凝胶泡沫抑制边水技术研究与应用

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年第5期   作者:周玲玲 孙璐
[导读] 目前抑水技术主要有氮气、氮气泡沫、凝胶泡沫和无机颗粒抑制边水技术四种
        摘 要:目前抑水技术主要有氮气、氮气泡沫、凝胶泡沫和无机颗粒抑制边水技术四种,对于边水能量强且渗透率较低的油藏,氮气泡沫工艺及颗粒调剖工艺都具有不适应行,凝胶泡沫工艺相对其他调剖工艺药剂成本高、效益差,因此开展凝胶泡沫抑制边水技术研究与应用,能有效改善渗透率较低边水油藏的开发效果。
        关键词:凝胶泡沫 低成本 配方
前言
        目前抑水技术主要有氮气、氮气泡沫、凝胶泡沫和无机颗粒抑制边水技术四种,但从措施效果来看存在以下三个问题:(1)氮气、氮气泡沫抑制边水技术抑水强度低、效果逐年变差;(2)无机颗粒抑制边水技术由于颗粒物性影响不适用于渗透率较低的油藏;(3)水平井凝胶泡沫抑制边水技术效益差。针对以上问题,开展凝胶泡沫抑水技术研究应用,对提高稠油热采边水油藏资源利用率,提升稠油边水油藏开发效益具有重要意义。
1  技术现状
        目前抑水技术主要有氮气、氮气泡沫、凝胶泡沫和无机颗粒抑制边水技术四种,但从措施效果来看存在以下三个问题:
        一是氮气、氮气泡沫抑制边水技术抑水强度低、效果逐年变差。氮气泡沫抑水强度较低,随着措施轮次的增加,边水能量逐渐增强,氮气泡沫抑水措施效果逐渐变差。
        二是无机颗粒抑制边水技术由于颗粒物性影响不适用于渗透率较低的油藏。无机颗粒粒径大,在渗透率较低油藏施工过程中施工压力上升过快,调剖剂注入量小,达不到设计要求,影响整体措施效果。
        三是水平井凝胶泡沫抑制边水技术效益差。目前水平井凝胶泡沫抑水采用笼统调剖方式,凝胶不能全部进入高出水层段,且其调剖段塞组合为“氮气+凝胶+泡沫”,氮气抑水强度过低,凝胶体系前段部分稀释,调剖半径缩小,调剖效果效益差。
        针对以上问题,开展低成本凝胶泡沫抑水技术研究应用,对提高稠油热采边水油藏资源利用率,提升稠油边水油藏开发效益具有重要意义。
2  低成本凝胶配方研究                                                                                                                                                                                                        
2.1凝胶成胶机理
        采用低分子不饱和烃接枝聚合后,能够形成大分子链网状结构的骨架,添加填料均匀包裹在所形成空间网状结构中,同时与单体A发生接枝共聚,再以交联的方式形成化学价键来建立三维网络结构,从而可以形成具有较高弹性的聚合物强胶材料。
2.2低成本凝胶配方确定
         根据目前凝胶组分成本占比,研制低成本凝胶须从主剂入手,按照前期经验确定主剂与填料比例为0.5、总量6%,进行试验,填料用量在5.4-5.6%以上体系才能均匀成胶,试验六配方在恒温60℃静止6小时(控制剂0.05%)能稳定成胶,凝胶强度为J16级。

3  凝胶泡沫段塞组合优化
    原设计段赛组合:氮气泡沫+主剂保护+1/3高浓度凝胶+2/3最优浓度凝胶+主剂保护+氮气。根据个段赛的应用目的,可将各段赛组合总结为三个类别,一是隔水段赛降低地层水对凝胶体系的稀释,二是主体成胶段赛成胶后抑制边水推进,三是隔热段赛阻挡蒸汽与凝胶直接接触降低凝胶遇高温蒸汽水化损失。结合前期经验及段塞组合目的将原设计段塞组合优化为:氮气泡沫+凝胶主体+氮气,氮气泡沫将地层水推至油层深部排除对凝胶主体的稀释作用,凝胶主体在控制时间内成胶形成冻胶隔水带抑制边水推进,氮气段塞在凝胶后无间断注入,将凝胶体系向油层深部推进避免与蒸汽直接接触保护降低水化风险。
4  现场应用及效果
4.1典型井举例:弱边水
        存在问题:(1)区域汽窜严重:该井与杨1911、杨S1924、杨S1923、杨1903汽窜,周围区域汽窜现象严重,已经形成面积汽窜;(2)受边水影响:采液强度2.1m3/(m*d)。
        技术对策: 凝胶体系段塞封堵汽窜通道,抑制低部位边水延汽窜通道指进。
        段赛组合:主剂保护+凝胶主体+主剂保护+氮气顶替。

4.2典型井举例:强边水
        存在问题:(1)边水能量强:采液强度9.9m3/(m*d);(2)光杆滞后严重:井口温度低于40℃时,原油在井筒举升困难。
        技术对策: 凝胶泡沫体系将边水推至油层中深部,封堵油层近井高渗带,抑制边水推进。
        段赛组合:氮气泡沫+凝胶主体+氮气顶替

4.3典型井举例:精准找堵水(新浅25-平8)
        存在问题:(1)受边水影响:边水能量较强,周期末日产液16.5吨,含水91%;(2)边水段分析不清:根据生产动态分析的出水段与油层物性矛盾;
        技术对策: 一是配套温剖测试找水工艺,识别出水段;二是配套分段堵水工艺管柱,实现精准堵水;三是配套高强度凝胶堵水技术,有效封堵出水层段。
        段赛组合:氮气泡沫+凝胶主体+氮气顶替

5  结论及建议
        1、凝胶泡沫抑水技术对渗透率较低的边水油藏具有很好的适应性;
        2、在特稠油油藏配套降粘、二氧化碳强化采油措施能提升措施效果;
        3、根据地层边水能量以及汽窜情况可以进一步优化段赛组合方式;
        4、水平井精准堵水井下管柱工艺复杂,施工难度大,需加大攻关力度。

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