CN113493682A - 一种复合调剖剂及油泥复合段塞调剖封窜工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合调剖剂及油泥复合段塞调剖封窜工艺，所述复合调剖剂包括油泥调剖剂及凝胶调剖剂，所述油泥调剖剂及凝胶调剖剂的重量比为1:1‑1:2；其中，所述油泥调剖剂包含油泥、体膨颗粒和/或植物纤维颗粒，以所述油泥的总重量为100％计，所述体膨颗粒的量为0.5％‑2％，植物纤维颗粒的量为1％‑2％。所述工艺利用该复合调剖剂，其包括：向中高周期稠油热采井中依次注入所述复合调剖剂中的油泥调剖剂及凝胶调剖剂，以分别形成油泥调剖剂段塞以及凝胶调剖剂段塞。本发明所提供的该工艺通过两段塞的协同作用，可以提高措施处理半径，提高封堵强度，增强措施效果。

Description

一种复合调剖剂及油泥复合段塞调剖封窜工艺
技术领域
本发明涉及一种复合调剖剂及油泥复合段塞调剖封窜工艺，属于石油开采技术领域。
背景技术
辽河油田曙光油田曙一区属于重质超稠油油藏，1999年投入开发，2018年超稠油年产油134.592×104t，占曙光油田总产量的62.1％，是保持曙光油田稳产的主导力量。随着油田的开发，生产矛盾日益突出，表现在以下两个方面：1、油层层间吸汽不均导致纵向动用程度差异较大，动用不均日益严重；2、井间汽窜现象较为普遍；近年来，汽窜比例在50％以上，年汽窜影响产量在4万吨以上，严重影响吞吐效果。
为改善超稠油油藏中高周期开发效果，2000年以来研究并应用了以凝胶类调剖、颗粒类调剖和树脂类调剖为主的常规高温暂堵调剖技术，结合氮气泡沫凝胶调剖、大剂量调剖封窜技术，形成了超稠油调剖封窜配套系列技术。其中，氮气泡沫凝胶调剖和大剂量调剖封窜技术处理半径较大、封堵强度高，措施效果较好，但单井措施成本较高，主要应用于汽窜程度严重的油井。对于汽窜程度一般或较为严重的油井则应用常规高温暂堵调剖技术。常规高温暂堵(凝胶类调剖、颗粒类调剖、树脂类调剖)调剖技术具有一定封堵强度和耐温性，且对井况无特殊要求，应用范围较广，施工时间短，对油井生产时率无影响，但由于措施成本的限制，单井处理半径较小，措施效果有限；具体而言，其单井措施成本约8-10万元，处理量约150-200吨，处理半径只有3m左右，加上封堵强度一般，措施效果有限。
随着超稠油油藏进入开发后期，层间吸汽不均和井间汽窜严重影响开发效果，急需研究开发一种措施成本较低、处理半径较大、封堵强度高的调剖封窜技术。该技术的研究应用对超稠油油藏后期开发具有重要意义。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种复合调剖剂。
本发明的另一个目的还在于提供一种适用于中高周期稠油热采井的油泥复合段塞调剖封窜工艺，该工艺利用以上所述的复合调剖剂。
为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种复合调剖剂，其中，所述复合调剖剂包括油泥调剖剂及凝胶调剖剂，所述油泥调剖剂及凝胶调剖剂的重量比为1:1-1:2；
其中，所述油泥调剖剂包含油泥、体膨颗粒和/或植物纤维颗粒，以所述油泥的总重量为100％计，所述体膨颗粒的量为0.5％-2％，植物纤维颗粒的量为1％-2％。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述油泥的含水率为75wt％-80wt％。
其中，油泥的含水率可以根据标准Q/SY LH 0533-2016《油田油泥含油、含水及杂质测定方法》进行检测获得。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述体膨颗粒的粒径为7-30目，膨胀倍数为5-8倍。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述体膨颗粒的量为0.5％-1％。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述体膨颗粒包括预交联高分子聚合物体膨颗粒和/或改性淀粉共聚物体膨颗粒。
其中，预交联高分子聚合物体膨颗粒、改性淀粉共聚物体膨颗粒均为常规物质，其均可以通过商购获得。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述植物纤维颗粒的粒径为30-70目。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述植物纤维颗粒包括由树皮或稻壳加工而成的植物纤维颗粒。
其中，将树皮或稻壳加工成植物纤维颗粒的工艺为本领域常规工艺。
在以上所述的复合调剖剂中，所述油泥调剖剂及凝胶调剖剂的重量比为1:1-1:2可以节约措施成本并降低施工时间。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述凝胶调剖剂为颗粒复合凝胶调剖剂，其包含凝胶及植物纤维颗粒，
其中，以所述凝胶的总重量为100％计，植物纤维颗粒的量为1％-3％。使用所述颗粒复合凝胶调剖剂可以提高调剖剂在地层中的封堵强度和耐温性。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述凝胶为酚醛交联凝胶体系。
其中，所述酚醛交联凝胶体系为常规物质，其可由聚丙烯酰胺、乌洛托品、苯酚及缓凝剂等配制而成。所述酚醛交联凝胶体系的粘度可达3×104mPa·s，耐温达90-120℃。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述植物纤维颗粒的粒径为10-100目。
在以上所述的复合调剖剂中，优选地，所述植物纤维颗粒包括由树皮或稻壳加工而成的植物纤维颗粒。其中，将树皮或稻壳加工成植物纤维颗粒的工艺为本领域常规工艺。
另一方面，本发明还提供了一种适用于中高周期稠油热采井的油泥复合段塞调剖封窜工艺，其中，所述工艺利用以上所述的复合调剖剂，其包括：
向中高周期稠油热采井中依次注入所述复合调剖剂中的油泥调剖剂及凝胶调剖剂，以分别形成油泥调剖剂段塞以及凝胶调剖剂段塞。
在以上所述的工艺中，优选地，所述油泥调剖剂的注入时间为1-2天，所述凝胶调剖剂的注入时间为1天。
在以上所述的工艺中，为保证措施效果及措施后能顺利注汽，要求施工过程中施工压力应平稳上升，优选地，所述油泥调剖剂注入后施工压力控制在10MPa以下，所述凝胶调剖剂注入后施工压力控制在12MPa以下。
在以上所述的工艺中，所述油泥调剖剂可以通过向油泥中添加体膨颗粒和/或植物纤维颗粒现场配制而成；所述颗粒复合凝胶调剖剂可以通过向所用凝胶中添加植物纤维颗粒现场配制而成。
常规高温暂堵调剖具有一定封堵强度和耐温性，且对井况无特殊要求，应用范围较广，施工时间短，对油井生产时率无影响，但由于措施成本的限制，单井处理半径较小，措施效果有限；油泥调剖以油泥为主要原料，具有措施成本低、耐温性好、封堵强度高的优势，因大剂量注入其处理半径较大，在现场应用中措施效果较好；但油泥调剖要求井况能进行冲砂作业，严重制约了该技术的推广应用，同时油泥调剖施工时间较长，对油井生产时率有一定影响。
本发明结合常规高温暂堵调剖和油泥调剖各自技术优势，优化工艺及配方，形成油泥复合段塞调剖技术，在措施成本有限的情况下，达到提高堵剂封堵半径和封堵强度的目的。本发明所提供的油泥复合段塞调剖封窜工艺采用两段塞，即油泥调剖剂段塞+凝胶调剖剂段塞(例如可为颗粒复合凝胶调剖剂段塞)注入工艺，与油泥调剖技术原理不同，油泥复合段塞调剖封窜工艺中的油泥调剖剂段塞以体膨颗粒为地层喉道架桥颗粒，体膨颗粒进入高渗透层后膨胀，形成架桥效应，油泥中原有的固相颗粒和添加的植物纤维颗粒进入体膨颗粒和地层喉道之间的间隙进行填实，从而实现小剂量高强度封堵高渗透层。而本领域现有的油泥调剖则以油泥为基本原料，加入适量添加剂和植物纤维颗粒配制成颗粒调剖剂。注入地层后由于压力梯度的逐渐降低颗粒在地层深部喉道产生堆积，对大孔道产生深部封堵。
油泥复合段塞调剖封窜工艺中的颗粒复合凝胶调剖剂段塞起到加强封堵强度，防止油泥调剖剂段塞颗粒返吐的作用。
综上所述，本发明通过室内研究，优化设计油泥调剖剂段塞颗粒类型组合方式及粒度大小，优化设计复合颗粒凝胶段塞凝胶强度及颗粒组合，通过两段塞的协同作用，提高措施处理半径，提高封堵强度，增强措施效果。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种油泥复合段塞调剖封窜工艺，其中，所述油泥复合段塞调剖封窜工艺包括以下具体步骤：
本实施例中所针对的中高周期稠油热采井为辽河油田曙光油田杜84-53-25，属曙光油田杜84兴隆台西，2005年3月投产。措施前已注汽生产26周期。累计注汽53471吨，累计产油15306吨，累计产水60657吨。21周期后产油呈下降趋势。该井与邻井杜84-兴H2063、杜84-兴H3017、杜84-51-25、杜84-53-27、杜84-55-23、杜84-53-23均有汽窜史。
2019年2月21日至22日对所述杜84-53-25实施油泥复合段塞调剖封窜。
21日注入油泥(含水75wt％-80wt％)183吨，添加体膨颗粒(预交联高分子聚合物体膨颗粒)1吨(粒径为20-30目，膨胀倍数为5-8倍)，添加植物纤维颗粒(树皮粉类植物纤维颗粒)2吨(粒径为50-70目)，注入压力提高到8MPa。
22日注入颗粒复合凝胶调剖剂192吨，添加植物纤维颗粒(树皮粉类植物纤维颗粒)5.2吨(粒径为50-70目)，注入压力提高到10MPa。措施后注汽压力提升2.4MPa，减少汽窜影响36天，减少影响产量94吨。目前生产80.3天，措施增油217.6吨，同期对比增油181.9吨。措施效果明显。单井处理量由200吨提高至400-600吨，处理半径由3m左右提高至4.5m-5.5m。同时封堵强度也得到大幅提高。
2018年12月至2019年3月现场实施21井次。措施后平均注汽压力较措施前提高1.7MPa，与单独采用颗粒凝胶调剖对比注汽压力提升0.7MPa。措施后减少汽窜影响385天，减少影响产量812吨。单井措施成本9.4万元，较常规调剖仅提高0.7万元。截至2019年6月措施阶段增油4545吨，同期对比增油1240吨。与单独采用颗粒凝胶调剖同期对比，平均单井措施增油增加63吨，平均单井同期对比增油增加34吨。同期对比有效率由50.3％提升至57.1％，提高6.8个百分点。
测试例1油泥封堵性能实验
用天平称取粒度中值为0.15mm-0.20mm的石英砂400g，填入Φ25mm×500mm不锈钢填砂管中，边填装边压实，至装满为止，不锈钢填砂管两端用细筛网封住，再利用岩心流动试验仪测定岩心初始水相渗透率K1。再取同样的石英砂400g、油泥试样60g，两者混合均匀后填入Φ25mm×500mm不锈钢填砂管中，边填装边压实，至装满为止，不锈钢填砂管两端用细筛网封住，再利用岩心流动试验仪测定岩心封堵后的水相渗透率K2。计算油泥的封堵率，实验数据如下表1-1所示。
表1-1油泥封堵率实验数据
注入水体积，PV数 1 1.5 2.0 2.5 3.0
石英砂，mD 3728 3730 3730 3730 3730
石英砂+油泥，mD 2589 2613 2675 2772 2775
封堵率，％ 30.6％ 29.9％ 28.3％ 25.7％ 25.6％
表1-1中的实验结果显示，由于油泥颗粒粒径较小，对于高渗透层、水窜通道或大孔道等油藏，封堵率在30％以下，并随注入水量的增加，封堵率呈下降趋势，难以起到封堵作用。因此需在油泥中添加体膨颗粒和/或植物纤维颗粒等固相颗粒，以提高调堵剂在地层中的封堵强度，增加调堵剂在地层能中的抗冲刷性，延长调堵剂在地层中的封堵时间，增大调堵剂的封堵率。
测试例2油泥调剖剂性能评价实验
选取30目体膨颗粒(预交联高分子聚合物体膨颗粒)和50目植物纤维颗粒(树皮粉类植物纤维颗粒)配制油泥调剖剂。取石英砂400g与调配好的油泥调剖剂各60g混合均匀，测量水相渗透率，实验结果见下表2-1至表2-6所示。
表2-1油泥+1wt％植物纤维颗粒调剖剂封堵率实验数据
Figure BDA0002438371930000061
表2-2油泥+2wt％植物纤维颗粒调剖剂封堵率实验数据
Figure BDA0002438371930000062
表2-3油泥+1wt％体膨颗粒调剖剂封堵率实验数据
Figure BDA0002438371930000063
表2-4油泥+2wt％体膨颗粒调剖剂封堵率实验数据
Figure BDA0002438371930000064
表2-5油泥+1wt％体膨颗粒+1wt％植物纤维颗粒调剖剂封堵率实验数据
Figure BDA0002438371930000071
表2-6油泥+1wt％体膨颗粒+2wt％植物纤维颗粒调剖剂封堵率实验数据
Figure BDA0002438371930000072
由上述表2-1至表2-6中的实验数据可知，添加植物纤维颗粒和/或体膨颗粒后，油泥调剖剂封堵率有了显著提高，能够满足封堵地层大孔道、高渗层的需要。根据现场实施的要求，选择不同的颗粒或颗粒组合，能够调配出多种封堵率的油泥调剖剂类型。综合考虑成本和封堵效果因素，可选择油泥+1wt％体膨颗粒+2wt％植物纤维颗粒组合方式。但是，随着注入水增多、水流冲刷时间延长，油泥与颗粒在孔隙中运移，油泥调剖剂的封堵性能下降较多，因此，还需增加凝胶段塞进一步提高封堵能力，延长调剖有效期。
测试例3复合油泥调剖剂配方实验及性能评价
3.1凝胶调剖剂性能评价
选用盘锦友谊福利工贸有限公司生产的有机凝胶调剖剂PYY-Ⅰ进行室内实验评价。所述有机凝胶调剖剂PYY-Ⅰ的配方组成为：聚丙烯酰胺(0.2％)+交联剂(0.03％)+稳定剂(0.05％)+pH调节剂0.05％。
将配制好的凝胶调剖剂放置在60℃恒温水浴中，测量其不同时间下的成胶强度，实验数据如下表3-1所示。
表3-1凝胶调剖剂成胶性能及耐温性实验数据
Figure BDA0002438371930000081
表3-1中的实验数据表明，凝胶体系在15d左右可达到最高强度，60d凝胶强度仍然保持在7000mPa·s以上，其凝胶体系的成胶性能、耐温性能满足现场需要。
3.2复合油泥调剖剂性能评价
实验采用单管填砂管串联模型，模拟油藏条件，在前级填砂管中通入不同PV数的PYY-Ⅰ凝胶调剖剂，60℃候凝24h；在后级填砂管中充填1PV油泥或油泥调剖剂，正向驱替不同PV数的水，考察不同组合方式的封堵能力，实验数据如下表3-2至表3-3所示。
表3-2油泥+凝胶段塞组合封堵率数据
Figure BDA0002438371930000082
表3-3油泥调剖剂(1wt％体膨颗粒+2wt％植物纤维颗粒)+凝胶段塞组合封堵率数据
Figure BDA0002438371930000083
从以上表3-2至表3-3中的实验数据可以看出，增加凝胶段塞后，油泥与添加颗粒的运移减弱，封堵率大幅度提高。随着驱替量的增加，凝胶+油泥段塞组合封堵率下降幅度较大；凝胶+油泥(1wt％体膨颗粒+2wt％植物纤维颗粒)的封堵率基本保持不变。由此可以表明增加凝胶段塞有利于增加封堵强度，同时也有利于延长有效期。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。

Claims (14)

1.一种复合调剖剂，其特征在于，所述复合调剖剂包括油泥调剖剂及凝胶调剖剂，所述油泥调剖剂及凝胶调剖剂的重量比为1:1-1:2；
其中，所述油泥调剖剂包含油泥、体膨颗粒和/或植物纤维颗粒，以所述油泥的总重量为100％计，所述体膨颗粒的量为0.5％-2％，植物纤维颗粒的量为1％-2％。
2.根据权利要求1所述的复合调剖剂，其特征在于，所述油泥的含水率为75wt％-80wt％。
3.根据权利要求1所述的复合调剖剂，其特征在于，所述体膨颗粒的粒径为7-30目，膨胀倍数为5-8倍。
4.根据权利要求1所述的复合调剖剂，其特征在于，所述体膨颗粒的量为0.5％-1％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的复合调剖剂，其特征在于，所述体膨颗粒包括预交联高分子聚合物体膨颗粒和/或改性淀粉共聚物体膨颗粒。
6.根据权利要求1-4任一项所述的复合调剖剂，其特征在于，所述植物纤维颗粒的粒径为30-70目。
7.根据权利要求6所述的复合调剖剂，其特征在于，所述植物纤维颗粒包括由树皮或稻壳加工而成的植物纤维颗粒。
8.根据权利要求1所述的复合调剖剂，其特征在于，所述凝胶调剖剂为颗粒复合凝胶调剖剂，其包含凝胶及植物纤维颗粒，其中，以所述凝胶的总重量为100％计，植物纤维颗粒的量为1％-3％。
9.根据权利要求8所述的复合调剖剂，其特征在于，所述凝胶为酚醛交联凝胶体系。
10.根据权利要求8或9所述的复合调剖剂，其特征在于，所述植物纤维颗粒的粒径为10-100目。
11.根据权利要求10所述的复合调剖剂，其特征在于，所述植物纤维颗粒包括由树皮或稻壳加工而成的植物纤维颗粒。
12.一种适用于中高周期稠油热采井的油泥复合段塞调剖封窜工艺，其特征在于，所述工艺利用权利要求1-11任一项所述的复合调剖剂，其包括：
向中高周期稠油热采井中依次注入所述复合调剖剂中的油泥调剖剂及凝胶调剖剂，以分别形成油泥调剖剂段塞以及凝胶调剖剂段塞。
13.根据权利要求12所述的工艺，其特征在于，所述油泥调剖剂的注入时间为1-2天，所述凝胶调剖剂的注入时间为1天。
14.根据权利要求12或13所述的工艺，其特征在于，所述油泥调剖剂注入后施工压力控制在10MPa以下，所述凝胶调剖剂注入后施工压力控制在12MPa以下。
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沈文敏等: "老君庙油藏含油污泥调剖技术研究与应用", 《精细石油化工进展》 *

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