1、聚驅后利用地層中殘留聚合物深部調驅技術編寫：苗建生審查：張文玉河南油田分公司石油工程技術研究院2004年 1月精品文檔你我共享一、 2003 年工作進展情況、對下二門核二段油組與雙河北斷塊4-5 油組的基本情況進行了較詳細的調查， 其中包括：油藏地質狀況、 地層水成分與原油物性分析、油水井分布狀況、注聚情況及油水井生產狀況等。2、完成了 19 口注水井的井口壓降曲線測試，并用PI 決策技術進行數據處理分析 (表 1、表 2)。確定出選井條件：PI 值低，存在高滲透層；對應油井產聚濃度高；對應油井剩余油飽和度較高；注水壓力低，注絮凝劑后不影響配注；與其他選定井成片等。選擇了兩區塊適合注絮凝劑的水

2、井如表3：表 1雙北 II4 5 注水井按PI 9010 的大小排列（2003 年 5 月）注水層厚度日注量注水壓力PI90FDq/hPI 9010序號井號(m)3-1)(MPa)(MPa)3-1-1(MPa)(m d(m d m )1T225481.67.97.040.8920.43.452235310.2208.89.27.580.8220.473.73S20618.22528.46.270.7513.854.534J2078.788.87.56.560.8710.216.435T22910.9122.49.47.550.811.236.736407224.7273.610.58.10.7

3、711.087.317S21527.62188.37.98.28XB518.476.88.97.90.899.148.649402226.8194.48.57.360.877.2510.1410H22415.1110.49.17.720.857.3110.5611J2088.688.814.412.840.8910.3312.4312T22224.5117.67.87.160.924.814.9213S20215.676.89.58.450.894.9217.17平均 :14.641419.267.880.8510.928.83AAAAAA精品文檔你我共享表 2下二門核二段油組注水井按歸整PI

4、 9010 的大小排列（2003 年 5 月）注水層厚度日注量注水壓力PI 90q/h10序號井號FDPI 90(m)3(MPa)(MPa)3-1-1(MPa)(m )(md m )1T5-2237.8124.896.360.71163.982F5-1228.711214.66.680.4612.875.193J5-12217.6148.88.76.050.78.457.1645-12333117.67.64.940.653.5613.8856-13214.764.88.68.170.954.4118.536T4-22224.264.810.67.740.732.6828.88平均 :17.6

5、7105.479.856.660.7812.94表 3適合注絮凝劑的水井及其PI 值注絮凝劑井PI9010/MPa所在區塊T2253.45雙河北塊 4-5 層系23533.70雙河北斷塊 4-5層系S2064.53雙河北斷塊 4-5層系27.31雙河北斷塊 4-5層系407S2158.2雙河北斷塊 4-5層系T5-2233.98下二門核二段油組F5-1225.19下二門核二段油組J5-1227.16下二門核二段油組3、調查分析了適合注絮凝劑8 口注水井對應所有油井的生產狀況。包括聚合物驅前、聚合物驅見效高峰及目前的日產液量、日產油量、含水率、產聚濃度和生產層位、剩余油飽和度等。4、通過對兩區塊

6、27 口注聚井的注聚數據處理和對應40 口油井的產聚數據處理，計算出上述兩區塊不同時間的地層殘留聚合物的絕AAAAAA精品文檔你我共享對量和相對量，結果見表 4。表 4 地層殘留聚合物的絕對量和相對量注聚總量注聚結束時殘留聚合物2002 年 12月時殘留聚合物區塊t絕對量 t殘留率 %絕對量 t殘留率 %雙河北塊 4-5 層系3628.483195.3588.063103.885.54下二門核二段油組709.57647.5091.25637.1289.79從上述的數據可以看到，聚合物驅期間和后水驅過程中，都有大量聚合物殘留在地層中。這些聚合物可用于深部調剖，為水驅波及系數的提高發揮它們的潛力。

7、5、對聚驅后地層中殘留聚合物的存在狀態進行了研究。6、選擇了適合河南油田條件的殘留聚合物再利用劑-GY340-1 絮凝劑配方。7、編制了 2353、J5-122、S215、S206、4072 先導實驗井的技術方案及施工設計，并進行S215 井的現場先導實驗。二、取得的主要成績1、對聚驅后地層中殘留聚合物的存在狀態進行了定量描述。 、聚合物不可入孔隙體積的研究研究了河南油田聚合物驅條件下，聚合物的不可入孔隙體積 (VIP) 。分別用雙段塞法測定了鄭州正力 HPAM 在不同滲透率巖心中的 VIP。圖 1 為下二門條件下，用雙段塞法作出的鄭州正力 HPAM 和硫氰酸根的出口質量濃度剖面圖，由此可以計

8、算得到鄭州正力HPAM 的 VIP 。AAAAAA精品文檔你我共享10.90.80.7度 0.6濃化 0.5一 0.4歸0.320.210.10051015202530354045注入流體的孔隙體積倍數圖 1鄭州正力 HPAM和 CNS 的出口質量濃度剖面圖1HPAM 歸一化濃度曲線； 2硫氰酸根歸一化濃度曲線表 5 巖心滲透率對 VIP 的影響巖心編號直徑 /cm長度 /cm孔隙體積 /mL水測滲透率 / m 2VIP 10-21#2.5645.2487.100.6517.872#2.5705.4307.581.0711.673#2.5364.4525.582.528.22試驗條件：下二門污

9、水；55；鄭州正力 HPAM通過試驗結果可以看出：隨著巖心滲透率的增加，鄭州正力 HPAM 的 VIP 逐漸減小。這是因為隨著巖心滲透率的增加，巖心孔隙半徑隨之增加，使相同回轉半徑的HPAM 分子可進入的孔隙百分數增加，因此HPAM 的 VIP 減小。同理，研究了雙河試驗條件下，鄭州正力 HPAM 和 3630SHPAM的 VIP 。結果如表 6 所示。表 6 HPAM 類型對 VIP 的影響HPAM 種類HPAM 相對分子質量 106VIP 10-2鄭州正力15.8012.583630S15.8318.64試驗條件：雙河污水；70；巖心滲透率為 0.65 m 2AAAAAA精品文檔你我共享通

10、過試驗結果可以看出，在雙河試驗條件下，由于溫度較高，HPAM 分子內能較高，能夠克服分子內旋轉的阻力而產生更多的構象，使分子更為蜷曲，因此分子回轉半徑較小，使VIP 減小；但是由于巖心滲透率較低，又使得VIP 增加，因此試驗結果為上述兩種作用的結果。 、聚合物在巖心中的滯留量用物質平衡法測定河南油田地層聚合物的滯留量，即按河南油田聚合物驅條件， 向巖心中注入聚合物， 直至注入的質量濃度與產出質量濃度相等， 然后恢復水驅， 直至聚合物產出質量濃度可以忽略，由下式計算聚合物在巖心中的滯留量：nQ(0 V0i Vi)/ Wi1式中： Q HPAM 在巖心中的滯留量，g g-1；0 注入 HPAM 溶

11、液的質量濃度， mg L -1； V0 累積注入 HPAM 溶液的體積， mL；i 巖心出口端第 i 個流出樣品的 HPAM 質量濃度，mg L -1； Vi 第 i 個流出樣品的體積， mL；n 巖心出口端收集的流出樣品的數目；W 巖心干質量， g。根據孤島油田的研究， 聚合物在地層中的吸附量與捕集量接近相等，從而得出鄭州正力聚合物的質量濃度對吸附量和捕集量的影響，結果見表 7。AAAAAA精品文檔你我共享表 7聚合物的質量濃度對吸附量和捕集量的影響聚合物質量濃度/滯留量 / （ g g-1）吸附量 /（ gg-1）捕集量 /（ gg-1）（ mgL-1 ）2007.63.83.840012

12、.86.46.460013.66.86.880020.010.010.0100025.212.612.6、對地層中殘留聚合物的分布進行了研究，繪制了雙河北斷塊 4-5油組 14 個小層在注聚期間、 注聚結束時、 注聚結束一年時及目前的地層殘留聚合物的分布場圖。2、對下二門核二段油組及雙河北斷塊4-5 油組的水樣、油樣及巖心進行了定量分析，結果見表8、9、10。表 8河南油田水樣分析結果離子含量 /(mg L -1)水樣pHCa2+Mg 2+2-K +水型SO4礦化度OHCO3HCO3ClNa+下二門Na2SO47.80601143.7160.434.93.0398.15582.522082.8

13、污水型雙河清NaHCO 38.00024489.1669.918.198.1582.21601.60水型雙河污8.10901616.51194.49.90253.71517.824722.7 MgCl 2 型水AAAAAA精品文檔你我共享表 9河南油田油樣分析結果密度（ gcm-3）粘度 /（mPa s）凝點酸值膠質含量瀝青質含量油樣/(mgg-1 )102 10250地層溫度 *50地層溫度 */雙河北塊油樣0.85320.833114.00.938.00.28851.5912.42下二門油樣0.86750.861528.019.528.00.43857.9610.99* 雙河地層溫度為 7

14、0，下二門地層溫度為 55。表 10 河南油田巖樣的 X 射線衍射分析w全巖 102w粘土 102巖心類型方解斜長鉀長粘高嶺綠泥伊利伊 /蒙混石英石石石土石石石層下二門 5-123井41342144119634(10621068m)下二門 5-123井30153415620141353(11001107m)下二門 5-123 井50324203636724(11071112m)雙河 T225 井311422825555436(14281435m)雙河 T225 井2721369730103723(14351442m)由分析數據可以看到：、河南油田的地層水和注入水礦化度不高。、河南油田的聚合物驅

15、用的聚合物屬于特高分子量和中等水解度的聚合物。、河南油田的原油屬于中粘、中凝原油。、河南油田地層的粘土礦物含量不高，而粘土礦物中伊蒙混層含量AAAAAA精品文檔你我共享也不高，不存在粘土膨脹問題，但存在粘土微粒運移問題。3、研究選擇了適合河南油田條件的殘留聚合物再利用劑。為了減少施工時注入工作液的體積，絮凝劑的含量應選大些，但以保證其可泵性為度。在30，170s-1 條件下絮凝劑分散體的粘度在50200mPas 范圍均可保證施工時有良好的可泵性，并有足夠大的絮凝劑含量。在雙河、下二門的實驗條件下， 通過對絮凝劑種類、 含量的選擇、及聚合物質量濃度對絮凝劑沉降體積的影響， 從而確定適合河南油田特

16、點的 YG340-1 絮凝劑，投加濃度以 3%5%的范圍為宜，實驗結果如表 11、12 及圖 2、3 所示：表 11雙河污水配制的絮凝劑（YG340-1）分散體的粘度隨絮凝劑含量的變化（30）w（YG340-1 ） 102流動行為指數稠度指數 /（ mPasn）170s-1 粘度 /（ mPas）10.84200.077734.530.87660.105856.150.81430.2643110.870.59062.0556251.190.52585.7737505.6AAAAAA精品文檔你我共享表 12 下二門污水配制的絮凝劑（YG340-1）分散體的粘度隨絮凝劑含量的變化（30）w（YG3

17、40-1 ） 102流動行為指數稠度指數 /（ mPasn） 170s-1 粘度 /（ mPas）10.99940.020120.030.84750.129459.150.58461.6005189.670.45926.9972435.290.185482.00681250.0201816L 14m/積體 12降沉 1088765643241012345678910111213141516沉降時間 /min圖 2鄭州正力HPAM 質量濃度對YG340-1 絮凝劑懸浮性能的影響(下二門污水，55 )HPAM 質量濃度： 150mg L-1 ；2 100 mg L-1； 3150mg L -1；4

18、 200 mg L -1； 5400 mg L -1；6 600 mg L-1 ；7800 mg L-1； 81000 mg L-1AAAAAA精品文檔你我共享201816L14m/積12體降沉1088766543241012345678910 111213141516沉降時間 /min圖 3鄭州正力HPAM 質量濃度對YG340-1 絮凝劑懸浮性能的影響(雙河污水， 70 )HPAM 質量濃度： 150mg L-1 ；2 100 mg L-1； 3150mg L -1；4 200 mg L -1； 5400 mg L -1；6 600 mg L-1 ；7800 mg L-1； 81000 m

19、g L-1從以上結果可以看到， HPAM 質量濃度越小， 絮凝速度越快；礦化度越高，絮凝速度越快。同時，研究還發現鄭州正力HPAM 在高礦化度污水中絮凝速度明顯加快，說明礦化度對鄭州正力HPAM 的絮凝效果影響較為顯著。 綜上所述，對于河南油田低質量濃度HPAM溶液，絮凝劑YG340-1 可以有較好的絮凝效果。、絮凝劑對地層的封堵實驗用殘余阻力系數法評價絮凝劑對地層的封堵作用。殘余阻力系數（ FRR）是指工作液通過巖心前后的滲透率的比值，即先取一支填砂管（ 1#）水驅后注入 3%YG340-1 0.33Vp ，然后恢復水驅，待壓力穩定后，測 FRR；再取一支填砂管（ 2#）水驅后注入質量濃度為

20、AAAAAA精品文檔你我共享400mgL-1 的 HPAM 溶液 0.30Vp，然后注入 3%YG340-1 0.33Vp ，候凝 6 h 再恢復總水驅，待壓力穩定后，測 FRR。雙河和下二門試驗條件下用 3630S 和鄭州正力聚合物試驗所取得的結果如表 13、14：表 13雙河試驗條件下兩支填砂管的FRRHPAM 類型填砂管FRR3630S1#6.82#32.852鄭州正力1#5.382#29.54雙河試驗條件：雙河污水；70表 14下二門試驗條件下兩支填砂管的RRFHPAM 類型填砂管FRR3630S1#5.75#26.222鄭州正力1#4.452#24.43下二門試驗條件：下二門污水；5

21、5從表 13 和表 14 說明，絮凝劑對地層有固有的封堵作用，但聚合物存在將使它的封堵作用得到強化。考慮到聚合物存在對絮凝劑封堵作用的影響， 研究了不同質量濃度聚合物條件下，絮凝劑的封堵作用，得表 15 和表 16 的結果。AAAAAA精品文檔你我共享表 15 雙河試驗條件 * 下聚合物質量濃度對YG340-1 絮凝劑封堵作用的影響聚合物質量濃度 /（ mg L-1 ）殘余阻力系數3630S鄭州正力20022.5618.3640030.2527.3960032.8529.5480036.6232.04100039.2833.59*雙河試驗條件是指用雙河污水配工作液，試驗溫度為70。表 16 下

22、二門試驗條件 * 下聚合物質量濃度對YG340-1 絮凝劑封堵作用的影響殘余阻力系數聚合物質量濃度 / （mg L-1 ）3630S鄭州正力20018.7115.4240024.3522.2260026.2224.4380030.4527.08100033.6028.71*下二門試驗條件是指用下二門污水配工作液，試驗溫度為55。表 15 和表 16 說明，盡管絮凝劑可用在低聚合物質量濃度下，但聚合物質量濃度越高，絮凝劑的封堵作用越大。4、對雙河北塊 4-5 與下二門核二段選擇的8 口水井的絮凝劑用量、注入壓力進行測算并根據下式計算：V = hPIAAAAAA精品文檔你我共享式中， V絮凝劑用量

23、， m3；用量系數，3-1-1；MPammh注水層厚度， m；PI注絮凝劑前后 PI 值的變化， MPa。3-1根據同條件油藏的實測值，水井的值可在 5080 mMPam范圍選擇；注絮凝劑前后PI 值的變化一般控制在24 MPa 范圍。由此可計算出各注絮凝劑井的絮凝劑用量（見表17）。表 17注絮凝劑井的絮凝劑用量 /注絮凝劑3-1h/mPI /MPa絮凝劑體積YG340-1 用所在區塊井（ mMPa /m3量 /t-1）mT225804.051600.048.0雙河北塊 4-523536010.242448.073.4雙河北塊 4-5J207608.742088.062.6雙河北塊 4-54

24、0225026.834020.0120.6雙河北塊 4-5XB51508.441680.050.4雙河北塊 4-5小計11836.0355.0T5-223807.842496.034.9下二門核二段F5-122758.731957.058.7下二門核二段J5-1227017.622464.073.9下二門核二段小計6917.0207.5絮凝劑的注入速度控制在 10 m3h-1。施工時，實測該注入速度下的注入壓力（約需注污水 20 m3）。隨后絮凝劑注入引起注入壓力的升高均不應高于注水干線壓力與注水井注水壓力差值的60% 。結果見表 18。AAAAAA精品文檔你我共享表 18施工條件下注入壓力上

25、升值注水干線壓力 /MPa（ 1）-（ 2） 注絮凝劑時允許注入井注水壓力 /MPa（2）所在區塊（1）/MPa的壓力升高 /MPaT22516.67.98.75.2雙河北塊 4-5235316.49.27.24.3雙河北塊 4-5J20716.27.58.75.2雙河北塊 4-5402215.58.57.04.2雙河北塊 4-5XB5115.68.96.74.0雙河北塊 4-5T5-22314.66.08.55.16下二門核二段F5-12214.611.82.81.68下二門核二段J5-12214.59.55.03.00下二門核二段5、對雙河北塊 4-5 和下二門核二段油組現場施工工藝流程進

26、行了研究。施工工藝流程示意圖帶攪拌帶攪拌配液池配液池帶攪拌擠注儲液罐設備水泥車AAAAAA精品文檔你我共享6、通過室內實驗研究確定了絮凝劑的配方。為了減少施工時注入工作液的體積，絮凝劑的含量應選大些，但以保證其可泵性為度。在30，170s-1 條件下絮凝劑分散體的粘度在50200mPas 范圍均可保證施工時有良好的可泵性，并有足夠大的絮凝劑含量。表19、20 為用雙河污水和下二門污水配制的絮凝劑（ YG340-1）分散體粘度隨絮凝劑含量的變化。從表 19、20 可以看到，絮凝劑（ YG340-1）的含量以 3%5%范圍為宜。表 19雙河污水配制的（ YG340-1 ）分散體的粘度隨絮凝劑含量的

27、變化（30）（ YG340-1） 102流動行為指數稠度指數 / （mPa sn）170s-1 粘度 / （ mPa s）w10.8420.077734.530.87660.105856.150.81430.2643110.870.59062.0556251.190.52585.7737505.6表 20下二門污水配制的絮凝劑（YG340-1 ）分散體的粘度隨絮凝劑含量的變化（30）w（ YG340-1） 102流動行為指數稠度指數 / （mPa s n）170s-1 粘度 / （ mPas ）10.99940.020120.030.84750.129459.150.58461.6005189

28、.670.45926.9972435.290.185482.00681250.0AAAAAA精品文檔你我共享7、定量分析了聚合物的降解和水解對絮凝劑沉降體積的影響。聚合物溶液在油層中的滲流，可引起聚合物的降解，聚合物的降解是指聚合物分子量下降，在油層溫度和地層水PH 值的影響下，聚合物可產生降解。聚合物水解是指聚合物與水反應產生化合物的現象。聚丙烯酰胺水解產生聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉。1）、聚合物降解對絮凝劑沉降體積的影響、在雙河北塊4-5 層系地層溫度為70配制用水礦化度為-1 條件下研究了降解程度不同的鄭州正力HPAM 對絮凝劑的影響。 為了得到降解程度不同的鄭州正力HPAM ，先用雙河污水配

29、制了4000 mg.L-1 HPAM（鄭州正力），用混調器將此溶液剪切不同時間，得到不同分子量的聚丙烯酰胺（表21），可以看出， HPAM 剪切降解是嚴重的。表 21由剪切產生的不同分子量的聚丙烯酰胺剪切時間 /min0131020分子量15.8*10 69.8*10 66.8*10 64.5*10 63.6*10 6若將表19 的剪切降解后的的聚丙烯酰胺用雙河污水配成400mg.L -1，然后與 3.0的 YG340-1 按 4：1 體積比混合，測定混合體系中的 YG340-1 體積隨時間的變化， 得表 22 得結果。從表中可以看到，聚合物降解后得分子量越低，絮凝劑得沉降體積越小， 但仍有很

30、高得沉降體積保留率（降解后聚合物分子量為3.6*106 時，沉降體積保留率仍有 60）。AAAAAA精品文檔你我共享表 22聚合物（鄭州正力）得降解對絮凝沉降體積得影響（雙河北塊4-5 層系）剪切時間 /min溶解后聚合物分子量15.8*10 69.8*10 66.8*10 64.5*10 63.6*10 602020202020210.510.576.5547.17.15.154.285.95.74.243.8125.353.63.43164.94.53.43.12.9204.64.33.22.92.5304.23.932.62.46043.72.92.52.4沉降體積保留率 *10 210

31、092.572.562.560、下二門核二油組在地層溫度為55，配制用水礦化度為-1 條件下用上述同樣方法研究了降解程度不同得鄭州正力 HPAM 對絮凝體積得影響。表 23聚合物（鄭州正力）得降解對絮凝沉降體積得影響（下二門核二）剪切時間 /min溶解后聚合物分子量15.8*10 67.1*10 65.31*10 63.15*10 6020202020214.513.58.5849.59.26.76.169.18.66.25.6898.15.95.4108.985.85.2128.77.95.75.1148.57.85.55168.37.65.44.9188.17.55.34.92087.35

32、.24.8257.575.14.7307.46.854.6607.36.14.94.5沉降體積保留率 *10 210085.370.764.7AAAAAA精品文檔你我共享2）、聚合物水解對絮凝劑沉降體積的影響、在 4000mg.L-1 HPAM（鄭州正力）中加入NaOH，使 HPAM 水解到不同水解度，然后在雙河北塊4-5 條件下測定不同水解度HPAM 對絮凝劑沉降體積的影響， 得到表 24 的結果，從表 24 可以看到水解度越大， 絮凝劑的沉降體積越小， 但仍有相當得沉降體積保留率，因此絮凝劑仍可使用。表 24不同水解度HPAM 對絮凝劑沉降體積的影響雙河條件下水解后聚合物水解度 *10 2時間20.0830.2738.3949.8956.320202020202026.86.565.55.444.94.54.443.964.33.83.63.33.383.93.53.43.13103.73.43.332.9123.53.33.22.92.8143.43.13.12.82.7163.33.13.12.72.6183.2332.62.6203.232.92.62.5253.12.92.82.52.5303