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齐40块蒸汽驱高温调剖体系研究及应用

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摘 ?????要：辽河油田齐40块蒸汽驱目前已经进入蒸汽驱后期，纵向动用程度不均，层间矛盾突出，蒸汽单方向突破日趋严重。针对上述问题，进行了蒸汽驱高温调剖体系及其应用研究。研制了蒸汽驱高温调剖体系，其配方为：拟树脂浓度15%～20%+交联剂浓度8%～10%+无机物浓度15%～20%，以高温调剖剂工作液黏度70～100 mPa·s来控制体系的加水量。经室内和现场实验相结合，分析了调剖体系作用机理，提出了适用于辽河油田齐40块的现场施工参数。应用研制的蒸汽驱高温调剖体系在辽河油田齐40块现场施工7井次，成功率100%。仅1年时间就累计增油9 593 t，收到了较好的增油降水效果。

关 ?键 ?词：辽河油田;齐40块;蒸汽驱;高温调剖;应用

中图分类号：TE345 ?????文献标识码： A ?????文章编号： 1671-0460（2019）06-1190-04

Abstract： The development of Qi 40 block in Liaohe oilfield has entered the late stage of steam flooding， the degree of longitudinal utilization is uneven， the contradiction between layers is prominent， and the single-direction breakthrough of steam is becoming more and more serious. In view of the above problems， research and application of steam flooding high temperature profile control system were carried out， and a steam flooding high-temperature profile control system was developed. The formula is as follows： resin concentration 15%～20%+crosslinker concentration 8%～10%+inorganic concentration 15%～20%， the amount of added water need be to controlled to make high temperature profile control agent working fluid viscosity 70～100 mPa·s. Through the combination of indoor and on-site experiments， the mechanism of the profile control system was analyzed， and the on-site construction parameters for Qi 40 block of Liaohe oilfield were proposed. The steam flooding high-temperature profile control system was used in 7 wells in Qi 40 block of Liaohe oilfield with the success rate of 100%. In just one year， the cumulative oil increase was 9 593 t.

Key words： Liaohe oilfield; Qi 40 block; Steam flood; High temperature profile control; Application

齊40块于2006年12月开始蒸汽驱工业化实施阶段，历经10余年开发，目前已经进入蒸汽驱后期，存在一些亟待解决的问题[1-6]：

（1）纵向动用程度不均，层间矛盾突出。汽驱65井组纵向动用为67.4%，74井组为61.7%。

（2）平面驱替动用不均，蒸汽单方向突破严重。蒸汽驱方向在平面上受两个因素控制：地层倾角与沉积微相，其动用程度的差异较大，莲Ⅰ、莲Ⅱ层系平面动用程度分别为53.6%、57.8%。

（3）笼统注汽井层间矛盾日益加剧，导致吸汽剖面严重不均，分层注汽工艺投捞成功率低，不能实现动态调配。

为改善齐40块蒸汽驱驱替效果和吸汽剖面，提高油层纵向动用程度，解决机械方式[7-9]及常规高温调剖技术[10-12]无法解决的问题，本文开展了齐40块蒸汽驱高温调剖体系研制与相关技术应用研究。

1 ?调剖体系室内实验

1.1 ?实验仪器

自制高温砂浴实验仪、钢质高温高压试管，石英槽;接样器;压力传感器;电子自动天平，测量误差±0.10 g;精密酸度计;RV2旋转黏度计，测量误差±0.10 Pa·s;和蒸汽驱高温调堵物理模拟实验装置。

1.2 ?组分浓度对成胶的影响

根据前人的研究[13]，将直径为18.5 mm钢球放到胶体上，若钢球不发生沉降现象则认为成胶强度合格。本文的成胶强度测定也采用这种方法，实验确定的成胶时间即为胶体强度能使钢球不沉的时间。配方体系中各个组分浓度对成胶时间有直接影响。各组分浓度的变化直接对调剖体系的成胶情况产生决定性影响。本文主要针对树脂浓度、交联剂浓度和无机物浓度来研究配方的成胶情况

1.2.1 ?树脂浓度对成胶的影响

树脂作为高温调剖体系的主剂，对成胶时间和强度都有影响，尤其是强度方面。本文通过物理模拟，控制变量来设置对照实验确定了一项可用的配方参数。

本组实验控制的温度为60 ℃，变量为树脂浓度，分别取树脂浓度为5%，10%，12%，15%，20%，25%设置对照实验，并通过上述方法确定成胶的时间。实验结果如下图所示（见图1），树脂浓度低于10%时，无法成胶，当树脂浓度高于10%时，成胶时间随树脂的浓度增高而减少，浓度超过20%后，成胶时间减少速度变缓。综合考虑实验结果和经济成本等因素，进而选定适用的配方参数：树脂浓度15%～20%，這时体系能在50～120 ℃条件下成胶，成胶时间在8～72 h之间可调。

1.2.2 ?交联剂浓度对成胶的影响

本组实验变量交联剂浓度，依照实际需求，分别取交联剂浓度为2%，4%，6%，8%，10%，12%设计对照实验，实验结果如图2所示，成胶时间随着交联剂浓度的升高而降低，交联剂浓度大于10%后，成胶时间的降低速率放缓。综合考虑实验结果和成本因素，浓度的选择范围是8%～10%。

1.2.3 ?无机物对成胶的影响

本组实验变量是无机物浓度，分别以无机物浓度为5%、10%、12%、15%、20%、25%设置对照实验，试验结果如下图所示（见图3），在无机物浓度低于20%时成胶时间稳定在12 h，随着无机物浓度进一步提高，在超过20%之后，成胶时间明显降低。综合考虑实验结果和经济成本等因素，进而确定无机物浓度可选范围为15%～20%。

1.3 ?考察高温调剖体系的性能

（1）体系的固相含量按实验结果确定的范围来取，取树脂浓度、交联剂浓度、无机物浓度分别为15%～20%、8%～10%、15%`20%范围内，在此基础上控制适量的水，使配置好的高温调剖体系工作液黏度为70～100 mPa·s。

（2）使用本文研制的高温调剖体系在330 ℃下作高温老化试验，记录该体系在实验条件下的失重率和收缩率，结果如下图所示（见图4），在实验进行360 h后，该配方的失重率低于10%，收缩率低于5%，可以看出，在温度为330 ℃时，高温老化15 d后成胶骨架不破坏，该配方耐高温性能表现良好。

（3）岩心封堵试验。选取试验岩心为长45 cm、直径3.7 cm的填砂岩心。试验过程：向岩心模型中注入高温（350 ℃）蒸汽，并测定封堵前后的渗透率，计算封堵率。经实验测定，封堵前岩心封堵率为98.5%，封堵后的岩心经7 d的蒸汽冲刷后，封堵率仍为94%以上，该配方体系封堵性能与耐冲刷性能表现良好。

2 ?调剖体系现场应用

应用本文研制的蒸汽驱高温调剖体系在齐40块注汽井现场施工7井次，成功率 100%。一年时间内实现累计增油9 593 t，并且，实验井仍处在实验有效期内，实验收到了较好的增油降水效果。

2.1 ?操作方法

在现场应用实验时，我们优化了施工参数：对于汽窜初期和汽窜严重的注汽井，分别采用8～10 m和12～15 m的处理半径;对于程度较小的不均匀吸气剖面（如图5左）和较严重的不均匀吸气剖面（如图5右），分别采用剂量为400～500 m3和500～800 m3的高温调剖。

采取低压低排量注入方式，注入压力控制在10 MPa以内，最低2～3 MPa;注入排量控制在5 m3/h以内，保证调剖剂能够有效地进入高渗层。施工中根据注入压力情况适当调整配方浓度，保证封堵效果。在井口安装单流阀，防止蒸汽倒流及大颗粒进入井中堵塞井下配汽阀，确保调剖剂有效进入井下预定位置，提高调剖效果。

2.2 ?典型井情况

齐40-17-030是实验井之一。在齐40-17-030采用分层注汽的方式之后，生产井产油量逐渐下降，含水率逐渐上升，于2014年9月采取高温调剖措施实验之后，井组日增油24.4 t，生产井含水率下降超过10%，取得了明显改善。齐40-17-030在使用本措施高温调剖后至2015年9月生产情况见图6。

2.3 ?机理分析

蒸汽驱高温调剖体系经实验证明具有良好的高温调剖和封堵作用，分析其作用机理是，由于稠油、蒸汽及热水的黏度差异大，所以，低黏度的调剖体系溶液进入汽窜通道的阻力比进入油层的阻力小，故调剖体系溶液会优先进入汽窜通道。进入汽窜通道的调剖体系溶液在地层温度下形成凝胶。由于汽窜通道经热蒸汽长期冲刷，通道表面砂岩裸露形成了带负电的羟基表面，这种羟基表面可与调剖体系溶液形成的具有网状结构的凝胶形成氢键，从而使调剖体系溶液形成的凝胶牢固地结合在砂岩表面，减小或堵住汽窜通道。在非汽窜通道，由于不存在这种羟基表面，调剖体系形成的胶体即使存在也不牢固，所以，调剖体系对油层的作用相对要差一些。

3 ?结束语

（1）本文通过室内物理模拟实验，针对组分浓度（包括树脂浓度、交联剂浓度、无机物浓度）对成胶的影响，确定了其对应的适用浓度范围，进而研制了蒸汽驱高温调剖体系，并进一步确定该高温调剖体系的性能。其配方为：拟树脂类共聚物、交联剂和无机物的浓度分别为15%～20%、8%～10%和15%～20%，加水量是由高温调剖剂70～100 mPa·s的工作液黏度控制。该配方在耐高温性、封堵性以及耐冲刷性能方面表现良好。

（2）适用于辽河油田齐40块的现场施工参数为：对于汽窜初期和汽窜严重的注汽井，分别采用8～10 m和12～15 m的处理半径。对于程度较小的不均匀吸气剖面和较严重的不均匀吸气剖面，分别采用剂量为400～500 m3和500～800 m3的高温调剖。采取低压低排量注入方式，注入压力控制在10 MPa以内，最低2～3 MPa;注入排量控制在5 m3/h以内。施工中根据注入压力情况适当调整配方浓度，以便保证封堵效果。在井口安装单流阀，防止蒸汽倒流及大颗粒进入井中堵塞井下配汽阀，确保调剖剂有效进入井下预定层位。

（3）蒸汽驱高温调剖体系作用机理是，低黏度的调剖体系溶液进入汽窜通道的阻力比进入油层的阻力小，故调剖体系溶液优先进入汽窜通道。进入汽窜通道的调剖体系溶液在地层温度下形成凝胶。由于汽窜通道表面砂岩裸露形成了带负电的羟基表面，这种羟基表面可与调剖体系溶液形成的具有网状结构的凝胶形成氢键，从而使调剖体系溶液形成的凝膠牢固地结合在砂岩表面，减小或堵住汽窜通道。

（4）应用研制的蒸汽驱高温调剖体系在辽河油田齐40块现场施工7井次，成功率 100%。一年时间累计增油9593t。收到了较好的增油降水效果。

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