石油与天然气化工  2012, Vol. 41 Issue (4): 419-421
绥中36-1油田泡沫凝胶调驱体系研究与性能评价
张相春 , 张军辉 , 宋志学 , 陈平 , 王京博 , 王成胜     
中国海洋石油能源发展钻采工程研究院
摘要:针对绥中36-1海上油田强非均质性和大孔道稠油油藏提高采收率的需求,开展了自生气泡沫凝胶调驱技术研究。通过waring-blender搅拌法测定热泡沫凝胶体系各组分对起泡和稳泡性能的影响,进行了抗盐、抗钙镁、耐温性能评价,确定了泡沫凝胶体系配方,即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,并进行了封堵、驱油、可解性能评价实验。实验结果表明,该体系在SZ36-1油田油藏条件下封堵率大于95%,驱油效率比水驱提高25%以上,体系可解率大于90%。
关键词泡沫凝胶    封堵率    驱油效率    绥中36-1油田    
Performance evaluation and study of flooding control of foam gel in SZ36-1 oilfield
Zhang Xiangchun , Zhang Junhui , Song Zhixue , et al     
CNOOC Energy Technology & Service-Oilfield Engineering Research Institute, Tianjin 300452, China
Abstract: Aimed at the needs to enhance oil recovery of the SZ36-1 offshore oil field which is a strong heterogeneity and high capacity channel heavy oil reservoir, authigenic gas foam gel flooding technology research was carried out. The impact on the foaming and foam stabilization performance was determined by the Waring-Blender mixing method. Performance evaluation of anti-salt, calcium and magnesium resistance, heat resistance were carried out. The formulations of foam gel was determined, that is, 3000 mg/L polyacrylamide +300 mg/L cross-linking agent+1000 mg/L stabilizer + 3000 mg/L foaming agent +5% authigenic gas. The experiments of plugging, flooding, solvable performance evaluation were carried out. Results showed that under the SZ36-1 oil field reservoir conditions, blocking ratio of the system was greater than 95%; the efficiency of oil displacement improved by more than 25% than water flooding, and the system solvable rate was more than 90%.
Key words: foam gel    oil field    blocking ratio    oil displacement efficiency    SZ36-1    

1 绥中36-1油田概况

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]

2 配方体系研制
2.1 自生气体系优选

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%。

图 1     自生气体系优选图

图 2     自生气体系用量优选

2.2 起泡剂优选

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图 5)。

图 3     起泡剂优选

图 4     起泡剂质量分数优选

图 5     起泡剂油水界面张力测试结果

2.3 凝胶体系优选

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)。

图 6     凝胶体系选择

图 7     凝胶配方体系优化

3 泡沫凝胶体系性能评价
3.1 流变性

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]

图 8     泡沬凝胶与凝胶体系流变性能对比

3.2 封堵能力评价

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。

表 1    非均质模型实验数据表

3.3 驱油性能评价

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%。

表 2    不同体系驱油实验对比表

3.4 可解性能评价

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。

表 3    单管均质模型解堵实验数据表

4 结论

(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。

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