新型聚合物微球逐级深部调剖技术

调剖、调驱技术调剖和调驱属于三次采油范畴，均是为了优化注水井的吸水剖面和提高原油采收率而采取的措施。

调剖主要是调整吸水剖面，而调驱则侧重于调整驱动方式，通过注入化学药剂和形成油墙来提高驱油效率。

目前我国油田开发新区接替不足，注采井网区域不完善，层间、层内矛盾加剧，水驱效果变差，低渗透层难动用，储量未能得到有效开发，造成产量递减，含水上升。

在后备储量不足的情况下，为挖掘老区生产潜力，通过调剖以及调驱工艺，改善吸水和产出两个剖面，缓解层间和层内矛盾，提高油田稳产基础。

一、技术简介1、调剖调整注水井的吸水剖面，从注水井封堵高渗透层，以调整注水层段的吸水剖面。

通过向地层中、高渗透层吸水能力较强的部位或层段注入化学堵剂，降低中、高渗层的渗透率，提高低渗透层的吸水能力，缓解层间矛盾，改善水驱效果，提高原油采收率。

2、调驱既能有效改善油层深部非均质性，扩大注水波及体积，又能提高驱油效果，从而达到提高采收率的目的。

是向地层中注入具有一定封堵作用的可动的化学剂，对地层进行深部处理，实现注入水增粘、原油降阻、油水混相和高渗透层颗粒堵塞等。

一方面，封堵地层中注水窜流的高渗条带和大孔道，实现注入水在油层深部转向，提高注入水波及体积；同时，注入的调驱剂在后续注水作用下，可向地层深部运移驱油，可以同时起到剖面调整和驱替的双重作用。

调剖和调驱有以下区别：一是作用机理不同：常规调剖作用机理是以调整、改善吸水剖面为目的，使注入水产生转向从而扩大注入水波及体积。

而调驱不仅一般剂量较大，处理半径多在30m以上，仍以深部调剖改变液流方向为主，同时辅以提高驱油效果的功能。

二是对化学剂要求不同：常规调剖要求调剖强度大，注入地层后产生较强封堵作用，调驱要求调驱剂具有一定强度，且调驱剂具有“可动性”，可在地层中运移，有的调驱剂具有增粘性，可改善流度比，有的还具有表面活性，可改变“死油”的表面性质，调驱剂还可以打破残余油的静态平衡，使“死油”移动变活。

聚合物调剖技术
聚合物调剖技术，是一种新型的油田改造技术，它利用聚合物材料改变水油相互作用性质，降低油相相对渗透率，提高水相相对渗透率，从而实现增注水量的目的，达到增产的效果。

下面从几个步骤来详细介绍聚合物调剖技术。

第一步，聚合物材料的选择和为用量测定。

聚合物材料的选择需从材料性质、性能、价格、可溶性等角度综合考虑，了解历史使用情况并进行试验。

为了保证调剖效果，并减少聚合物材料对生产的负面影响，需要遵循材料使用量测定的规范，包括考虑油层性质、工程规模、调剖地质条件等。

第二步，进行聚合物溶液注入。

在油井中进行原地注入，需做好井口、井臂、泵管的清洁及通联手段的配合，以保证聚合物溶液能够顺畅进入油层。

此处不得疏忽量化、记录等必要步骤，方便对聚合物应用效果的评价。

第三步，聚合物调剖的效果评价。

这个过程包括油层物性、液相渗流情况的测量，以确认注入聚合物溶液后的油田状态，并进行最终的调剖效果评价。

值得注意的是，在这个过程中，需要综合考虑工程的实际情况进行深入思考，常常要进行数据统计，图像显示及拟定报告等。

在聚合物调剖技术中，由于物资设备和技术等原因，实施过程中可能会遇到一系列的困难和问题，例如：聚合物本身的性质和特性、漏液、微生物攻击等。

在实际操作过程中，应当详细掌握各种问题的解决方法以确保聚合物调剖技术的实施效果。

总之，聚合物调剖技术是一项非常重要和有潜力的油田改造技术，具有成本高效，施工周期短等优点。

在实施过程中，需要认真把握每一个步骤，以确保聚合物调剖技术的实施效果。

油　气　地　质　与　采　收　率　2006年7月 PETROLE UM GE OLOGY AND RECOVERY EFF I C I E NCY 第13卷　第4期・三次采油・新型聚合物微球逐级深部调剖技术孙焕泉1,王　涛2,3,肖建洪2,陈　辉2(1.中国石化股份胜利油田分公司,山东东营257000;2.中国石化股份胜利油田分公司孤岛采油厂,山东东营257231;3.中国石油大学(华东),山东东营257061)摘要:由于现有调剖堵水材料在进行油田深部调剖时存在不足,根据理想的深部调剖材料所应该具备的性能,提出了新型聚合物微球结构的设计思路。

对所合成的新型材料进行了实验评价,研究了微球水化前后的粒径和形态的变化,结果表明,其初始粒径为几十纳米,在室温下水化30d后粒径膨胀为几微米;研究了聚合物微球在人造岩心和填油砂模拟岩心管中的封堵性能,结果表明,聚合物微球在岩心中具有封堵、突破、深入、再封堵的逐级封堵和逐级调剖特性。

关键词:聚合物微球;深部调剖;提高采收率;膨胀;封堵中图分类号:TE357.431文献标识码:A文章编号:1009-9603(2006)04-0077-03 目前,胜坨、孤岛、孤东和埕东等整装油田经过几十年的注水开发,一方面由于层内非均质性较强形成大孔道,加剧了注入水层内窜流;另一方面井况变差,造成管外窜槽,加剧了层间矛盾,致使注水效果变差。

堵水调剖能有效封堵高渗透层,是改善储层非均质性的重要措施之一[1-3],但在特高含水开发后期,由于堵调体系性能等因素的限制,多轮次调剖效果日益变差[4-5]。

目前,现有调剖技术的深部调剖效果不佳,如无机堵剂易沉淀,不能进入地层深部封堵[6];可动弱凝胶交联可控性差,成本高;水膨体聚合物凝胶颗粒大[7-8],存在注入深度与封堵强度之间的矛盾,失效较快;LPS(交联聚合物溶液)技术容易受污水水质影响,而使体系性能受到影响[9]。

聚合物微球逐级调剖技术正是为了解决以上矛盾而发展起来的一项新型深部调驱技术。

481 地层概况安塞油田主力油藏CⅥ储层属于成岩型为主的沉积-成岩型硬砂质长石细砂岩，储层经受强烈的成岩作用，孔隙结构复杂，压汞资料表明，储层孔喉类型为“小孔隙-细微吼道型”。

油层微裂缝发育，主要发育近东西向和近南北向的天然微裂缝，次向为北东向、北西向。

在原始地层压力下，裂缝成闭合状态，注水后隐裂缝方位为北东-南西向。

主力油层有效厚度可达25.0m，平均有效厚度12.2m，有效孔隙度12.4%，空气渗透率1.29mD。

2 水驱规律及剩余油研究安塞油田主力长6油藏经过30余年注水开发，相继进入中高含水期，注采比高、存水率低，油藏无效注水突出，平面、剖面矛盾突出。

2.1 平面水驱特征 镜下岩心观察显示，呈扁平状的原始沉积颗粒定向排列，这种定向分布决定了孔隙、喉道的形状及各向异性特点，造成水驱单方向性驱替特征突出，降低了平面水驱波及体积和动用程度。

平面动用主要呈“线状分布”，集中在20~30m的主河道砂体中，位于主河道侧翼的水下分流浅河道和水下分流浅滩及分流间湾薄层砂体是剩余油集中分布的区域。

2.2 剖面水驱特征 剖面上受裂缝或渗透率非均质性影响，不同砂体、层段水洗状况及动用差异大。

剩余油集中在低渗及致密层段，具有以下特点：（1）高低水淹段相间分布，油井的水淹主要是由于高渗层段注水“单层突进”。

主要水洗层段的物性相对较好、渗透率较高，物性较差的层段剩余油较为富集。

（2）岩心核磁共振分析，1~10mD的低渗段含油饱和度下降了20.6%，低于0.3mD的致密段下降了8.8%，但主力层段初始油饱高，剩余油饱和度仍大大高于低渗及致密层段。

另外，王窑加密区46口加密井104段水淹段统计资料显示，水淹程度越高相应渗透率高，含油饱和度下降越明显。

3 注入工艺参数优化及效果评价聚合物微球是以丙烯酰胺AM、耐温抗盐共聚单体（AMPH）、交联剂（MBA）为原材料，通过反相乳液聚合法制成的粒径等级不同的交联非线性聚合物。

聚合物微球作为一种有效的调驱剂具有以下特点：（1）耐温、耐盐、能移动、有弹性、不易剪切；（2）初始尺寸小，溶胀速度和变形性可调，能进入地层深部的纳米材料［1］；（3）水化好，水中稳定存在，可实现在线注入；（4）封堵地层孔喉浓度低、用量少、安全环保。

聚合物纳米微球调驱性能室内评价及现场试验陈渊;孙玉青;温栋良;田旭;高申领【摘要】According to the physical property of the reservoir in Henan Oilfield and the poor effect of profile control,the initial particle size of polymer nano-microsphere was optimized based on the expansion volume of polymer nano-microsphere and reservoir characteristics. Through flowing test of the core, the plugging rate in single sand pipe and the EOR after injecting polymer nanoparticles were studied in high and low permeability parallel sand pipes. The results showed that plugging rate of the polymer nanoparti-cles in the sand pipe reached 80. 5%, and different areas had different fluctuating pressure after water flooding with the polymer nanoparticles. This indicates that migration,plugging,elastic deformation,re-mi-gration and re-plugging occurred with the polymer nanoparticles in sand pipe. Polymer microspheres en-tered and blocked the hypertonic pipe first,and then changed the heterogeneity of parallel sand pipe,final-ly, crude oil in low permeability was driven. During the process, the oil recovery ratio of the high permeabil-ity sand pipe improved 20. 5%. The field application in Well C9 showed that, after polymer nanoparticle flooding in injection well,the injection pressure increased,water injection profile significantly changed,and the corresponding oil well production increased. The test indicates that deep profile control with polymer nanoparticle is suitable for Henan Oilfield. This technology can realize deep profile control,increase swept volume andenhance oil recovery.%针对河南油田油藏物性特征及传统调剖效果差的问题,在确定聚合物纳米微球膨胀倍数的基础上,结合油藏物性计算出了聚合物纳米微球的初始粒径.通过流动试验测试了聚合物纳米微球对单填砂管的封堵率及高低渗透率平行填砂管注聚合物纳米微球后的采收率,结果表明:聚合物纳米微球对单填砂管的封堵率达到80.5％,单填砂管注入聚合物纳米微球后不同区域压力波动幅度不同,表明微球在填砂管中发生了运移、封堵、弹性变形、再运移和封堵过程；聚合物纳米微球优先进入并封堵高渗透率填砂管,改变高低渗透率填砂管的非均质性,启动低渗透率填砂管内原油,高低渗透率填砂管整体采收率提高20.5％.柴9井的试验表明,注水井注入聚合物纳米微球后,注水井的注入压力升高,吸水剖面发生显著变化,与其对应的油井产油量增加.采用聚合物纳米微球深部调驱技术可以实现深部调剖,扩大注水波及体积,提高原油采收率.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2012(040)004【总页数】5页(P102-106)【关键词】聚合物纳米微球;深部调剖;提高采收率;现场试验;河南油田;柴9井【作者】陈渊;孙玉青;温栋良;田旭;高申领【作者单位】中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132;中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132;中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132;中国石化河南石油勘探局钻井工程公司,河南南阳473132;中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132【正文语种】中文【中图分类】TE357.46河南油田东部稀油老区厚油层发育，非均质性严重。

聚合物微球深部调剖剂技术方案及说明在油田注水开发过程中，由于地层非均质性的存在，注入水沿高渗层突进，油井产水率逐年上升。

在水驱和聚合物驱过程中，注入水和聚合物溶液沿高渗透层不均匀推进，纵向上形成单层突进，横向上形成舌进，造成注入水和聚合物溶液提前突破，致使中低渗透层波及程度低、驱油效果差，严重影响了水驱和聚合物驱的开发效果，注水井调剖、油井堵水已成为油田稳产增产的重要措施。

但随着常规调堵措施轮次的增加，近井地带剩余油饱和度下降，增油效果变差。

只有通过深部调堵才能更有效地调整、改善油藏的非均质性，从而提高注入液体积波及系数，提高注水采油阶段的原油采收率。

目前，现有深部调剖存在无机堵剂易沉淀，不能进入地层深部封堵；可动弱凝胶交联不可控性、成本高；水膨体聚合物凝胶颗粒大、存在注入深度与封堵强度之间的矛盾、破胶较快等缺点，导致现有调剖技术的深部调剖效果不佳。

针对如上情况，我公司开发了以AMPS、AM、氢氧化钠、特殊交联剂、司班、吐温、引发剂等合成的聚合物微球深部调剖剂。

该聚合物微球深部调剖剂依靠纳米/微米级聚合物微球遇水膨胀来逐级封堵地层孔喉实现其深部调剖堵水的目的。

该聚合物微球最外层是水化层，使微球在水中稳定存在，不会沉淀；微球具有弹性及变形性。

由于聚合物微球机械封堵位置为渗水通道的孔喉，大幅度提高微球的使用效率。

由于聚合物微球的初始尺寸小，且水相中呈溶胶状态，是稳定体系，可以实现进入地层深部。

该产品作为一种新型聚合物微球深部调剖剂，具有以下技术优势：1、各项指标均达到标准要求（1）外观：棕黄色半透明均相液体；（2）固含量≥45.0%；（3）密度（25℃）：0.95—1.05g/cm3；（4）可析出固形物含量≥20.0%；（5）分散性能（1%浓度，搅拌5min）：静置24h后不分层；（6）初始粒径≤500nm的颗粒数：≥80.0%；（7）膨胀倍数（70℃，蒸馏水，7d）：≥10；（8）梯度膨胀倍数（70℃，蒸馏水）：1d ≥1.52d ≥5.03d ≥8.0；（9）耐温、耐盐性（85℃，10%NaCl，7d）：无沉淀，膨胀倍数≥5.0；（10）有机氯含量0.0%。

纳米聚合物微球调剖性能研究X付　欣1,刘月亮1,葛际江1,俞　力2,朱伟民2(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛　266555;2.中石化江苏油田分公司工程院,江苏扬州　225000) 摘　要:聚合物微球具有在地层孔道中运移、封堵、改变注入水渗流方向的特点,可以持续提高注入水的波及体积,是一种很有潜力的深部调剖剂。

微球的调剖性能对其在油田上的应用起着至关重要的作用,本文运用T EM 、并联填砂管模型等实验分析手段,考察了MG-5型聚合物微球在75℃油田注入水环境下,经过不同膨胀时间后的粒径,以及不同膨胀时间下的聚合物微球对非均质地层的调剖性能。

实验结果显示,由油田注入水配制的MG -5型微球在75度下膨胀5d 时粒径达到175nm ,膨胀15d 时粒径达到375nm 、膨胀15d 时粒径达到500nm 。

随着微球粒径大增大,微球对填砂管的封堵效率越来越高,调剖效果越来越明显。

可见,微球的粒径与地层渗透率的具有良好的配伍性能。

同时从压力变化曲线可以看出,MG -5微球具有很好的运移性能和封堵性能。

关键词:聚合物微球;深部调剖;TEM;并联填砂管模型 中图分类号:T B383∶T E357.6 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0001—05 我国大部分油田的开发已经进入到中后期,油井平均含水已达80%以上,东部地区的一些老油田含水高达90%以上,因此选择一种合适的调剖剂,对于提高采收率至关重要。

由于普通调剖剂无法实现深部封堵,并且对地层伤害较大,成本高等缺点[1]。

近年来,聚合物微球作为一种新型的深部调驱剂,被广泛应用。

它是以交联聚合物溶液为基础开发出来的新型交联聚合物,是采用目前国内外研究较多的乳液、微乳液及分散聚合技术制备的,微球尺寸可控,分散性能好,可用油田污水配制工作液,在油田中后期开发中使用。

因此研究清楚聚合物微球的使用条件、调驱性质,对于聚合物微球进一步应用具有重大意义[2]。

ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００４－２７５Ｘ ２０２０ １１ ０２聚合物微球性能及调驱机理研究姚婷玮（西安石油大学石油工程学院，陕西　西安　７１００６５）摘　要：聚合物微球具有膨胀性好、耐温耐盐性、抗剪切性以及延迟膨胀等特性，能很好的应用于深部储层调驱技术。

它的初始粒径小，能够随注入液进入地层深部进而水化膨胀至最大体积，对高渗透大孔道产生有效封堵的作用，从而使流体发生微观改向。

随着注入压力的增加，聚合物微球作为一种弹性球体会产生变形，从而继续运移直至下一次封堵，表现出了逐级深部调驱的特性。

关键词：聚合物微球；调驱机理中图分类号：ＴＥ３５７ ４６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２７５Ｘ（２０２０）１１－００５－０３ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰｏｌｙｍｅｒＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓａｎｄＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＰｒｏｆｉｌｅＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＦｌｏｏｄｉｎｇＹａｏＴｉｎｇｗｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａａｎｘｉＸｉ＇ａｎ７１００６５）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙｍｅｒｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｈａｖｅｇｏｏｄｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓａｌｉｎｉｔｙｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｓｈｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｄｅ ｌａｙｅｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ Ｉｔｃａｎｂｅｗｅｌｌａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｅｐｒｅｓｅｒｖｏｉｒｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｆｌｏｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐａｒｔｉ ｃｌｅｓｉｚｅｏｆｐｏｌｙｍｅｒｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｉｓｓｍａｌｌ Ｉｔｃａｎｅｘｐａｎｄｔｏｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖｏｌｕｍｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｆｌｕｉｄｅｎｔｅｒｉｎｇｔｈｅｄｅｅｐｓｔｒａ ｔｕｍ，ｆｏｒｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｌｕｇｇｉｎｇｆｏｒｈｉｇｈｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｌａｒｇｅｐｏｒｅｃｈａｎｎｅｌｓ，ｍａｋｉｎｇｔｈｅｆｌｕｉｄｍｉｃｒｏ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｇｅ Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｐｏｌｙｍｅｒｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓａｓａｎｅｌａｓｔｉｃｓｐｈｅｒｅｗｉｌｌｄｅｆｏｒｍａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｅｔｏｍｉｇｒａｔｅｕｎｔｉｌｔｈｅｎｅｘｔｐｌｕｇｇｉｎｇ，ｓｈｏｗｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｅｅｐｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｆｌｏｏｄｉｎｇｓｔｅｐｂｙｓｔｅｐＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＰｏｌｙｍｅｒＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ；ＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＰｒｏｆｉｌｅＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＦｌｏｏｄｉｎｇ１　聚合物微球的性能评价１ １　聚合物微球的粒径聚合物微球粒径的影响因素有时间、矿化度、温度等。