CN116179174A - 一种封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂及封堵方法 - Google Patents

一种封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂及封堵方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于油田调剖领域，具体涉及一种封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂及封堵方法。该调剖剂主要由调剖聚合物、有机铬交联剂、预交联凝胶颗粒PPG和水组成，其中调剖聚合物的浓度为900～2000mg/L，有机铬交联剂的浓度为40～250mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为300～670mg/L。本发明以调剖聚合物、有机铬交联剂、预交联凝胶颗粒PPG在水中混合形成双交联调剖体系，预交联凝胶颗粒PPG的主体为聚丙烯酰胺，预交联凝胶颗粒PPG、有机铬交联剂在调剖聚合物溶液中能够形成“双核”成胶体系，有利于提高成胶体系的成胶强度，进而改善对聚合物窜流严重的中高渗油藏的调剖效果。

Description

一种封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂及封堵方法
技术领域
本发明属于油田调剖领域，具体涉及一种封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂及封堵方法。
背景技术
中渗油藏是指储层空气渗透率大于500mD的油藏，高渗油藏是指地层空气渗透率大于1000mD的油藏。在注水开发中，由于重力分异，非均质性严重等因素，不可避免的出现高渗条带，制约了油藏的注水开发效果。从高含水油藏注水开发特点来看，由于高渗条带的普遍发育，油藏面临着水驱波及体积减小，注水利用率降低，吨油耗水率高等问题，严重影响了油藏的开发水平。因此，为了驱替油藏剩余油，必须有效地封堵高渗层，使流体进入中低渗层，达到扩大波及体积，大幅度提高驱油效率的目的。
目前比较常用的调剖方法有交联剂调剖和非均相PPG颗粒(预交联凝胶颗粒PPG)调驱。交联剂调剖根据适用温度可分为低温铬交联体系和高温酚醛调剖体系，河南油田区块低温铬交联体系的使用较为普遍。从实际应用中来看，交联剂调剖对水质要求较高，成胶强度难以控制，尤其对于中高渗透率油藏的封堵能力较弱。非均相PPG颗粒由于具有粘弹性，在中高渗透率油藏中不易形成架桥模式，压力升高后容易变形通过，残余阻力系数较低。目前急需研究能有效封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖技术。
娄兆彬等进行了文25东交联聚合物-预交联凝胶颗粒复合调驱试验(新疆石油地质，2005年6月，第26卷，第3期)，针对交联聚合物调驱和预交联凝胶颗粒调驱技术各自的局限性，通过段塞式交替注入交联聚合物和预交联凝胶颗粒调驱剂，延迟调驱剂沿原有注水通道形成突破的时间，在提高原水道上扫油效率的同时，提高后续驱替液的波及体积。
该类复合调驱试验采用段塞式交替注入形式虽然在一定程度上可以弥补单一调剖体系的不足，但针对聚合物窜流严重的中高渗油藏，主要存在以下不足：其一是工艺较复杂，在注入过程中需要多次转换注入流程；其二是整体调剖段塞强度低，无法高效封堵高渗条带。
发明内容
本发明的目的是提供一种封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，以解决现有调剖体系对聚合物窜流严重的中高渗油藏的调剖存在注入工艺复杂、调剖强度低的问题。
本发明的第二个目的是提供一种中高渗油藏聚合物窜流的封堵方法，以解决现有调剖方法对聚合物窜流严重的中高渗油藏的调剖存在注入工艺复杂、调剖强度低的问题。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，主要由调剖聚合物、有机铬交联剂、预交联凝胶颗粒PPG和水组成，其中调剖聚合物的浓度为900～2000mg/L，有机铬交联剂的浓度为40～250mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为300～670mg/L。
本发明的封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，以调剖聚合物、有机铬交联剂、预交联凝胶颗粒PPG在水中混合形成双交联调剖体系，预交联凝胶颗粒PPG的主体为聚丙烯酰胺，预交联凝胶颗粒PPG、有机铬交联剂在调剖聚合物溶液中能够形成“双核”成胶体系，有利于提高成胶体系的成胶强度，进而改善对聚合物窜流严重的中高渗油藏的调剖效果。
进一步地，可以根据不同渗透率和窜流程度的聚窜井的调剖需求，选择弱成胶强度调剖剂、弱中成胶强度调剖剂、中等成胶强度调剖剂或高成胶强度调剖剂。以下对各类型调剖剂的典型情况进行说明。
优选地，所述调剖剂为弱成胶强度调剖剂，所述弱成胶强度调剖剂在39～43℃老化7天后的粘度小于5000mPa·s。进一步优选地，所述弱成胶强度调剖剂中，调剖聚合物的浓度为900～1200mg/L，有机铬交联剂的浓度为40～80mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为300～400mg/L。
优选地，所述调剖剂为弱中成胶强度调剖剂，所述弱中成胶强度调剖剂在39～43℃老化7天后的粘度不小于5000mPa·s，小于7000mPa·s。进一步优选地，所述弱中成胶强度调剖剂中，调剖聚合物的浓度为1000～1200mg/L，有机铬交联剂的浓度为80～150mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为330～400mg/L。
优选地，所述调剖剂为中等成胶强度调剖剂，所述中等成胶强度调剖剂在39～43℃老化7天后的粘度为7000～9000mPa·s。进一步优选地，所述中等成胶强度调剖剂中调剖聚合物的浓度为1400～1600mg/L，有机铬交联剂的浓度为80～150mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为460～540mg/L。
优选地，所述调剖剂为高成胶强度调剖剂，所述高成胶强度调剖剂在39～43℃老化7天后的粘度大于9000mPa·s；所述高成胶强度调剖剂中，调剖聚合物的浓度为1800～2000mg/L，有机铬交联剂的浓度为100～200mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为600～670mg/L。
一种中高渗油藏聚合物窜流的封堵方法，包括以下步骤：先注入上述调剖剂，然后继续注入调剖聚合物将地面管线、油管和油套环空中的调剖剂顶入地层，再用现场注入水顶替，关井侯凝。
本发明的中高渗油藏聚合物窜流的封堵方法，通过上述以上双交联调剖体系，有效封堵窜流通道，抑制聚窜趋势，减少聚合物窜流损失；针对聚串井，能够有效提升注聚压力和地层压力，建立较强的地下流动阻力。
优选地，关井侯凝的时间为3～7天。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施过程进行详细说明。
一、封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂的具体实施例
实施例1
本实施例对封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂的配制以及粘度测试过程进行详细说明。
实验过程：取试验区现场配制的聚合物母液，用现场注入水配制聚合物+PPG浓度为4500:1500mg/L，再用现场高含硫混配污水搅拌与空气中氧发生化学反应，至硫化物含量为零时进行稀释，最后加入铬交联剂，配制成设计浓度的双交联调剖剂体系，放入41℃恒温烘箱候凝成胶。各调剖剂的配方组成如下表1所示。
实验材料：有机铬交联剂。调剖用聚合物是分子量3000万的I型聚合物。PPG是粒径在150-300μm的II型产品。
实验仪器：恒温烘箱，温度41℃；
粘度测定条件：采用DV-III型粘度剂测定，测试温度41℃。粘度小于1000mPa·s采用0#转子，6转/min测定；粘度大于1000mPa·s采用2#转子，6转/min测定。
表1不同调剖剂组成的成胶性能
Figure BDA0004074897570000031
Figure BDA0004074897570000041
表1的成胶性能实验结果表明：调剖剂体系成胶速度快，发生成胶突变的时间仅1-3hr；交联剂浓度相同时，随着聚合物和PPG浓度的增加，成胶后粘度明显增加大；聚合物和PPG浓度相同时，交联剂浓度增加，成胶后强度增加。根据成胶突变时间、完全成胶时间、成胶强度，双交联调剖剂可分为三类：弱强度(低度交联)、弱中强度、中等强度、高强度配方。
(1)弱强度(低度交联)配方：聚合物900-1200mg/L+PPG 300-400mg/L+交联剂40-80mg/L，成胶突变时间3hr，成胶强度≦5000mPa·s。其中，成胶突变是指表1中，在不同时间点时，成胶强度快速发生变化的时刻，预示着化学剂大致在此时刻后快速发生化学反应。调剖剂成胶强度采用调剖剂的成胶粘度大小来表征。
(2)弱中强度配方：聚合物1000-1200mg/L+PPG 330-400mg/L+交联剂80-150mg/L，成胶突变时间3hr，成胶强度5000-7000mPa·s。
(3)中等强度配方：聚合物1400-1600mg/L+PPG 460-540mg/L+交联剂80-150mg/L，成胶突变时间1-3hr，成胶强度7000-9000mPa·s。
(4)高强度配方：聚合物1800-2000mg/L+PPG 600-670mg/L+交联剂100-200mg/L，成胶突变时间1hr，成胶强度≥9000mPa·s。
二、中高渗油藏聚合物窜流的封堵方法的具体实施例
实施例2
本实施例的中高渗油藏聚合物窜流的封堵方法，包括以下步骤：先向地层内注入调剖剂，然后继续注入聚合物溶液，把地面管线、油管和油套环空里的调剖剂顶入地层，然后再用2倍井筒和地面管线容积的现场注入水顶替，然后关井候凝3-7天。
以下以河南油田#1井现场施工为例，详细说明上述方法的实施过程：
#1井2022年1月进行该类双交联调剖现场注入，用调剖聚合物按照比例混合PPG熟化后输送至配注站，在配注站加混配污水调配到聚合物浓度1500mg/L+PPG浓度500mg/L，加交联剂100mg/L经静混器混配后输送到井口，注入地下。在4月底结束调剖，停住交联剂，然后继续注入1500mg/L浓度的聚合物溶液100m3，把地面管线、油管和油套环空里的调剖剂顶入地层，然后再用40m3现场注入水顶替，然后关井候凝3天。该井调剖后，对应采油井产聚浓度由1440mg/L降至目前的400mg/L，且见到明显增油降水效果，产油量由1.5t/d升至最高5.9t/d，含水由86.4％降至56.1％，取得了很好的效果。
实施例的方法在河南油田某区块应用后，取得了较好的效果。该区块共实施调剖井21口，实施3个月以来，大部分注入井注入压力上升了0.2-1.3MPa，含水和产聚浓度均有明显的下降，有效降低了聚合物溶液的无效循环，其中6口井产能上升了5.8吨，调剖初见成效。
另一个区块层系于2021年5月注聚以来，产聚浓度较低，2022年4月部分井出现聚窜，借鉴上述区块的调剖经验，于2022年4月-7月进行区块双交联调剖，调剖后区块整体压力上升1.1MPa，产聚浓度大幅下降，平均产出液浓度由162mg/L降至目前的50mg/L，封堵了聚窜通道，增油趋势得以继续，由20t/d增加到31t/d，保持了区块聚驱持续见效。
通过以上实验内容可以看出，本发明提供的调剖剂综合了交联调剖体系和颗粒调剖优势，具有更高的强度和黏弹性，更加稳定的结构，且成胶强度可控，能够实现单井的个性化调剖的需要。同时，基于该调剖剂的调剖方法能更加有效封堵窜流通道，抑制聚合物窜流，建立较强的地下流动阻力，提升注聚压力和地层压力，改善开发效果，充分发挥聚合物驱流度控制作用和驱油效果。

Claims (10)

1.一种封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，其特征在于，主要由调剖聚合物、有机铬交联剂、预交联凝胶颗粒PPG和水组成，其中调剖聚合物的浓度为900～2000mg/L，有机铬交联剂的浓度为40～250mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为300～670mg/L。
2.如权利要求1所述的封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，其特征在于，所述调剖剂为弱成胶强度调剖剂，所述弱成胶强度调剖剂在39～43℃老化7天后的粘度小于5000mPa·s。
3.如权利要求2所述的封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，其特征在于，所述弱成胶强度调剖剂中，调剖聚合物的浓度为900～1200mg/L，有机铬交联剂的浓度为40～80mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为300～400mg/L。
4.如权利要求1所述的封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，其特征在于，所述调剖剂为弱中成胶强度调剖剂，所述弱中成胶强度调剖剂在39～43℃老化7天后的粘度不小于5000mPa·s，小于7000mPa·s。
5.如权利要求4所述的封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，其特征在于，所述弱中成胶强度调剖剂中，调剖聚合物的浓度为1000～1200mg/L，有机铬交联剂的浓度为80～150mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为330～400mg/L。
6.如权利要求1所述的封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，其特征在于，所述调剖剂为中等成胶强度调剖剂，所述中等成胶强度调剖剂在39～43℃老化7天后的粘度为7000～9000mPa·s。
7.如权利要求6所述的封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，其特征在于，所述中等成胶强度调剖剂中，其特征在于，所述中等成胶强度调剖剂中调剖聚合物的浓度为1400～1600mg/L，有机铬交联剂的浓度为80～150mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为460～540mg/L。
8.如权利要求1所述的封堵中高渗油藏聚合物窜流的调剖剂，其特征在于，所述调剖剂为高成胶强度调剖剂，所述高成胶强度调剖剂在39～43℃老化7天后的粘度大于9000mPa·s；所述高成胶强度调剖剂中，调剖聚合物的浓度为1800～2000mg/L，有机铬交联剂的浓度为100～200mg/L，预交联凝胶颗粒PPG的浓度为600～670mg/L。
9.一种中高渗油藏聚合物窜流的封堵方法，其特征在于，包括以下步骤：先注入权利要求1～8中任一项所述的调剖剂，然后继续注入调剖聚合物将地面管线、油管和油套环空中的调剖剂顶入地层，再用现场注入水顶替，关井侯凝。
10.如权利要求9所述的中高渗油藏聚合物窜流的封堵方法，其特征在于，关井侯凝的时间为3～7天。
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