中国石油勘探院-高含水油田弱凝胶调驱剂研究(刘平德)20081122讲解.ppt

高含水油田弱凝胶深部调驱剂研究 汇报人：刘平德 中国石油勘探开发研究院 2008年11月23日 高含水油田弱凝胶深部调驱剂研究 汇报内容 p 一、前言 二、弱凝胶调驱剂的研制 三、弱凝胶调驱剂性能评价 四、弱凝胶调驱机理初探 五、结论 弱凝胶是由低浓度的聚合物/交联剂形成的 以分子间交联为主、分子内交联为辅，具有非三 维网络结构的弱交联体系此弱交联体系在后续 注入水的驱动下会缓慢地整体向前移动，从而具 有深部调剖和驱油的双重作用 弱凝胶在地层条件及一定的压力作用下可以 流动，此调驱体系成胶时间可控，聚合物浓度低 、成本低，能满足油藏大剂量深部调剖的需要， 因而可望解决油田注水开发过程中的高含水和低 效益循环注水的生产技术难题 一、前言 弱凝胶调驱技术作为油田二次开发稳油控水 的技术之一，将为油田的长期持续稳产作出巨 大贡献目前国内外对弱凝胶调驱技术的研究 正在不断深入和完善，进行了大量的室内研究 和矿场试验，取得了十分显著的增产效果和经 济效益 一、前言 汇报内容 一、前言 p 二、弱凝胶调驱剂的研制 三、弱凝胶调驱剂性能评价 四、弱凝胶调驱机理初探 五、结论 弱凝胶调驱剂的研究以筛选合适分子量与水解度的抗盐 聚合物为基础，重点研制了具有较好延缓交联效果的有机 复合交联剂，克服了目前普遍使用的交联剂成胶时间快， 在大剂量深部调驱的情况下，凝胶体系不能注入指定部位 就发生交联的弱点，并依此为基础进行了高含水油田弱凝 胶深部调驱剂的研究。

抗盐聚合物（KYPAM）的浓度对成胶性能影响 实验中所用水大庆模拟矿化水，实验温度为45℃，使用 抗盐聚合物，考察了聚合物的浓度对成胶性能的影响实 验结果如下图 二、弱凝胶调驱剂的研制 弱凝胶调驱剂的研制 聚合物浓度对弱凝胶性能的影响 聚合物浓度 /mg.L-1 成胶时间 /d 凝胶粘度 /mPa.s 0.1551260 0.203.02800 0.252.05300 0.301.58500 0.351.213500 0.400.625600 注：交联剂的浓度为0.02%，剪切速率为7.34 s-1 随着聚合物浓度的提高，成胶时间明显缩短，而凝胶粘度增大较 快，鉴于弱凝胶要进入深部地层，凝胶应具有良好的延缓交联效果及 凝胶强度不能太高，否则凝胶很难向油层深部推进，起不到调驱的双 重功能，聚合物的浓度在0.2~0.3%为宜 u 有机复合交联剂浓度对成胶性能的影响 弱凝胶调驱剂的研制 交联剂的浓度控制调驱剂成胶时间的快慢，而成胶时 间是控制其在油藏中调剖深度的关键指标，为了使调剖剂 到达油藏深部区域，需要一种较长的成胶时间的低粘度体 系因此，本研究中使用改进后的有机延缓交联体系不仅 延长了调堵剂的成胶时间，且堵剂毒性降低，改善了对环 境的影响。

弱凝胶调驱剂的研制 随着交联剂浓度的增加，凝胶粘度增大，在交联剂浓度相同的条件下， 聚合物浓度越高，凝胶粘度会越大，合适的交联剂用量在很大程度上还取决 于聚合物用量；考虑到现场试验对调驱剂强度和交联时间的不同要求，选择 交联剂浓度为0.02%~0.04%，交联时间可控制在1~5天，并可根据现场施工过 程中的实际需要调整交联剂与聚合物量的大小，这样既满足弱凝胶具有一定 的强度，又具有合适的成胶时间，便于大剂量深部调驱的要求 交联剂浓度与凝胶粘度的关系 汇报内容 一、前言 二、弱凝胶调驱剂的研制 p 三、弱凝胶调驱剂性能评价 四、 弱凝胶调驱机理初探 五、结论 温度变化对凝胶性能的影响 考察了研制的弱凝胶对不同地层温度的适应性，针对上 述研制的凝胶进行了研究，实验结果下图固定聚合物的 浓度0.20%，交联剂浓度为0.02%，并进一步考察了弱凝胶 在35~75℃下的成胶情况，定时取样观察，取出后测定其粘 度 三、弱凝胶调驱剂的性能评价 温度变化与凝胶性能的关系 实验结果表明：该调驱剂在上述温度范围内均能形成 稳定的凝胶，这说明调驱剂具有较宽的温度适应范围，可 在不同的温度条件下形成满足要求的弱凝胶。

弱凝胶调驱剂的性能评价 弱凝胶调驱剂的抗剪切性能 实验中聚合物与交联剂配制的溶液高速剪切5min后， 将未剪切与经高速剪切后的交联聚合物溶液置于带有塞子 的广口瓶中，在45℃下考察成胶情况，实验结果见表 弱凝胶调驱剂的性能评价 表2剪切对调驱剂 性能的影响 凝胶粘度 /mPa.s 成胶时间 /h 未剪切剪切后未剪切剪切后 8350810043.547.0 经高速剪切后的调驱剂形成的弱凝胶虽然粘度有所下 降，但下降幅度不大，仍能形成稳定的凝胶，说明该弱凝 胶体系具有良好的抗剪切性能，这与抗盐聚合物中加入了 链刚性的功能单体有关，提高了聚合物的抗盐与抗剪切性 能，可满足现场施工的要求 剪切对调驱剂性能的影响 弱凝胶调驱剂的性能评价 注入性能 低粘度的调驱剂一般容易泵送，且易进入地层，并可优 先进入高渗透层带，减少对低渗透层的伤害，因此，调剖 剂溶液在注入过程中应保持较低的粘度评价一种调剖剂 的注入性，主要是检测该调剖剂在地面温度下的稳定性， 即地面配制液粘度稳定，保证在低泵压下注入地层，研制 的调驱剂在地面温度下的粘度变化如下表 弱凝胶调驱剂的性能评价 调驱剂在25℃条件下粘度随时间的变化关系 时间/h调剖剂的粘度/mPa.s 650 1251.0 1852.5 2453 3654.2 从表中可以发现，调剖剂溶液在地面温度下粘度基本稳定，交 联聚合物溶液的粘度并不随着放置时间的延长而显著增大，便于现 场配制与大剂量注入。

（聚合物浓度0.25%，交联剂0.2%） 弱凝胶调驱剂的性能评价 弱凝胶调驱剂的耐盐性能 当调驱剂溶液注入到地层后，会接触到地层水，其中含 有一定量的无机盐，而且在形成凝胶后，在后续注入水的 过程中会长期浸泡在盐水中，因此，调驱剂应具有一定的 耐盐性能，这可保证形成的凝胶具有足够大的强度来抵御 后续注入水的长期侵蚀，从而保证调驱剂段塞具有长期有 效的封堵效果 实验中用配制好的50ml调驱剂溶液置于广口瓶中，待 其成胶后，将凝胶放入到大庆模拟盐水中，定期取样测定 凝胶粘度的变化，实验结果如表 弱凝胶调驱剂的性能评价 大庆模拟矿化水中调驱剂的凝胶粘度与时间的变化关系 老化时间/ d凝胶粘度/ mPa.s 08200 158250 308270 608200 908170 1808050 从实验结实验结 果来看，在6个月的时间时间 内，将凝胶浸泡在大庆庆模拟矿拟矿 化水中，凝胶的粘度随着时间时间 的延长变长变 化很小，这这与聚合物中加入的 抗盐盐功能单单体密切相关，足以说说明合成的调驱剂调驱剂 具有很好的耐盐盐性 能 汇报内容 一、前言 二、弱凝胶调驱剂的研制 三、弱凝胶调驱剂性能评价 p 四、弱凝胶调驱机理初探 五、结论 弱凝胶调驱机理初探 弱凝胶进入高渗透通道，由于井底周围压差大，形成 的部分凝胶颗粒易变形，进入地层深部堵塞孔道，使后续 注入水发生转向，对低渗层中未波及或者波及程度较低的 区域产生驱替作用，达到提高波及系数的目的，从而提高 原油采收率。

弱凝胶成胶后，凝胶强度较弱，大孔隙中的弱凝胶在 地层中能够移动，弱凝胶体在水的冲刷及地层的剪切作用 下，可能变形或破碎产生新的凝胶团，随着注入水的驱替 会重新分布、聚集，改变了多孔介质中的应力分布，在后 续注入水的粘滞力作用下，对剩余油产生驱替作用 四、弱凝胶调驱机理的初探 在宏观上，弱凝胶碎块运移到地层深部形成的凝胶体 ，对高渗透层产生封堵，导致液流改向；在微观上，剪 切破碎后的凝胶团在孔喉处的聚集，改变了作用在残余 油上的微观粘滞力的分布，破坏了油滴的受力平衡，达 到驱替作用，从而提高扫油效率 四、弱凝胶调驱机理的初探 汇报内容 一、前言 二、弱凝胶调驱剂的研制 三、弱凝胶调驱剂性能评价 四、弱凝胶调驱机理初探 p 五、结论 (1)借助于合适的延缓交联剂，优选出了合理的聚合物与 交联剂的最佳浓度：聚合物0.2~0.3%，交联剂0.02~0.04% (2)研制的延迟交联弱凝胶体系，成胶时间1~5d可调，并 可根据现场施工的实际需要调整聚合物与交联剂浓度的大小 ，以满足高含水油田弱凝胶深部调驱的要求 (3)研制的弱凝胶体系具有很好的温度适应性与抗剪切性 能，适用于不同油藏现场施工。

(4)研究成果将为大庆、吉林、冀东等高含水油田注水开 发提高采收率技术水平，为油田实现二次开发提高采收率， 储备了新技术，具有广阔的应用前景将能够大幅度提供低 渗储量动用率、进一步提高老油田采收率 五、结论 请各位专家指正！请各位专家指正！ 。