CN110018096A - 一种界定聚合物微球调驱工艺参数的方法 - Google Patents
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Abstract
一种界定聚合物微球调驱工艺参数的方法。所述方法包括：(1)绘制聚合物微球溶液在人造岩心中的阻力系数的等值线，得到多个不同渗透率的人造岩心和不同水化时间的聚合物微球溶液对应的阻力系数的等值线图版；(2)根据目标油藏的地层孔喉半径和各类型聚合物微球的地层适应情况，选择聚合物微球；(3)根据目标油藏的地层渗透率和聚合物微球的完全膨胀时间，选择出适应的阻力系数的等值线图版；和(4)计算调驱时的聚合物微球溶液的注入速度的范围V1‑V2，结合设定的阻力系数值，在阻力系数的等值线图版上界定出聚合物微球的溶液的浓度范围。本申请的方法能够科学、快速的界定聚合物微球调驱工艺参数。
Description
技术领域
本申请涉及聚合物微球调驱技术，尤指一种界定聚合物微球调驱工艺参数的方法。
背景技术
聚合物微球调驱技术凭借其先进的调驱理念及显著的措施效果，在油田中的应用越来越广泛。然而，聚合物微球调驱的机理复杂，其封堵能力受自身粒径、地层孔喉直径、注入浓度、注入速度等多因素影响，导致工艺方案设计困难。
目前关于聚合物微球调驱工艺参数界定的方法主要有：
1.经验法：设计人员依据其丰富的设计经验及相似油藏条件的类比，再结合技术本身的特点，给出相应工艺参数的取值；
2.实验法：设计人员针对目标油藏条件进行聚合物微球的适应性实验，通过大量岩心驱替实验来获得相应工艺参数的适宜数值。
经验法欠缺精确的科学依据，导致方案参数设计缺乏科学性及针对性，加大了调驱方案失败的风险；实验法的研究周期过长，而且每当有新的目标油藏时需要重新进行研究，会耗费大量人力物力，尤其在遇到紧急施工时，根本无法在指定时间内完成方案设计。
因此，急需一种科学、快速的界定工艺参数的方法，以指导聚合物微球调驱方案设计。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种界定聚合物微球调驱工艺参数的方法，该方法能够科学、快速地获得聚合物微球调驱工艺的参数。
具体地，本申请提供了一种界定聚合物微球调驱工艺参数的方法，所述方法包括：
(1)以实验室配制的聚合物微球溶液的浓度为横坐标、将所述聚合物微球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，绘制所述聚合物微球溶液在所述人造岩心中的阻力系数的等值线，得到多个不同渗透率的人造岩心和不同水化时间的聚合物微球溶液对应的阻力系数的等值线图版；
(2)根据目标油藏的地层孔喉半径和各类型聚合物微球的地层适应情况，选择用于对目标油藏进行调驱的聚合物微球；
(3)根据目标油藏的地层渗透率和步骤(2)选择出的聚合物微球的完全膨胀时间，选择出适应的阻力系数的等值线图版；和
(4)计算采用步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液对目标油藏进行调驱时的聚合物微球溶液的注入速度的范围V1-V2，结合设定的阻力系数值，在步骤(3)选择出的阻力系数的等值线图版上界定出步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液的浓度范围。
在本申请的实施例中，绘制所述聚合物微球溶液在所述人造岩心中的阻力系数的等值线可以包括：
a、选取不同渗透率的人造岩心，将所述不同渗透率的人造岩心抽真空后饱和水，直至压力稳定，记录稳定后的压力值P1，并计算所述人造岩心的孔隙体积PV；
b、将不同水化时间、不同浓度的聚合物微球溶液分别以不同的注入速度注入步骤a得到的人造岩心中进行调驱，并记录注完聚合物微球溶液时注入端的压力P2；
c、根据步骤a和步骤b记录得到的P1和P2计算阻力系数Rf；和
d、采用步骤c得出的阻力系数Rf，以聚合物微球溶液的浓度为横坐标、将所述聚合物微球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，绘制所述聚合物微球溶液在所述人造岩心中的阻力系数的等值线。
在本申请的实施例中，所述在步骤(3)选择出的阻力系数的等值线图版上界定出步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液的浓度范围可以包括：
在等值线图版中，分别以纵坐标V1、V2为起点画垂直于纵坐标的直线，直至与设定的阻力系数的等值线相交于交点A1和A2；和
从两个交点A1、A2画垂直于横坐标的直线，直至与横坐标相交于交点B1和B2，则步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液的浓度范围为B1-B2。
在本申请的实施例中，计算采用步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液对目标油藏进行调驱时的聚合物微球溶液的注入速度V1、V2采用的公式为：
V1＝V岩心×65％；
V2＝V岩心×80％；
式中：V岩心——岩心驱替速度，mL/min；
V水窜——地层水窜速度，cm/d；
S岩心——人造岩心的端面积，cm2。
在本申请的实施例中，在步骤b的聚合物微球溶液中，聚合物微球的质量分数可以为0.08％-0.8％。
在本申请的实施例中，在步骤b中，所述聚合物微球溶液的注入速度可以为0.2-2mL/min。
在本申请的实施例中，在步骤b中，所述聚合物微球溶液的水化时间可以为3-21天。
在本申请的实施例中，在步骤b中，所述聚合物微球溶液的注入量可以为3-7PV。
在本申请的实施例中，所述人造岩心的渗透率可以为800-12000md。
在本申请的实施例中，步骤(1)的实验室实验采用的聚合物微可以包括纳米球和核壳球，步骤(1)得到的纳米球的阻力系数的等值线图版如图2-13所示，步骤(1)得到的核壳球的阻力系数的等值线图版如图15-26所示。
本申请的方法能够科学、快速的界定聚合物微球调驱工艺参数，为指导聚合物微球调驱方案设计提供数据支持。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例1的流动性实验得到的水和纳米球溶液在人造岩心中的压力和阻力系数随水和纳米球溶液的注入量的变化曲线；
图2为本申请实施例1的水化时间为3天的纳米球溶液在800md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图3为本申请实施例1的水化时间为7天的纳米球溶液在800md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图4为本申请实施例1的水化时间为14天的纳米球溶液在800md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图5为本申请实施例1的水化时间为21天的纳米球溶液在800md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图6为本申请实施例1的水化时间为3天的纳米球溶液在2000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图7为本申请实施例1的水化时间为7天的纳米球溶液在2000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图8为本申请实施例1的水化时间为14天的纳米球溶液在2000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图9为本申请实施例1的水化时间为21天的纳米球溶液在2000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图10为本申请实施例1的水化时间为3天的纳米球溶液在4000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图11为本申请实施例1的水化时间为7天的纳米球溶液在4000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图12为本申请实施例1的水化时间为14天的纳米球溶液在4000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图13为本申请实施例1的水化时间为21天的纳米球溶液在4000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图14为本申请实施例2的流动性实验得到的水和核壳球溶液在人造岩心中的压力和阻力系数随水和核壳球溶液的注入量的变化曲线；
图15为本申请实施例2的水化时间为3天的核壳球溶液在4000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图16为本申请实施例2的水化时间为7天的核壳球溶液在4000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图17为本申请实施例2的水化时间为14天的核壳球溶液在4000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图18为本申请实施例2的水化时间为21天的核壳球溶液在4000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图19为本申请实施例2的水化时间为3天的核壳球溶液在8000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图20为本申请实施例2的水化时间为7天的核壳球溶液在8000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图21为本申请实施例2的水化时间为14天的核壳球溶液在8000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图22为本申请实施例2的水化时间为21天的核壳球溶液在8000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图23为本申请实施例2的水化时间为3天的核壳球溶液在12000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图24为本申请实施例2的水化时间为7天的核壳球溶液在12000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图25为本申请实施例2的水化时间为14天的核壳球溶液在12000md渗透率下的阻力系数的等值线图版；
图26为本申请实施例2的水化时间为21天的核壳球溶液在12000md渗透率下的阻力系数的等值线图版。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
以下实施例中所采用的交联聚合物微球母液包括交联纳米球母液和交联核壳球母液，均由北京固安国堪石油技术有限公司提供，纳米球的型号为NM-2，核壳球的型号为HK-460，交联聚合物微球母液的有效固含量均为25％；
模拟地层水的矿化度为5863.27mg/L；
人造岩心的规格为：宽×高×长＝4.5cm×4.5cm×30cm。
实施例1
本实施例的界定聚合物微球调驱工艺参数的方法包括下述步骤。
1.聚合物微球溶液的配制
在烧杯中加入交联聚合物微球母液，用模拟地层水将交联聚合物微球母液分别稀释至一定浓度，机械搅拌持续分散5小时以上。搅拌均匀后将配制好的聚合物微球溶液置于70℃恒温箱中，使交联聚合物微球水化。
2.流动性实验
实验在本领域常用的岩心驱替装置中进行，实验温度为70℃。
(1)选取不同渗透率的人造岩心，将所述不同渗透率的人造岩心抽真空后饱和水，直至压力稳定，记录稳定后的压力值P1，并计算所述人造岩心的孔隙体积PV；
(2)将不同水化时间、不同浓度的聚合物微球溶液分别以不同的注入速度注入步骤(1)得到的人造岩心中进行调驱，总注入量为4PV，并实时记录注入端的压力，将完成4PV注入量时注入端的压力记为P2；
(3)向步骤(2)的人造岩心中注入1PV水，再次进行水驱。
流动性实验中的参数设置如表1所示。
表1聚合物微球溶液流动性实验参数
注：聚合物微球溶液的浓度以聚合物微球在溶液中的质量分数表示。
3.纳米球的流动性实验结果
流动性实验过程中能够从与岩心驱替装置连接的电脑上输出注入端的压力随水和聚合物微球溶液的注入量的变化曲线。以纳米球的浓度为0.2％、注入速度为1mL/min、水化时间为14天，人造岩心的渗透率为800md的情况为例，流动性实验得到的压力变化曲线如图1所示。
实验表明，纳米球在水中的分散性好，纳米球溶液易于注入。由图1可知，随着纳米球溶液的注入，注入压力快速上升，封堵能力很快得到提高。且压力曲线未出现大幅度的波动，表明纳米球的可注入性非常好，注入过程中未发生堵塞，纳米球能顺利进入岩心。注入压力随纳米球溶液的注入量逐渐上升，当纳米球溶液的注入量为1PV左右时，注入压力从注入纳米球溶液前的3.47MPa升至23.56MPa，阻力系数为6.41；当纳米球溶液的注入量为4PV左右时，注入压力升至51.28MPa，阻力系数为13.96。说明随着纳米球溶液的不断注入，纳米球在人造岩心中的数量不断增多，虽然纳米球也在不断的变形和运移，但众多纳米球共同作用的结果是注入压力不断升高。后续注水时，注入压力基本保持注纳米球时的高压力水平，无突破压力，未出现水突破后压力大幅下降的现象。这也是微球溶液封堵的明显特征，造成这种现象的原因是：纳米球是弹性球体，它在油层中只有变形和运移，对水始终有大的阻碍作用，不像冻胶类封堵剂，一旦水突破后，注入压力会迅速降低，对水的阻力明显减小。
4.纳米球溶液的适应性分析
首先要对流动性实验的结果进行处理，包括：
根据P1和P2计算聚合物微球溶液在人造岩心中的阻力系数，依据的公式为：Rf＝△Ps/P1＝(P2-P1)/P1；以及
根据达西公式计算人造岩心的实际渗透率Kw。
4.1纳米球溶液在800md渗透率条件下的适应性分析
纳米球溶液在800md渗透率条件下的流动性实验结果处理如表2所示。
表2纳米球溶液在800md条件下的流动性实验数据处理结果
可以看出，人造岩心的实际渗透率Kw接近人造岩心的制造商提供的渗透率800md，说明对人造岩心的选择无误。
根据计算得到的阻力系数Rf，以纳米球溶液的浓度为横坐标，纳米球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，采用surfer软件分别绘制水化时间为3天、7天、14天和21天的纳米球溶液对应的阻力系数的等值线图版，如图2-5所示。
从表2和图2-5可以看出，阻力系数随水化时间的增大而明显增大。其中，水化时间为3天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为2.99～27.47，水化时间为7天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为4.52～42.13，水化时间为14天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为5.75～72.45，水化时间为21天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为7.32～101.88。这说明纳米球溶液对渗透率为800md的人造岩心的流度控制能力随水化时间的增大而增大，水化时间为21天时最大。而且，等值线在各图右下角处较为密集，左上角处较为稀疏，可知阻力系数随注入速度的变化并不明显，且注入速度越小阻力系数越大，但随纳米球浓度的增大而明显升高。这说明单位体积内微球颗粒数目越大，其深部调剖效果越好，为主导因素。当纳米球浓度为0.4质量％、注入速度为0.2mL/min时，阻力系数最大。
4.2纳米球溶液在2000md渗透率条件下的适应性分析
纳米球溶液在2000md渗透率条件下的流动性实验结果处理如表3所示。
表3纳米球溶液在2000md条件下的流动性实验数据处理结果
根据计算得到的阻力系数Rf，以纳米球溶液的浓度为横坐标，纳米球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，采用surfer软件分别绘制水化时间为3天、7天、14天和21天的纳米球溶液对应的阻力系数的等值线图版，如图6-9所示。
从表3和图6-9可以看出，阻力系数随水化时间的增大而明显增大。其中，水化时间为3天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为1.67～15.18，水化时间为7天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为2.12～23.85，水化时间为14天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为8.25～101.19，水化时间为21天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为13.95～147.42。这说明纳米球溶液对渗透率为2000md的人造岩心的流度控制能力随水化时间的增大而增大，水化时间为21天时最大。而且，等值线在各图右下角处较为密集，左上角处较为稀疏，可知阻力系数随注入速度的变化并不明显，且注入速度越小阻力系数越大，但随纳米球浓度的增大而明显升高。这说明单位体积内微球颗粒数目越大，其深部调剖效果越好，为主导因素。当纳米球浓度为0.4质量％、注入速度为0.2mL/min时，阻力系数最大。
4.3纳米球溶液在4000md渗透率条件下的适应性分析
纳米球溶液在4000md渗透率条件下的流动性实验结果处理如表4所示。
表4纳米球溶液在4000md条件下的流动性实验数据处理结果
根据计算得到的阻力系数Rf，以纳米球溶液的浓度为横坐标，纳米球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，采用surfer软件分别绘制水化时间为3天、7天、14天和21天的纳米球溶液对应的阻力系数的等值线图版，如图10-13所示。
从表4和图10-13可以看出，阻力系数随水化时间的增大而明显增大。其中，水化时间为3天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为3.25～22.27，水化时间为7天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为4.83～28.22，水化时间为14天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为7.49～65.99，水化时间为21天的纳米球溶液的阻力系数变化范围为11.1～124.62。这说明纳米球溶液对渗透率为4000md的人造岩心的流度控制能力随水化时间的增大而增大，水化时间为21天时最大。而且，等值线在各图右下角处较为密集，左上角处较为稀疏，可知阻力系数随注入速度的变化并不明显，且注入速度越小阻力系数越大，但随纳米球浓度的增大而明显升高。这说明单位体积内微球颗粒数目越大，其深部调剖效果越好，为主导因素。当纳米球浓度为0.4质量％、注入速度为0.2mL/min时，阻力系数最大。
5.纳米球流动性实验结果分析
(1)水化时间在3～21天范围内时，随水化时间的增加，纳米球的粒径逐渐增大，阻力系数逐渐增大，封堵性能逐渐增强，21天时阻力系数达到最大，且21天时的封堵性能比14天时提高了1.41～1.89倍，14天时的封堵性能比7天时提高了1.72～4.24倍，7天时的封堵性能比3天时提高了1.27～1.57倍。
(2)由于纳米球初始粒径较小，为纳米级，水化后仍然较小，当改变纳米球注入速度后，其对注入压力影响较小，阻力系数增大幅度并不明显。
(3)当水化时间一定时，纳米球的浓度为封堵性能的主要影响因素，这是由于微球质量分数高的分散体系中，单位体积内微球颗粒数目大，其吸附架桥能力就越强，因此封堵能力越好。
(4)800md、2000md、4000md渗透率条件下得到的阻力系数的最大值分别为101.88、147.42、124.62，可以看出纳米微球与2000md的孔喉匹配性最好，封堵性能最高。
6.核壳球的流动性实验结果
以核壳球的浓度为0.8质量％、注入速度为0.5mL/min、水化时间为14天，人造岩心的渗透率为800md的情况为例，流动性实验得到的压力变化曲线如图14所示。
实验表明，核壳球在水中的分散性好，核壳球溶液易于注入。由图15可知，随着核壳球溶液的注入，注入压力小幅上升，封堵能力较快得到提高。压力曲线未出现大幅度的波动，表明核壳球的可注入性非常好，注入过程中未发生堵塞，核壳球能顺利进入岩心。注入压力随核壳球溶液的注入量逐渐上升，当核壳球溶液的注入量为1PV左右时，注入压力从注入核壳球溶液前的5.54MPa升至19.47MPa，阻力系数为31.41；当核壳球溶液的注入量为4PV左右时，注入压力升至47.23MPa，阻力系数为76.18。说明随着核壳球溶液的不断注入，核壳球在人造岩心中的数量不断增多，虽然核壳球也在不断的变形和运移，但众多核壳球共同作用的结果是注入压力不断升高。后续注水时，注入压力基本保持注核壳球时的高压力水平，无突破压力，未出现水突破后压力大幅下降的现象。这也是微球溶液封堵的明显特征，造成这种现象的原因是：核壳球是弹性球体，它在油层中只有变形和运移，对水始终有大的阻碍作用，不像冻胶类封堵剂，一旦水突破后，注入压力会迅速降低，对水的阻力明显减小。
7.核壳球溶液的适应性分析
7.1核壳球溶液在4000md渗透率条件下的适应性分析
核壳球溶液在4000md渗透率条件下的流动性实验结果处理如表5所示。
表5核壳球溶液在4000md条件下的流动性实验数据处理结果
根据计算得到的阻力系数Rf，以核壳球溶液的浓度为横坐标，核壳球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，采用surfer软件分别绘制水化时间为3天、7天、14天和21天的核壳球溶液对应的阻力系数的等值线图版，如图15-18所示。
从表5和图15-18可以看出，随着水化时间的增加，阻力系数先增大后减小。其中，水化时间为3天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为6.99～25.73，水化时间为7天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为11.11～48.08，水化时间为14天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为17.36～76.17，水化时间为21天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为15.74～69.89。这说明随着水化时间的增加，核壳球溶液对渗透率为4000md的人造岩心的流度控制能力先增大后减小，水化时间为14天时最大。而且，等值线在各图右下角处较为密集，左上角处较为稀疏，可知阻力系数随注入速度的变化并不明显，且注入速度越小阻力系数越大，但随核壳球浓度的增大而明显升高。这说明单位体积内微球颗粒数目越大，其深部调剖效果越好，为主导因素。当核壳球浓度为0.8质量％、注入速度为0.5mL/min时，阻力系数最大。
7.2核壳球溶液在8000md渗透率条件下的适应性分析
核壳球溶液在8000md渗透率条件下的流动性实验结果处理如表6所示。
表6核壳球溶液在8000md条件下的流动性实验数据处理结果
根据计算得到的阻力系数Rf，以核壳球溶液的浓度为横坐标，核壳球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，采用surfer软件分别绘制水化时间为3天、7天、14天和21天的核壳球溶液对应的阻力系数的等值线图版，如图19-22所示。
从表6和图19-22可以看出，随着水化时间的增加，阻力系数先增大后减小。其中，水化时间为3天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为1.49～5.38，水化时间为7天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为3.99～13.02，水化时间为14天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为13.52～53.32，水化时间为21天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为6.19～24.74。这说明随着水化时间的增加，核壳球溶液对渗透率为8000md的人造岩心的流度控制能力先增大后减小，水化时间为14天时最大。而且，等值线在各图右下角处较为密集，左上角处较为稀疏，可知阻力系数随注入速度的变化并不明显，且注入速度越小阻力系数越大，但随核壳球浓度的增大而明显升高。这说明单位体积内微球颗粒数目越大，其深部调剖效果越好，为主导因素。当核壳球浓度为0.8质量％、注入速度为0.5mL/min时，阻力系数最大。
7.3核壳球溶液在12000md渗透率条件下的适应性分析
核壳球溶液在12000md渗透率条件下的流动性实验结果处理如表7所示。
表7核壳球溶液在12000md条件下的流动性实验数据处理结果
根据计算得到的阻力系数Rf，以核壳球溶液的浓度为横坐标，核壳球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，采用surfer软件分别绘制水化时间为3天、7天、14天和21天的核壳球溶液对应的阻力系数的等值线图版，如图23-26所示。
从表7和图23-26可以看出，随着水化时间的增加，阻力系数先增大后减小。其中，水化时间为3天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为1.95～7.18，水化时间为7天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为3.12～13.5，水化时间为14天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为8.27～36.29，水化时间为21天的核壳球溶液的阻力系数变化范围为7.19～17.86。这说明随着水化时间的增加，核壳球溶液对渗透率为8000md的人造岩心的流度控制能力先增大后减小，水化时间为14天时最大。而且，等值线在各图右下角处较为密集，左上角处较为稀疏，可知阻力系数随注入速度的变化并不明显，且注入速度越小阻力系数越大，但随核壳球浓度的增大而明显升高。这说明单位体积内微球颗粒数目越大，其深部调剖效果越好，为主导因素。当核壳球浓度为0.8质量％、注入速度为0.5mL/min时，阻力系数最大。
8.针对目标油藏的聚合物微球调驱工艺参数的界定
8.1油藏条件：
(1)地层渗透率：4000md；
(2)油层中部压力：18.31MPa；
(3)油层温度：约56℃；
(4)储层平均孔隙度：34.4％；
(5)注入水矿化度：5048.84mg/L；
(6)水窜推进速度：1m/天；
(7)水井注水速度：500方/天。
8.2微球选型
8.2.1孔喉直径计算
地层孔喉半径计算公式为：
式中：k——地层渗透率，md(相当于μm2)；
φ——储层的孔隙度，计算时按34.4代入公式；
r——地层的平均孔喉半径，μm。
计算可得地层的平均孔喉半径为：30.4μm。
8.2.2微球选型
根据表8可以看出，地层渗透率4000md在核壳球的地层适应范围内，故针对目标油藏的调驱作业用药剂要在核壳球的范围内进行选择。又根据地层的平均孔喉半径，结合核壳球HK-460的优势——具有较窄的粒度分布和相对较快的水化溶胀速度，适合海上高渗透强水窜油藏，可选择核壳球HK-460体系作为此次调驱作业用药剂。
表8核壳球-1地层适应性
8.3注入速度及微球溶液浓度的界定
为保证微球在地层运移中有足够的时间进行吸附、架桥封堵，一般选择将聚合物微球溶液的现场注入速度设计为实验室中岩心驱替速度的65％至80％。
由以下公式计算岩心驱替速度：
式中：V岩心——岩心驱替速度，mL/min；
V水窜——地层水窜速度，cm/d；
S岩心——人造岩心的端面积，cm2。
在本实施例中，地层水窜速度V水窜为1m/d＝100cm/d，S岩心＝4.5cm×4.5cm＝20.25cm2，计算得岩心驱替速度为1.4mL/min，则该驱替速度的65％至80％为0.91-1.12mL/min，即聚合物微球溶液的现场注入速度为0.91-1.12mL/min。微球有效封堵地层的基本条件为：阻力系数≥35。
针对该目标油藏进行调驱时，根据聚合物微球溶液的流速和三分之一井距(调驱时通常选择让微球进入到三分之一井距后再膨胀封堵)得出聚合物微球的流动时间大约为14天，因此选择水化时间为14天的阻力系数的等值线图版来确定聚合物微球调驱的工艺参数，对应的阻力系数等值线版图为图17。
在图版中分别以纵坐标0.91mL/min、1.12mL/min为起点画垂直于纵坐标的直线，直至与阻力系数为35的等值线相交于A1和A2，从两个交点A1、A2画垂直于横坐标的直线，直至与横坐标相交于B1和B2，B1、B2的数值分别为0.3％和0.42％，因此，本次调驱的聚合物微球的浓度范围为0.3％-0.42％，即3000-4200ppm。本领域技术人员应当理解的是，虽然当聚合物微球的浓度＞0.42％时也能够满足阻力系数≥35，但此时的调驱成本较高，综合调驱效果和成本，浓度为0.3％-0.42％的聚合物微球溶液更适宜用于调驱。
若将通过上述方法确定的聚合物微球溶液的浓度用于现场时未能获得满意的调驱效果，可以将阻力系数调高，重新界定聚合物微球溶液的浓度。
现场应用成果
在油藏施工现场，依据本申请的界定聚合物微球调驱工艺参数的方法以及采用本申请实施例的阻力系数等值线图版来设计聚合物微球调驱的工艺参数，现场测试结果如表11所示。
表11现场应用结果
可以看出，12次现场应用的累积增油总量为112765方，为海上油田稳油控水做出了巨大贡献。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种界定聚合物微球调驱工艺参数的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)以实验室配制的聚合物微球溶液的浓度为横坐标、将所述聚合物微球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，绘制所述聚合物微球溶液在所述人造岩心中的阻力系数的等值线，得到多个不同渗透率的人造岩心和不同水化时间的聚合物微球溶液对应的阻力系数的等值线图版；
(2)根据目标油藏的地层孔喉半径和各类型聚合物微球的地层适应情况，选择用于对目标油藏进行调驱的聚合物微球；
(3)根据目标油藏的地层渗透率和步骤(2)选择出的聚合物微球的完全膨胀时间，选择出适应的阻力系数的等值线图版；和
(4)计算采用步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液对目标油藏进行调驱时的聚合物微球溶液的注入速度的范围V1-V2，结合设定的阻力系数值，在步骤(3)选择出的阻力系数的等值线图版上界定出步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液的浓度范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，绘制所述聚合物微球溶液在所述人造岩心中的阻力系数的等值线包括：
a、选取不同渗透率的人造岩心，将所述不同渗透率的人造岩心抽真空后饱和水，直至压力稳定，记录稳定后的压力值P1，并计算所述人造岩心的孔隙体积PV；
b、将不同水化时间、不同浓度的聚合物微球溶液分别以不同的注入速度注入步骤a得到的人造岩心中进行调驱，并记录注完聚合物微球溶液时注入端的压力P2；
c、根据步骤a和步骤b记录得到的P1和P2计算阻力系数Rf；和
d、采用步骤c得出的阻力系数Rf，以聚合物微球溶液的浓度为横坐标、将所述聚合物微球溶液注入人造岩心时的注入速度为纵坐标，绘制所述聚合物微球溶液在所述人造岩心中的阻力系数的等值线。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述在步骤(3)选择出的阻力系数的等值线图版上界定出步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液的浓度范围包括：
在等值线图版中，分别以纵坐标V1、V2为起点画垂直于纵坐标的直线，直至与设定的阻力系数的等值线相交于交点A1和A2；和
从两个交点A1、A2画垂直于横坐标的直线，直至与横坐标相交于交点B1和B2，则步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液的浓度范围为B1-B2。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，计算采用步骤(2)选择出的聚合物微球的溶液对目标油藏进行调驱时的聚合物微球溶液的注入速度V1、V2采用的公式为：
V1＝V岩心×65％；
V2＝V岩心×80％；
式中：V岩心——岩心驱替速度，mL/min；
V水窜——地层水窜速度，cm/d；
S岩心——人造岩心的端面积，cm2。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤b的聚合物微球溶液中，聚合物微球的质量分数为0.08％-0.8％。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤b中，所述聚合物微球溶液的注入速度为0.2-2mL/min。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤b中，所述聚合物微球溶液的水化时间为3-21天。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤b中，所述聚合物微球溶液的注入量为3-7PV。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述人造岩心的渗透率为800-12000md。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)的实验室实验采用的聚合物微球包括纳米球和核壳球，步骤(1)得到的纳米球的阻力系数的等值线图版如图2-13所示，步骤(1)得到的核壳球的阻力系数的等值线图版如图15-26所示。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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