北布扎奇油田弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)研究.pdf

1、石油作為一種不可再生資源,隨著開采技術(shù)的不斷進(jìn)步,其采出難度也越來越大。目前,我國的大部分油田均已進(jìn)入高含水期,甚至特高含水期,油藏非均質(zhì)性比較嚴(yán)重,導(dǎo)致許多常規(guī)的開采技術(shù)不足以進(jìn)一步提高采收率。三次采油技術(shù)是我國目前應(yīng)用的主要的提高原油采收率的手段,其中聚合物驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)在水驅(qū)基礎(chǔ)上可分別提高采收率10％和20%以上,但對(duì)于北布扎奇油田來說,自注水開發(fā)以來,油井產(chǎn)量雖有所提高,但井組注水見效期短,綜合含水由2007年初的48.6%上

2、升至2009年的66.1%,含水上升速度快,油田的可開采程度低,僅為7.8%。對(duì)于常規(guī)的堵水技術(shù)效率較低,難于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水的目標(biāo),采用單一的聚合物驅(qū)油效果不理想;且由于其油藏條件具有非均質(zhì)性強(qiáng)、油藏埋深較淺,原油粘度高、地層水礦化度高的特點(diǎn),本文提出了北布扎奇油田的弱凝膠體系調(diào)驅(qū)方法,篩選出了弱凝膠調(diào)驅(qū)體系配方,探討了其體系粘度的影響因素,闡述了弱凝膠體系的交聯(lián)動(dòng)力學(xué),最終對(duì)北布扎奇油田弱凝膠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的效果進(jìn)行了分析。
　　 在

3、NaOH作為催化劑的條件下合成了檸檬酸鋁,利用紅外光譜分析,揭示了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),并通過顯微結(jié)構(gòu)證實(shí)了檸檬酸鋁的微觀結(jié)構(gòu)。篩選出北布扎奇油田弱凝膠調(diào)驅(qū)體系的聚合物主劑為SD6800型、最佳聚交比為40:1、絡(luò)合劑KL-502的濃度為10mg/L、除氧劑的濃度為10mg/L,掃描電鏡結(jié)果證實(shí)了此配方條件下已形成了弱凝膠體系的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
　　 利用粘度法探索了弱凝膠體系的成膠性能及粘度影響因素,結(jié)果表明,聚合物濃度越高,成膠時(shí)間

4、越短;原子力顯微鏡結(jié)果證實(shí)了,初始成膠的弱凝膠體系較成膠7天的聚集體尺寸小,與不同時(shí)間下弱凝膠體系粘度的變化規(guī)律一致;同時(shí),對(duì)于不同聚交比的條件下,聚合物SD6800的濃度越大,聚交比的影響越顯著,其成膠時(shí)間與弱凝膠體系的粘度有關(guān);對(duì)于最佳弱凝膠體系,一價(jià)金屬陽離子在一定濃度范圍內(nèi)弱凝膠體系具有鹽增稠的性質(zhì),而加入二價(jià)金屬陽離子卻沒有出現(xiàn)增粘段,但溶液中同時(shí)存在幾種鹽時(shí),弱凝膠可以承受更高的二價(jià)陽離子濃度。pH值影響弱凝膠體系成膠時(shí)間的

5、主要規(guī)律是,pH值增加,成膠時(shí)間先增加后降低,也就是體系在中性或接近中性的條件下,聚合物與交聯(lián)劑之間的交聯(lián)最慢,而堿和酸對(duì)交聯(lián)反應(yīng)具有催化作用,且此時(shí)體系的粘度最大;弱凝膠體系在經(jīng)過剪切后會(huì)產(chǎn)生剪切降解,降解后,其斷裂的的分子鏈仍呈膠團(tuán)或膠塊狀存在,仍可以調(diào)剖封堵地層的大孔道。
　　 采用Anton Paar的流變儀測(cè)定了弱凝膠體系的流變性和動(dòng)態(tài)粘彈性,揭示了弱凝膠體系具有剪切變稀的性質(zhì),溫度越高,弱凝膠體系的粘度及動(dòng)態(tài)粘彈性越

6、小,其G為1Pa左右。弱凝膠體系成膠反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線為η=ηo+Kt0.9,在反應(yīng)溫度30℃～55℃范圍內(nèi),膠凝反應(yīng)近似為零級(jí)反應(yīng);溫度升高,膠凝反應(yīng)速率常數(shù)增加,膠凝反應(yīng)的加速增長期也相應(yīng)縮短。弱凝膠體系剪切后凍膠粘度最終恢復(fù)到原始粘度的85%;弱凝膠屬于分子間交聯(lián),若干分子連在一起,等效球直徑遠(yuǎn)比原始聚合物要大;膠體分散凝膠屬于分子內(nèi)交聯(lián),分子卷曲,等效球直徑稍比原始聚合物要小。
　　 弱凝膠物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,體系在巖心中滲流

7、時(shí)壓差.驅(qū)替速度曲線斜率先變小后基本不變,即隨著驅(qū)替速度增大體系表現(xiàn)出剪切變稀的性質(zhì),斜率不變時(shí)的驅(qū)替速度隨成膠時(shí)間的增長而增大;雙管并聯(lián)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)表明,注弱凝膠一方面可以在較大程度上改善吸液剖面,增加低滲透層吸液量和采收率,另一方面還可以進(jìn)一步擴(kuò)大高滲透層的微觀波及范圍和采收率。與同濃度末交聯(lián)的聚合物相比,其提高采收率幅度明顯增大。
　　 通過數(shù)值模擬研究?jī)?yōu)化了試驗(yàn)方案,優(yōu)選了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)注入量應(yīng)大于O.15PV,連續(xù)注入3年為宜,