度明显加快，说明矿化度对郑州正力HPAM的絮凝效果影响较为显著。综上所述，对于河南油田低质量浓度HPAM溶液，絮凝剂YG340-1可以有较好的絮凝效果。、絮凝剂对地层的封堵实验用残余阻力系数法评价絮凝剂对地层的封堵作用

14、。残余阻力系数（FRR）是指工作液通过岩心前后的渗透率的比值，即先取一支填砂管（1#）水驱后注入3%YG340-1 0.33Vp，然后恢复水驱，待压力稳定后，测FRR；再取一支填砂管（2#）水驱后注入质量浓度为400mgL-1的HPAM溶液0.30Vp，然后注入3%YG340-1 0.33Vp，候凝6 h再恢复总水驱，待压力稳定后，测FRR。双河和下二门试验条件下用3630S和郑州正力聚合物试验所取得的结果如表13、14：表13 双河试验条件下两支填砂管的FRRHPAM类型填砂管6.8232.855.3829.54双河试验条件：70表14 下二门试验条件下两支填砂管的FRR5.7526.224

15、.4524.43下二门试验条件：55从表13和表14说明，絮凝剂对地层有固有的封堵作用，但聚合物存在将使它的封堵作用得到强化。考虑到聚合物存在对絮凝剂封堵作用的影响，研究了不同质量浓度聚合物条件下，絮凝剂的封堵作用，得表15和表16的结果。表15 双河试验条件*下聚合物质量浓度对YG340-1絮凝剂封堵作用的影响残余阻力系数22.5618.3630.2527.3936.6232.0439.2833.59*双河试验条件是指用双河污水配工作液，试验温度为70。表16 下二门试验条件*下聚合物质量浓度对YG340-1絮凝剂封堵作用的影响18.7115.4224.3522.2230.4527.0833

16、.6028.71*下二门试验条件是指用下二门污水配工作液，试验温度为55。表15和表16说明，尽管絮凝剂可用在低聚合物质量浓度下，但聚合物质量浓度越高，絮凝剂的封堵作用越大。4、对双河北块4-5与下二门核二段选择的8口水井的絮凝剂用量、注入压力进行测算并根据下式计算：V = hPI式中， V絮凝剂用量，m3； 用量系数，m3MPa-1m-1； h注水层厚度，m； PI注絮凝剂前后PI值的变化，MPa。根据同条件油藏的实测值，水井的值可在5080 m3MPam-1范围选择；注絮凝剂前后PI值的变化一般控制在24 MPa范围。由此可计算出各注絮凝剂井的絮凝剂用量（见表17）。表17 注絮凝剂井的絮

17、凝剂用量注絮凝剂井/（m3h/mPI/MPa絮凝剂体积/m3YG340-1用量/t804.01600.048.0双河北块4-52448.073.42088.062.64020.0120.61680.050.4小计11836.0355.02496.0下二门核二段751957.058.7702464.073.96917.0207.5絮凝剂的注入速度控制在10 m3h-1。施工时，实测该注入速度下的注入压力（约需注污水 20 m3）。随后絮凝剂注入引起注入压力的升高均不应高于注水干线压力与注水井注水压力差值的60% 。结果见表18。表18 施工条件下注入压力上升值注入井注水干线压力/MPa（1）注水

18、压力/MPa（2）（1）-（2）/MPa注絮凝剂时允许的压力升高/MPa16.65.216.47.24.316.215.57.04.26.76.05.1611.82.81.6814.55.03.005、对双河北块4-5和下二门核二段油组现场施工工艺流程进行了研究。施工工艺流程示意图6、通过室内实验研究确定了絮凝剂的配方。表19、20为用双河污水和下二门污水配制的絮凝剂（YG340-1）分散体粘度随絮凝剂含量的变化。从表19、20可以看到，絮凝剂（YG340-1）的含量以3%5%范围为宜。表19 双河污水配制的（YG340-1）分散体的粘度随絮凝剂含量的变化（30）0.842表20 下二门污水配

19、制的絮凝剂（YG340-1）分散体的粘度随絮凝剂含量的变化（30）7、定量分析了聚合物的降解和水解对絮凝剂沉降体积的影响。聚合物溶液在油层中的渗流，可引起聚合物的降解，聚合物的降解是指聚合物分子量下降，在油层温度和地层水PH值的影响下，聚合物可产生降解。聚合物水解是指聚合物与水反应产生化合物的现象。聚丙烯酰胺水解产生聚丙烯酸或聚丙烯酸钠。1）、聚合物降解对絮凝剂沉降体积的影响、在双河北块4-5层系地层温度为70配制用水矿化度为4722.7mg.L-1条件下研究了降解程度不同的郑州正力HPAM对絮凝剂的影响。为了得到降解程度不同的郑州正力HPAM，先用双河污水配制了4000 mg.L-1HPAM（郑州正力），用混调器将此溶液剪切不同时间，得到不同分子量的聚丙烯酰胺（表21），可以看出，HPAM剪切降解是严重的。表21 由剪切产生的不同分子量的聚丙烯酰胺剪切时间/min分子量15.8*1069.8*1066.8*1064.5*1063.6*106若将表19的剪切降解后的的聚丙烯酰胺用双河污水配成400 mg.L-1，然后与3.0的YG340-1