新型逐级调堵技术优化与设计_孟祥海.pdf

大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 2 月 第 42 卷第 1 期Feb.，2023Vol.42 No.1DOI：10.195/J.SSN.1000-3754.202106055新型逐级调堵技术优化与设计孟祥海1 鞠野2 王承州3 李翔2 王楠1 周振3（1.中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津300450；2.中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津300450；3.东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江 大庆163318）摘要：针对渤海BZ343油田水驱开发过程中存在的油井含水率高、非均质性强问题，以往采取的解决方法是单一注凝胶调剖或微球调驱，实验证明这两种方法的剩余油开采效果均不理想。为了提高油田开发效果，通过室内岩心模型开展了“调剖+调驱”组合方式对驱油效果影响的研究。以目标油田为例，对组合调驱和单一的调剖或调驱技术各项指标进行对比，得出适用于普遍非均质性较强油田的注入方式。另对5种调剖剂搭配优选微球的效果进行综合评价，评选出适合目标油田条件的组合调驱体系及最优段塞组合方式。实验结果表明：在65 下，中等凝胶、弱凝胶、铬凝胶聚合物分子间交联速度比等流度调驱剂和冻胶分散体（DMG）这2种体系快，具有良好的成胶强度；纳米聚合物微球的分散性和稳定性要优于超分子聚合物微球，且质量浓度变化对纳米型微球粒径中值影响程度不大；中等凝胶体系与岩心高渗层配伍性较好，0.1 PV中等凝胶+0.2 PV纳米微球的段塞组合调驱比单一的调剖或调驱技术的采收率增幅要大，且能够有效改善储层的非均质性，驱油效果较好。关键词：组合调驱；段塞组合；配伍性；采收率；非均质；逐级调堵中图分类号：TE357.46 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）01-0123-11Optimization and design of new stepbystep plugging control technologyMENG Xianghai1，JU Ye2，WANG Chengzhou3，LI Xiang2，WANG Nan1，ZHOU Zhen3（1.Bohai Oil Research Institute of Tianjin Branch，CNOOC，Tianjin 300450，China；2.CNOOC Oilfield Services Co Ltd.Oilfield Production Division，Tianjin 300450，China；3.Key Laboratory of Enhanced Oil and Gas Recovery of Ministry of Education，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China）Abstract：Aiming at the problems of high water cut and strong heterogeneity in the water flooding development process of Bohai BZ34-3 Oilfield，the previous solution was a single gel injection profile control or microsphere control flooding.The experiment proved the remaining oil of these 2 methods.The mining effect is not satisfactory.In order to improve the effect of oilfield development，the research on the influence of the combination of“profile control+flood control”on the oil displacement effect is carried out through the indoor core model.Taking the target oil field as an example，the combined control and flooding and single profile control or control and flooding technical indicators are compared，and an injection method suitable for generally heterogeneous and strong oil fields is obtained.In addition，a comprehensive evaluation of the effects of 5 profile control agents with optimized microspheres is car收稿日期：2021-06-30 改回日期：2022-01-04基金项目：“十三五”国家科技重大专项子课题“渤海双高油田多级窜逸堵调驱一体化技术研究与示范”（2016ZX05058-003-010）。第一作者：孟祥海，男，1976年生，高级工程师，从事海上油田开发开采技术研究。E-mail：通信作者：王承州，男，1996年生，在读硕士，从事提高油气采收率技术研究。E-mail：97I2023 年大庆石油地质与开发ried out，and the combination control and displacement system suitable for the target oilfield conditions and the optimal slug combination method are selected.The experimental results show that the intermolecular cross-linking speed of medium gel，weak gel and chromium gel polymer is faster than the 2 systems of isofluidity control and displacement agent and DMG at 65，and has good gel strength.The dispersion and stability of nano-polymer microspheres are better than those of supramolecular polymer microspheres，and the mass concentration change has little effect on the median diameter of nano-sized microspheres.The medium gel system has a better compatibility with the core high permeability layer.The slug combination control and flooding of“0.1PV medium gel+0.2PV nanospheres”has a higher recovery rate than the single profile control or flood control technology.It can effectively improve the heterogeneity of the reservoir and greatly improve the oil displacement effect.Key words：combination profile control and flooding；slug combination；compatibility；recovery factor；heterogeneity；step-by-step adjustment0引言渤海 BZ343 油田位于渤海南部，为夹持在多条断层之间的一个垒块构造。受断层切割和砂体分布影响，油田多为断块油藏，含油层段多、开采较为困难，尤其在经历了衰竭开采、人工注水开采、油田综合调整这3个阶段后1，开采油藏面临储层非均质性加剧、油层压力降低、含水率上升等诸多问题。针对提高油田的开发效果，前人26已经开展了大量的室内研究实验。梁守成等7通过室内物理模拟实验认为，“强凝胶封堵大孔道+聚合物微球转向中低渗透层调驱”多级调剖调驱技术兼顾了大孔道治理和中低渗透层深部液流转向技术需求，能够获得较好的增油降水效果；苏毅等8验证了复合调驱体系在双高油田中能够有效封堵水流优势通道，改善油水流度比，扩大波及体积，实现深部调驱，提高剩余储量动用程度，有效改善了注水开发效果；张楠等9认为在“复合凝胶+微球/高效驱油剂”段塞组合中，复合凝胶在高渗透层内滞留作用较强，液流转向效果较好，使得后续“微球/高效驱油剂”满足中低渗透层扩大波及体积或洗油效率的需求，因而采收率增幅明显，采收率增幅26.50%。虽然近年来油田采用组合调驱的方法，在现场也取得了明显增油降水效果，但对组合调驱方式与油藏储层适应性的研究分析较少。本文通过室内实验，对比分析了2种聚合物微球粒径及膨胀倍数变化对人造模拟岩心的匹配性。考察5种调剖体系对人造岩心的适应性10，以及在搭配不同浓度的调驱剂时产生的压力、产液量、含水率等作出分析，获得适用于目标油田的段塞组合方式。这对于调剖/调驱技术个性化方案的设计及油田高效开发具有重要指导意义。1调驱实验1.1实验材料1.1.1实验药剂1.1.1.1初低黏延缓交联型调剖体系（调剖剂）中等凝胶体系（702聚合物+交联剂+固化剂乳液+促交剂）。弱凝胶体系（702聚合物+交联剂+固化剂乳液+促交剂）。Cr3+凝胶体系（702聚合物+有机铬交联剂）。有机铬有效质量分数 1.52%、冻胶分散体DMG、等流度调驱剂（PPG 王+PPG 分散剂）。其中聚合物为 702 聚合物，固体质量分数 100%，交联剂为低温酚醛树脂类交联剂，有效体积分数为100%，固化剂为间苯二酚，有效质量分数100%。1.1.1.2非连续性调驱体系（调驱剂）主要为聚合物微球，为纳米型荧光示踪微球，质量浓度 3 000 mg/L，有效物质量分数为 100%。以上实验药剂均由中海油田服务股份有限公司天津分公司提供。1.1.2实验用水BZ343油田注入水，总矿化度为8 057.82 mg/L，离子质量浓度：K+Na+为 2 735.03 mg/L、Ca2+为192.58 mg/L、Mg2+为29.61 mg/L、Cl-为4 624.52 mg/L、SO42-为30.2 mg/L、HCO3-为445.88 mg/L。1.1.3实验岩心实验岩心为石英砂环氧树脂胶结人造岩心，岩心尺寸：高宽长=4.5 cm4.5 cm30 cm，组合调驱方式与储层适应性研究所用岩心为3层非均质124第 42 卷 第 1 期孟祥海 等：新型逐级调堵技术优化与设计岩 心，渗 透 率 分 别 为 10 00010-3、2 00010-3、50010-3 m2。1.2实验设备实验仪器：四联搅拌器配制、DV型布氏黏度仪、电热恒温烘箱、奥特光学仪器 BDS400倒置生物荧光显微镜、磁力搅拌器、平流泵、手摇泵、压力表、岩心夹持器、中间容器和烧杯等。实验条件：实验温度为 65，除平流泵和手摇泵外，其他部分均置于65 恒温箱内。实验流程见图1。1.3实验方法和步骤1.3.1组合调驱体系性能评测用渤海 BZ343 油田的现场注入水配制质量浓度为5 000 mg/L的聚合物母液备用，用注入水稀释成质量浓度为