绥中36-1油田是1987年由渤海石油公司发现的第一个储量上亿吨的大油田,位于渤海辽东湾海域,辽东湾拗陷辽西低凸起的中段,构造形态是一个北东走向的断裂背斜,层状稠油油藏,主力开发层系为东营组下段的Ⅰ、Ⅱ油组。但是由于平面和纵向上物性的差异,使得层间、层内矛盾突出,注入水突进严重。为了更好地开发绥中36-1油田,提高注水开发效果,同时针对海上油田平台空间有限的问题,研制了一种自生气泡沫凝胶调驱体系,并对其性能进行了评价,该体系具有用液量少、效率高、有一定弹性、机械强度好、滤失量少及对地层伤害小等特点[1-4]。
对3种自生气体系进行了生气量和生气效率的测试,结果见图 1。从图 1可知,SQ-3的生气效率和生气量最高,且SQ-3为单液体系,施工工艺简单。随着自生气体系浓度的增加,生气量和气液比上升较快(图 2),考虑到反应控制以及深部运移封堵等因素,选取体系质量分数为5%。
考察了3种起泡剂的泡沫综合值和半析水期(图 3),优选出起泡剂QP-2作为本次实验的起泡剂;综合起泡体积、半析水期及油水界面张力等因素,当QP-2质量分数大于0.3%时,起泡体积、半析水期、油水界面张力增幅不大,故确定起泡剂质量分数为0.3%(图 4和图 5)。
凝胶作为稳泡剂需要具有成胶时间和成胶强度可调的特性。凝胶强度太高,影响起泡体积,强度太小,泡沫稳定性较差[5-6]。
依据成胶时间和强度的对比,优选出有机铬交联体系(图 6),通过正交实验的方法,确定最佳体系配方为3000mg/L聚合物+300mg/L交联剂+1000mg/L稳定剂(图 7)。
对泡沫凝胶体系进行了流变性能的测试,从图 8可以看出,泡沫凝胶体系转相点明显高于凝胶体系的转相点,体现了泡沫凝胶体系具有很宽的成胶范围,成胶性能更稳定;泡沫凝胶的粘性和弹性模量也较凝胶体系高,说明研发的泡沫凝胶体系具有调和驱的双重功效,能够较好地进入地层深部封堵高渗条带,改善注水开发效果[6]。
通过对3组非均质模型的实验考察了泡沫凝胶体系的液流转向能力,实验结果见表 1。从表 1可知,模拟绥中36-1油田不同高中低渗透率比的模型通过体系注入后,渗透率比均减小。对高渗层的封堵率达到95%以上。
通过对比泡沫、凝胶体系、泡沫凝胶体系的驱油效率(表 2)可知,泡沫凝胶驱油效率比单一的凝胶体系和泡沫体系都高,在水驱的基础上提高了25%以上,比凝胶提高了8.8%,比泡沫提高了12.9%。
实验采用HRS解堵体系,对泡沫凝胶体系封堵后的岩心进行解堵实验,结果见表 3(表中:K0为岩心原始渗透率,K1为体系封堵后渗透率,K2为解堵后渗透率)。从表 3可知,平均岩心恢复率均达到95%以上,说明泡沫凝胶体系具有较好的可解性。
(1) 通过对体系不同组成部分的优选,研制的泡沫凝胶体系配方为:0.3%(w)起泡剂+300 mg/L交联剂+3000 mg/L聚丙烯酰胺+5%(w)生气体系+1000 mg/L稳定剂。
(2) 研制的体系在SZ36-1油藏温度下具有很好的稳定性,通过流变性能的测试,泡沫凝胶体系比凝胶体系具有更宽的成胶范围,体系粘弹性更好,更有利于发挥泡沫凝胶体系的调和驱的双重作用。
(3) 研制的泡沫凝胶体系对不同渗透率的水相岩心封堵率都达到90%以上,驱油效率在水驱的基础上提高25%以上,比凝胶提高了8.8%,比泡沫提高了12.9%,同时体系可解率达到95%以上。