李伟、毕国利、单长鑫
中国石化胜利油田分公司海洋采油厂
摘要：主要对渤海油田注聚井堵塞物进行分析，探索使聚合物呈絮凝状的原因，寻找使渤海油田注聚井堵塞的真正原因，根据岩心对聚合物的吸附、注聚量和注聚的速度，来确定使注聚井堵塞的具体原因，通过渗透岩心的影响比例以及岩心半径的影响比例。逐步深入对注聚井的研究。
关键词：注聚井；堵塞原因；污染规律
前言
为了在平台有效期间可以最大化的产出原油，提高海上油田的开发量，渤海油田攻克了海上聚合物驱油技术，这是近几年注聚开发的主要目标，效果十分明显。但由于注聚物体积不断地增加，导致压力不断的升高，使聚注过程变得越来越困难，影响了最终的效果，其主要原因是因为堵塞导致的，以下是对堵塞原因进行具体的研究。
1注聚井堵塞原因分析
1.1分析井下污染物的成分
注聚井堵塞的主要成分来自于反派物中流动性差的物质，这些物质会直接导致注聚井的堵塞，从而对注聚井进行污染，使其无法正常运作，因此需要明确分析污染物的成分，对其进行消除，下面是的堵塞物成分刨析，见表一
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由表中所指出，使注聚井井下造成堵塞的重要成分有胶团絮凝物以及原油中的重质成分，污染物中聚合物分子量的浓度过高，即使分子量总体降低了许多，但是依然无法摆脱浓度过高的事实，这是由于注入过程中距离井地附近发生聚合物浓缩聚集的状况，影响注聚井堵塞的主要成分是污垢类、粘土矿物以及其他可能导致堵塞的机械杂质。主要引起堵塞的元素是铁离子、钙离子以及镁离子。根据化学原理可知，铁垢和钙镁离子结合导致的堵塞，而导致地层中存在粘土和机械杂质堵塞的是硅铝酸盐和盐酸的不溶合物质。
1.2影响聚合物絮凝状的因素
影响地层堵塞的是一些高价阳离子，例如上段指出的铁、钙以及镁离子，因此需要配=配置各种浓度的氯化铁溶液、氯化亚溶液以及氯化钙溶液来进行稀释作用，观察其絮凝状况，详情见表二
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由该图表可知，可以使聚合物发生凝絮的分别是三价铁离子和二价镁离子，常用的钙离子和镁离子对聚合物溶液的絮凝影响不大，导致絮凝物产生的临界浓度有两种，分别是0.007%和0.009%。
2.1聚合物在岩心上的吸附规律
由于岩石颗粒表面对聚合物具有强烈的吸附作用，使聚合物产生大量损失，从而导致聚合物质占聚合溶液中的比例减少，如下实验，采用淀粉—碘化镉比色法研究浓度对静态吸附量的影响情况。如图一
由图一可以看出，聚合物浓度与吸附量关系呈缓慢增长，聚合物浓度低于400mg/L时，吸附量随浓度增大而快速增大，当聚合物浓度高于400mg/L时，吸附量增加的速度逐渐趋于平稳，最终保持稳定状态，这一体现，可充分说明了朗格缪尔型吸附曲线的基本特点，推测出渤海油田聚合物以吸附单分子层为主。
2.2注聚量对岩心渗透率的影响
要影响岩心的实际深度，需要注入不同体积含量的聚合物，以达到不同的岩心分布程度，最大意义上探究岩心的渗透率，使其产生诸多不同的影响结果，本文中具体使用1500mg/L的聚合物仅以1ml/min的速度进行注入，根据不同的聚合物体积来观察岩心的渗透和伤害率，实际的岩心数据详情见表3，实验结果见图2
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根据图2所显示曲线可知，当流量相同时，聚合物注入的量越多，岩心伤害率越高，开始注入时，岩心伤害率增加的幅度较大，随着注入的体积越来越大时，相对岩心伤害率逐渐减缓，但是依旧呈增加趋势，该实验中4种对岩心的渗透率，在注入相同体积的条件下，渗透越高的，岩心上海率越小，主要影响岩心的伤害程度的是聚合物的吸附性。
2.3注入速度对岩心渗透率的影响
聚合物在存储层的分布情况取决于注聚速度的不同，注聚速度会直接影响岩心中微粒的不同位移，不同的注入速度在不同情况下显示的结果也是不同的，因此通过对注聚速度的不同与测量进行探索，观察注入速度对岩心的影响，如表4
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根据上图显示，渗透率相似的情况在不同注聚速度时，在注入相同体积1500mg/L聚合物的溶液时，岩心伤害是呈缓慢增长的，其事态并不明显，由此可见，当渗透率越来越低时，导致聚合物对岩心的伤害越严重，半径也越来越大。
3.结论
(1)根据以上各图分析，渤海油田注聚井井底堵塞物的主要成分来源于聚合物胶状物、原油等有机物以及碳酸钙镁盐及其铁垢，聚合物、粘土矿物等等多方面因素导致，其中主要原因是聚合物导致渗透进岩心最终导致堵塞状况。此外就是铁离子与聚合物分子相互作用，造成聚合物凝聚从而导致堵塞地层。
(2)当聚合物的量逐渐增加时，岩心伤害率也不断增加，在刚开始注入时，注入量增加的越大，岩心伤害率增加幅度逐渐增大，随着注入量的不断提升，注聚量对岩心伤害率的影响缓慢的降低了，在实验室注聚流量范围内，注聚流量对于岩心的渗透率是不断减少的，对其影响也相对较低，当岩心渗透率越来越大时，聚合物的滞留伤害也随之减少，但是减少的不明显，渗透率越大时，聚合物对岩心的滞留伤害越微弱，伤害半径越低。
(3)渤海油田采用聚合物单段塞连续注入方式驱油至今已实施近10年,取得显著降水增油效果,但目前油田出现注聚压力过高,含水上返,产聚浓度升高等问题。在连续注入聚合物驱油过程中,由于储层非均质性会发生剖面返转现象,造成聚合物在高渗层低效甚至无效循环,聚合物利用率低。因此,针对JZ油田动态问题及剖面返转现象,开展高低浓度聚合物交替注入技术研究,改善油田聚合物驱效果。本文首先基于油田地层特征及室内实验条件选取渗透率级差作为储层非均质性评价指标,并以储层物性下限法为基础建立了渗透率级差计算模型,完成油田非均质性评价;其次,应用油藏工程分析方法,以注聚井组为单元,研究储层非均质性与注聚后动态参数之间的关系,总结了高渗透率级差井组与低渗透率级差井组在动态特征上的差异;同时,应用数值模拟方法,进行岩心实验数值反演,并总结了剖面返转和交替注聚影响因素及规律,得出相比于聚合物连续注入方式,交替注聚方式能进一步提高采收率;最后,结合油田动态分析结果和数值模拟研究成果,对油田进行高低浓度聚合物交替注入参数优化研究,优选出了合理的交替注入周期数,交替注入浓度及交替段塞比。本论文对油田非均质性评价、注聚后油田动态分析、剖面返转影响因素及规律、交替注聚参数优化进行了深入研究,对注聚油田后期注聚方案调整以及现场施工有一定的指导意义。
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