CN109138905A - 用冻胶微球的油井选择性堵水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供用冻胶微球的油井选择性堵水方法,采用丙烯酰胺和丙烯酸单体,添加分散剂和交联剂,在表面活性剂和溶剂混合介质中形成油水混合乳液,单体共聚后,即成微球;选择微球粒径,将微球分散在配置用水中配置成微球工作液,以低速注入,注入完微球工作液后需要注入过顶替液,关井一段时间然后开井,开井后控制油井产液量不高于堵水前。本发明的有益效果是增加油井原油产量,降低油井含水率。

Description

用冻胶微球的油井选择性堵水方法
技术领域
本发明属于油气田开发技术领域,涉及采用冻胶微球作堵剂,进行油井选择性堵水。
背景技术
油井出水是油田开发过程中不可避免地要遇到的问题,油井出水有许多危害。油井堵水是指从油井控制水的产出,油井堵水剂(简称堵水剂)是指从油井注入地层,控制油井产水的物质。可分为选择性堵水剂和非选择性堵水剂。前者是指那些对油和水或产油层和产水层的封堵有差别的堵水剂,对油井堵水比较重要。目前国内外广泛应用的选择性堵水剂有冻胶和泡沫。冻胶是由聚合物与交联剂配成的失去流动性的体系,主要依靠填充地层孔道来实现,称为连续相堵剂,缺点是地下交联效果影响因素多,无法适应高温高矿化度的油藏条件。泡沫堵水剂受地层压力影响较大,气体体积会随着地层压力变化较大,而泡沫特征值影响封堵能力。同时,注入压力相对于液态堵水剂要高。冻胶微球是颗粒堵剂,依靠在地层的孔喉处架桥、捕集封堵,是一种分散相的堵剂,对渗透率有更高的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供用冻胶微球的油井选择性堵水方法,本发明的有益效果是增加油井原油产量,降低油井含水率。
本发明所采用的技术方案如下:
1、用微乳聚合的方法制备冻胶微球:采用丙烯酰胺和丙烯酸单体,添加分散剂和交联剂,在表面活性剂和溶剂混合介质中形成油水混合乳液,单体共聚后,即成冻胶微球。通过不同的搅拌速度、搅拌时间以及不同的乳化剂的量,可以得到粒径大小不同的冻胶微球。如搅拌速度为500rpm,搅拌时间2h,乳化剂的用量0.16%时,微球的初始平均粒径为200nm左右;搅拌速度为175rpm,搅拌时间1h,乳化剂的用量0.08%时,微球的初始粒径1200nm左右。
2、选择性堵水的原理
根据分散体系颗粒粒径小于地层孔喉直径的1/3,这些微球可以自由的通过地层的高渗孔道,进入到地层后膨胀,在油井回采过程中,在地层保存一定时间后的微球,在高渗透孔道入口处架桥产生堵塞(通常叫捕集),增加高渗层水的阻力,迫使注入水进入含油饱和度较高的地层。见图1.
3、微球的选择
(1)可以采用示踪剂描述结果选择微球粒径,示踪剂优先进入油水井间的优势通道,通过见剂时间可以得到地层的渗透率和孔喉直径,根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择;
(2)若没有示踪剂数据,可以通过测井资料提供的原始渗透率和孔隙度,得到地层平均的孔喉直径,进而根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择。
4、选择性堵水工艺
(1)工作液的配置。微球浓度为2000~20000mg/L,将其分散在配置用水中即可。
(2)工作液的用量。按照以下工作设计用量:
式中,V1——堵剂用量(m3);R2——堵剂在高渗透层前沿的半径(m3);
R1——堵剂在高渗透层后沿的半径(m3);h——油层厚度(m);
——油层的孔隙度(%);α1——纵向系数,高渗透层占油层厚度的百分数(%),一般为10~20%,通常取15%;β——方向系数,平面非均质性, (%),一般为70~80%,通常取75%。
(3)注入速度。微球的注入速度以低速慢注为宜,可以参考油井的产液量确定。
(4)过顶替液用量。为保证油井产量,注完微球工作液后需要注入过顶替液,将堵剂顶替出离井眼3m以上的距离,为产液留下通道。过顶替液的粘度必须高于前面被顶替堵剂的粘度,可以选用聚丙烯酰胺溶液,用量按下式计算:
式中,V2——过顶替液的量(m3);R3——过顶替液处理的半径(m),一般为3~5m;α2——过顶替液进入的厚度占油层厚度的百分数(%)。——油层的孔隙度 (%);β——方向系数。
(5)关井时间。应保证在油藏条件下微球得到充分膨胀所需时间。
(6)开井。开井后控制油井产液量不高于堵水前。观察含水率、日产油量、日产液量来评价堵水效果。起选择性堵水的作用,达到油井含水率降低,产油量增加的目的。
5、选择性堵水的物模试验
①按照一定的压实程度填制岩心管模型。岩心称干重m1,抽空饱和地层水,称湿重m2,测孔隙体积(v=(m2-m1)/p),计算孔隙度
②进行水相渗透率测定,待压力稳定后,根据达西定律计算渗透率K1,根据和K1计算出填砂管平均孔喉直径d。
③选择合适的微球配成工作液;
④饱和油,进行水驱至岩心出口含油饱和度95%;
⑤反注微球工作液0.5PV,膨胀5d;
⑥重新正注,观察含水率和产油量的变化,绘制驱油曲线。
附图说明
图1是H12K23井冻胶微球堵水前后采油曲线示意图;
图2是实施聚合微球堵水后日产油及含水率图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明在辽河油田金马采油厂的海外河油田进行应用。海外河油田属高孔中高渗透油藏,平均孔隙度28.7%,平均空气渗透率744×10-3μm2,地层温度在 70℃左右,地层水属于NaHCO3型,总矿化度平均2962.1mg/L。在注水开发过程中受储层非均质性影响,生产过程中注水突进严重,造成油井含水上升。由于含油井段长,层数多,单层厚度薄,具有多套油水组合,出水层找不准,卡不住,需要选择性堵水解决油井高含水问题。
1、微球粒径选择
在微球粒径选择过程中,由于海外河地层平均孔喉直径为12~20μm,选择两种粒径微球,一种为纳米级微球,初始粒径0.05~0.5μm,膨胀后微球尺寸为 3~5μm;另一种为微米级微球,初始粒径1.5~3μm,膨胀后微球尺寸为10~ 30μm。筛选原则一是保证冻胶微球能够平稳顺利注入地层;二是保证冻胶微球膨胀后能够实现有效地捕集封堵。
2、微球用量选择
根据地层孔喉直径的分布范围,选用不同型号微球按照先细后粗的原则分段塞式注入。设计用量按照上述公式计算,然后采用过顶替液将堵剂顶替至离井至少3m以远的位置,在近井眼地带留下低流动阻力的产液空间,使油井堵水后能保持高产液量。根据油层厚度,选择冻胶微球用量不同,每米地层用量为10~20m3冻胶微球工作液。
3、施工效果
根据冻胶微球堵水技术选择性好、尺寸小、易注入的特点,主要选择油层厚度小,单层、中低渗透率的高含水井作为目标井。在海外河油田共试验7口井,措施有效率达到100%,累积增油2390t,降水7665m3。平均单井增油341t,降水1095m3,平均生产天数180d,效果见表1。其中有5口井见到了增油降水效果,2口井见到降水效果。
表1:聚合物微球堵水效果统计表
典型井如H12K23井,生产层系d3 1,油层厚2.5m/1层,与注水井H11-22、 H1221连通。措施前日产油0.8t,日产水17.4m3,含水95.7%。按处理半径10m 设计,堵剂250m3,其中12000mg/L的SD-310微球堵水剂150m3,15000mg/L 的SD-320微球堵水剂100m3,过顶替液50m3,注入排量0.1m3/min,不动生产管柱直接在环套反挤,施工压力上升1MPa。实施聚合微球堵水后最高日产油达到18.4t,含水下降到40%,见图2。该井累积生产269d,累积增油1285t。冻胶微球堵水技术在该井成功应用,为海外河油田薄油层堵水提供了有效方法。
本发明将选择性堵水剂冻胶微球工作液,按照选择性的堵水方法注入到出水的油井。该工作液中的微球小于优势通道孔喉直径的1/3,可以优先进入出水通道,微球在地层条件小吸水膨胀。当油井恢复生产时,膨胀后的微球可在优势通道上通过架桥产生堵塞,增加了水流阻力,达到油井含水率降低,产油量增加的目的。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.用冻胶微球的油井选择性堵水方法,其特征在于按照以下步骤进行:
步骤1:选择微球粒径;
(1)采用示踪剂描述结果选择微球粒径,示踪剂优先进入油水井间的优势通道,通过见剂时间得到地层的渗透率和孔喉直径,根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择;
(2)或通过测井资料提供的原始渗透率和孔隙度,得到地层平均的孔喉直径,进而根据微球粒径与地层孔喉直径的匹配关系进行选择;
步骤2:选择性堵水工艺;
将微球分散在配置用水中配置成微球工作液,以低速注入,注入完微球工作液后需要注入过顶替液,关井一段时间然后开井,开井后控制油井产液量不高于堵水前。
2.按照权利可要求1所述用冻胶微球的油井选择性堵水方法,其特征在于:所述步骤2中微球工作液浓度为2000~20000mg/L。
3.按照权利可要求1所述用冻胶微球的油井选择性堵水方法,其特征在于:所述步骤2中过顶替液注入将堵剂顶替出离井眼3m以上的距离,为产液留下通道,过顶替液的粘度必须高于前面被顶替堵剂的粘度。
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