高浓度聚合物调剖技术在三元复合驱中的应用及效果评价

第12卷第5期重庆科技学院学报（自然科学版）2010年10月收稿日期：2010-04-29作者简介：王丽丹（1974-），女，工程师，研究方向为油藏地质。

试验区位于萨尔图油田南五区西部，共有注采井68口，注采井距175m，开采油层发育条件较好的葡Ⅰ1-2油层。根据试验区空白水驱阶段各项测试资料及动态数据反映，试验区虽然厚油层发育，但在水驱条件下的单井注采能力仍存在差别、压力不均衡，部分单井纵向上层间差异大，需要在前置聚合物段塞阶段开展深度调剖工作。同时为避免调剖剂对三元体系产生干扰，影响试验整体效果，试验区采用高分子量、高浓度聚合物进行调剖。通过室内研究及现场实施效果，对2500万分子量高浓度聚合物调剖在萨南油田一类油层三元试验区的效果进行评价。1调剖井选井、选层方法研究试验区投入空白水驱后，靠近注水井排附近及部分油层发育好的注入井，表现为注入压力低，存在强吸水单元。根据其他区块调剖经验，结合试验区油层发育及动态反映特点，确定调剖井选井、选层原则：（1）注入井注入剖面不均匀，注入能力强，全井吸水厚度比例小于40%，单层吸水强度大于全井平均吸水强度2倍。（2）调剖井区要求注采系统完善，纵向上渗透率差异大的井。（3）选择主体河道砂高渗透部位进行调剖，调剖层为中高水淹层，有效渗透率大于800×10-3μm2

。

（4）井组注采平衡条件下，选择注入压力低于5.0MPa、PI值低于全区平均水平的注入井。

根据以上原则，为了减小这部分井层间及层内矛盾，对试验区的注入井进行对比分析，选取9口注入井开展深度调剖。调剖井组葡Ⅰ22和葡Ⅰ23单元河道砂发育，厚油层主要以正韵律沉积为主，其他单元主要以薄层砂沉积为主，注采井之间连通关系主要为一类连通。9口井平均有效厚度为10.1m，平均渗透率为500×10-3μm2

，空白水驱阶段平均单井日注入量

102m3，平均注入压力4.44MPa，低于全区1.0MPa；平

均启动压力1.6MPa，PI值为5.68MPa，分别低于全区平均值0.9MPa和0.67MPa。吸水厚度比例34.3%，强吸水单元吸水厚度比例27.7%，吸水比例达到96.3%。连通21口采出井，平均单井日产液112t，日产

油4.0t，综合含水96.3%，含水高于全区1.3个百分点。

2高浓度聚合物调剖适应性分析

2.1聚合物分子量的确定

根据南6-检4-28井PI2层的孔隙结构特征曲线给出渗透率为1409×10-3μm2

，孔隙半径为

8.16μm，孔隙半径中值为4.5μm。同时可见，孔隙

高浓度聚合物调剖技术在三元复合驱中的应用及效果评价

王丽丹（大庆油田有限责任公司，大庆163113）

摘要：为改善三次采油开发效果，调剖技术作为一项重要技术已被广泛应用，但在三元复合驱中应用较少。在注入三元体系前需要对层间矛盾突出的井开展深度调剖。通过在室内开展高浓度聚合物深度调剖适应性论证及对现场实施效果分析表明，高浓度2500万分子量聚合物溶液能够适应萨南油田一类油层，注入三元体系前通过高浓度聚合物深度调剖可有效调整吸水剖面，改善油层吸水状况，减小层间差异，非调剖层得到动用，采出井达到明显增油降水效果。关键词：三元复合驱；聚合物；调剖；评价中图分类号：TE357文献标识码：A文章编号：1673-1980（2010）05-0104-03

104··王丽丹：高浓度聚合物调剖技术在三元复合驱中的应用及效果评价半径小于10μm的孔隙，对渗透率的贡献值仅为5%左右（见图1）。图1孔隙结构特征曲线利用高才尼-卡曼方程计算的各层平均孔隙半径为6～9μm，PI11沉积单元的平均孔隙半径为3.5～5.5μm，PI12沉积单元的平均孔隙半径为4～6μm，PI21沉积单元的平均孔隙半径为5～7.5μm，PI22沉积单元的平均孔隙半径为6～9μm，PI23沉积单元的平均孔隙半径为7～10μm。同时根据压汞资料作出的空气渗透率与孔隙半径中值关系曲线见图2。由图2可看出：空气渗透率为200×10-3～700×10-3μm2时对应的孔隙半径中值R50为0.5～3μm，PI11、PI12沉积单元在此范围内。空气渗透率为700×10-3～1000×10-3μm2时对应的孔隙半径中值R50为3～4μm，PI21沉积单元平均渗透率在此范围内。而空气渗透率1000×10-3～2000×10-3μm2对应的孔隙半径中值R50为4～7μm，PI22、PI23沉积单元平均渗透率在此范围内。试验区平均空气渗透率1358×10-3μm2，对应的孔隙半径中值R50为4～5μm。五个沉积单元的渗透率差异较大，对应的孔隙半径差别也较大，其中PI22、PI23单元是高渗透率层，也是大孔道集中的地方。这样，选择的聚合物不但不会污染低渗透层，而且要能进入高渗透层起到调剖的作用。调剖用高分子量聚合物选择2500万聚合物。根据佛洛里公式计算表中聚合物2500万的分子回旋半径为0.39μm。利用大庆油田天然岩心进行聚合物分子量与渗透率、孔隙半径匹配关系，岩心的孔隙半径中值应选择聚合物分子回旋半径的5倍以上。2500万分子量聚合物对应的渗透率下限为0.3μm2，孔隙半径中值下限为1.5μm左右。而试验区孔隙半径中值在5μm左右，是该聚合物分子回旋半径的10倍以上。因此认为该分子量的聚合物对于渗透率大于800×10-3μm2调剖对象来说，进入是没有问题的。

图2萨中地区油层孔隙半径中值与渗透率的关系曲线应用试验区天然岩芯进行了流动实验。利用试验区注入水和南5-21-检P34取心井目的层段岩心进行了2500万聚合物溶液的注入能力实验，考察压力变化情况。当粘度为37mPa·s时，随水相渗透率降低，注入压力上升。渗透率较高(650×10-3μm2)

的岩

心，在注入聚合物时压力上升幅度比较小。这为低压下注入高浓度聚合物调整剖面提供了依据。随粘度的增加，压力升高。对于高渗透层来说，利用粘度来控制。而渗透率较低(182×10-3μm2)

的岩心注入聚合

物后压力上升幅度非常明显，发生数量级的变化。同时在转注水后低渗透岩心的压力残留值很高，但仍然出现了平台区。因此如果降低注入粘度，提升注入压力的情况下，2500万分子量的聚合物就能控制低渗透油层。综上所述，调剖剂选择2500万高分子聚合物即遵循高分高粘聚合物作为调剖剂的原则，又可以起到调整注入剖面的目的。因此选择该分子量的聚合物是较为合理的。2.2调剖浓度的确定

注入聚合物的粘度为40mPa·s左右，渗透率大于350×10-3μm2的两支岩芯的聚合物注入后的平衡压力分别为0.09、0.04MPa。对于650×10-3μm2高渗透岩心，可以注入80mPa·s的聚合物溶液。而对于更高渗透率情况下，需要注入的聚合物浓度更高。一般认为聚合物经过炮眼、近井地带的粘度损失为50%以上。南五区聚合物区注入了井口粘度为40mPa·s聚合物溶液，并且数值模拟得到的地下工作粘度为15mPa·s左右。据此确定调剖井地下工作粘度为35~90mPa·s是比较合理的。因此，聚合物井口粘度为

70～200mPa·s。

根据粘浓曲线来确定聚合物的浓度。为了消除泵口到井口的粘度损失，考虑试验用污水为厌氧污水，同时在室内评价厌氧污水配制的聚合物粘度低

孔隙体积/%504030201000.040.526101418222630孔隙半径/μm34384246500

1020304050渗透率贡献/%井号

样号K/mdm/%

316140927.0

10000×10-31000×10-3100×10-310×10-31×10-3036

9

12y=0.0103x0.886R2=0.7036

孔隙半径中值

R

50/μm

空气渗透率/μm2

南6-检4-28

105··王丽丹：高浓度聚合物调剖技术在三元复合驱中的应用及效果评价于曝氧污水配制聚合物粘度，据此认为浓度为1800～2500mg/L较为合理（见图3）。图32500万聚合物浓、粘度曲线依据室内研究及已开展三元复合驱现场试验经验，确定采用2500万分子量1800mg/L和2500mg/L高浓度聚合物调剖。3高浓度聚合物调剖效果评价对试验区9口注入井在空白水驱结束后展开2500万分子量高浓度聚合物深度调剖工作，其中4口井调剖浓度为1800mg/L，5口井调剖浓度为2500mg/L。调剖4个月后，转注三元体系。调剖后注入井压力上升幅度大，剖面得到明显改善，连通采出井见到明显增油降水效果。3.1调剖井注入压力升幅大，剖面得到明显改善

调剖后注入压力上升幅度大，平均注入压力为8.5MPa，达到全区平均水平。与水驱结束时对比，注

入压力上升3.4MPa，升幅为66.7%，高于全区27.7个百分点。其中2500mg/L调剖井注入压力升幅较大。根据调剖井吸水剖面资料表明，调剖后，吸水厚度为60m，吸水厚度比例为66.6%，与水驱对比其吸水厚度

增加18.2m，吸水厚度比例上升20.2个百分点。水驱时吸水较差的葡I11和葡I21沉积单元，吸水厚度比例增加幅度较大，与水驱时对比吸水状况得到明显改善。3.2调剖井区采出井见到明显增油降水效果

连通的13口中心采出井与水驱阶段（调剖前）对比，单井日产油上升8.8t，综合含水下降10.8个百分点。初含水高的采出井调剖后增油降水效果明显，初含水大于90%的10口井单井日产油上升11.2t，综合含水下降10.6%，与非调剖井区5口井对比，含水下降幅度较大。其中初含水大于98%的井有3口，调剖后含水下降幅度较大，平均含水下降14.8%，与非调剖井区3口井对比，含水下降高8.3%（见表1）。

140.0120.0100.080.060.040.020.00.0粘

度/(mPa·s)

01000×10-62000×10-63000×10-64000×10-65000×10-6

聚合物浓度

2500P+暴氧污水

2500P+新鲜污水

4结语

（1）在调剖前根据试验区地质特征，结合动、静态资料，制定选井原则，认真选好调剖井，这是保证调剖效果的前提。（2）根据大量室内研究分析及现场试验表明，2500万分子量、高浓度聚合物对于萨南一类油层层

系较为单一，以正韵律沉积为主，层内非均质严重、存在高渗透条带的厚油层，能够起到调整注入剖面，提高动用程度的作用，对萨南主力油层具有较好的

适应性。（3）注入三元体系前开展深度调剖能够有效提高三元复合驱开发效果。对于初含水较高的采出井效果尤其显著。（4）高浓度聚合物深度调剖对于油田南部一类油层中部分渗透率较高、单元内部渗透率级差较大的厚油层动用状况改善不明显。因此需要加快研究适合三元体系的高强度调剖剂，在不影响体系性能的前提下，最大限度地改善试验整体效果，为三元复合驱的推广做好技术准备。

表1调剖井区与非调剖井区采出井见效情况对比表项目初含水级别/%井数口空白水驱三元主段塞差值单井产液/t单井产油/t综合含水/%单井产液/t单井产油/t综合含水/%采聚浓度/(mg·L-1)单井产液/t综合含水/%