弱凝膠體系封堵行為研究

張宏武(長城鉆探壓裂公司壓裂酸化技術(shù)研究所， 遼寧 盤錦 124107)

弱凝膠體系封堵行為研究

張宏武(長城鉆探壓裂公司壓裂酸化技術(shù)研究所， 遼寧 盤錦 124107)

通過單巖心及雙巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)考察了弱凝膠體系在注入性、封堵性及剖面改善性方面的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：弱凝膠體系在高滲透巖心中的阻力小，封堵效果好，剖面改善效果好。

弱凝膠；巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)；封堵性

弱凝膠體系封堵性技術(shù)是一項(xiàng)有效的調(diào)剖穩(wěn)油控水技術(shù)，現(xiàn)已成功應(yīng)用于國內(nèi)外各油田[1,2]。弱凝膠調(diào)剖效果評價(jià)主要利用巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M其在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)特性，對弱凝膠(殘余)阻力系數(shù)、突破壓力及其梯度、封堵率等性能[3,4]作出評價(jià)，從而為現(xiàn)場試驗(yàn)的設(shè)計(jì)提供重要的依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 單巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)流程：①測量巖心基本參數(shù)并以一定的速度飽和模擬油；②以一定的流速進(jìn)行水驅(qū)，計(jì)算巖心的水相滲透率；③向巖心中注入調(diào)剖劑體系，計(jì)算阻力系數(shù)；④將注入了調(diào)剖劑的巖心放置在80℃烘箱內(nèi)使其充分成膠；⑤用地層污水驅(qū)替，測得突破壓力，計(jì)算突破壓力梯度；⑥繼續(xù)向巖心中注入地層污水，至壓力恒定，計(jì)算巖心滲透率。

1.2 雙巖心并聯(lián)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)

并聯(lián)巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)[5]是利用模擬儲層不同層位之間由于滲透率的差異而造成的流體分布情況，是弱凝膠用于深度調(diào)剖性能評價(jià)的重要組成部分。

實(shí)驗(yàn)流程：①選擇滲透率具有一定級差的巖心并測滲透率；②兩巖心并聯(lián)測定高低滲透率巖心的吸水比；③以一定的注入速度向并聯(lián)巖心注入弱凝膠；④弱凝膠形成后進(jìn)行水驅(qū)，測定兩巖心的吸水比，計(jì)算剖面改善率。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 弱凝膠注入性評價(jià)

測得3組巖心的基本參數(shù)，利用遼河油田某地層水以0.3mL/min速度水驅(qū)測得巖心滲透率Kwa。以0.9mL/min注入弱凝膠體系，測定注入壓差，計(jì)算阻力系數(shù)Rf。

表1 弱凝膠體系阻力系數(shù)測定

表1中，在3組滲透率不同的巖心注入實(shí)驗(yàn)中，第2組滲透率高的巖心注入過程中穩(wěn)定壓差差值最小，阻力系數(shù)最??；第3組滲透率低的巖心注入過程中穩(wěn)定壓差差值最大，阻力系數(shù)最小，說明弱凝膠體系在滲透率高的巖心實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)良好的注入性，而在低滲透性巖心中注入性很差，從而選擇性的封堵高滲透層。

2.2 弱凝膠封堵性評價(jià)

將注入弱凝膠調(diào)剖劑后的巖心取出，待其成膠后轉(zhuǎn)地層污水驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，以0.3mL/min的流速注入地層污水，測定弱凝膠注入后的巖心的突破壓力及對應(yīng)突破壓力梯度。

實(shí)驗(yàn)表明，隨著注入量的增加，注入污水逐漸進(jìn)入弱凝膠封堵的巖心深部，注入壓力在注入量在1.3～1.5PV后迅速增大，產(chǎn)生突破效應(yīng)，其最高注入壓力即為突破壓力。第2組巖心在弱凝膠封堵后其突破壓力較第1組巖心大，說明弱凝膠在高滲透層的滲透性能的改善性更強(qiáng)。水驅(qū)產(chǎn)生突破效應(yīng)后，后續(xù)的水驅(qū)注入壓力逐漸降低測得的滲透率、殘余阻力系數(shù)及封堵率。

3組巖心中弱凝膠在成膠后，滲透率均得到降低。水測滲透率最大的巖心由1.6549?m2降為0.0794?m2，封堵系數(shù)達(dá)到95.2%，其殘余阻力系數(shù)達(dá)到20.84，而水測滲透率最小的巖心封堵系數(shù)為最低，說明弱凝膠體系在注入過程中更易在高滲透層巖心中產(chǎn)生滲流阻力，從而形成封堵效果。

2.3 弱凝膠剖面改善性評價(jià)

通過評價(jià)弱凝膠體系的分流選擇作用、剖面改善效果，進(jìn)行了弱凝膠的雙巖心并聯(lián)實(shí)驗(yàn)。

由實(shí)驗(yàn)測定的數(shù)據(jù)可知，由于巖心滲透率存在差異，3組巖心在同一注入速度下，水測滲透率極差最大的巖心的吸水比在76.1%～87.2%，注入弱凝膠調(diào)剖劑進(jìn)行封堵后，由于滲流阻力小，弱凝膠調(diào)剖劑優(yōu)先進(jìn)入高滲透層進(jìn)行封堵，高滲透層吸水比下降了47.7%～64.8%，剖面改善率在87.5%～95.8%，說明弱凝膠體系在并聯(lián)巖心時(shí)具有高選擇性，滲透率級差越大，其剖面改善性越好，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)剖分流作用。

3 結(jié)語

(1)通過單巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M弱凝膠體系在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)封堵性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，滲透率越高的巖心，使用弱凝膠體系流動(dòng)封堵效果越好。

(2)利用雙巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評價(jià)弱凝膠體系的剖面改善效果，結(jié)果表明水測滲透率級差越大，在注弱凝膠體系后剖面改善效果越好，有利于低滲透層的后續(xù)注水。

[1]吳秀田,汪寶新,等.二連油田弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)[J].石油鉆采工藝,2006,28(5)∶49-52.

[2]Smith J E,Mack J C,Nicol A B.The Adon road-an indepth gel case history[Z].SPE 35 352,1995.

[3]吳贊校等.應(yīng)用阻力系數(shù)優(yōu)化聚合物驅(qū)參數(shù)[J].油氣地質(zhì)與采收率,2006,13(1)∶92-94.

[4]才程,趙福麟.鉻凍膠堵劑突破壓力的測定[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,26(5)∶58-59.

[5]王為.改性瀝青堵水調(diào)剖劑的室內(nèi)評價(jià)[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展,2012,13(6)∶24-26.