[00118940]中低温油藏调剖堵水技术研究与应用

1、课题来源与背景 油田开发到中后期,通过注水补充地层能量是我国大部分油田所采用的主要措施。由于油层存在着非均质性,会出现水在油层中的“突进”和“窜流”现象,严重地影响着油田的开发效果。为了提高注水效果和油田的最终采收率,需要及时地采取调剖堵水技术措施。向储层注入聚合物类凝胶是目前油田应用较多的化学调剖堵水技术,该技术是将聚合物、交联剂及其他添加剂配制成溶液注入地层深部后,聚合物和交联剂在地层环境下发生化学反应,生成三维网络结构的凝胶封堵高渗透层（段）,迫使注入水液流改向,波及低渗透层（段）的剩余油,最终实现提高注水效率和原油采收率的目的。 我国大部分油田为中低温油田,油藏温度范围40℃～80℃,所用化学调剖堵水体系常见的有铬凝胶,柠檬酸铝凝胶,酚醛树脂凝胶等。铬凝胶体系因原料易得、价格低廉,通常作为调剖堵水作业的主要技术之一。铬凝胶体系又分为三价铬体系和六价铬体系：三价铬盐与聚丙烯酰胺反应很快,成胶时间不易控制;而六价铬体系是将六价铬还原成三价铬,虽然可以减慢交联反应速度,但六价铬毒性大,越来越多的油田由于环保原因不再使用该体系。铬凝胶稳定期也较短,通常只有3～6个月。柠檬酸铝凝胶成胶环境为中性,不易对注水管线和井筒造成腐蚀,但柠檬酸铝凝胶成胶强度低,为弱凝胶,且易受矿化度影响,不适用于大规模调剖堵水作业。酚醛树脂凝胶虽然成胶强度较好,反应时间可控,但由于酚醛树脂交联剂液体状态极易被氧化,保质期较短,应用也受到了限制。 本课题针对常规调剖堵水技术在中低温油藏应用中存在的成胶范围窄、成胶后强度低、作用有效期短等问题,研发了适用于中低温油藏储层特点的凝胶调剖堵水剂和施工工艺的配套技术,该技术满足中低温油藏环境下调剖堵水剂成胶时间可调、成胶后强度高、作用有效期长的措施要求,对解决中低温油田非均质性严重、注入水沿高渗透层（段）突进的难题具有很强的适用性。 2、技术原理及性能指标 技术原理： 研究成果可应用于中低温油藏调剖堵水措施作业。将调剖堵水剂基液注入储层后,聚合物、交联剂和添加剂在储层环境下通过化学键交联形成三维网络结构凝胶,封堵高渗透层（段）,迫使注入水液流改向,波及低渗透区,从而达到提高采收率的目的,为高效开展注水油田剩余油挖潜提供技术保障。 性能指标： （1）形成适应40℃～80℃地层温度调剖堵水体系一种; （2）调剖堵水体系成胶时间1d～20d内可调; （3）岩心封堵率≥90%; （4）形成与调剖堵水剂相配套的施工工艺。 完成了要求的各项性能指标： （1）通过对调剖堵水技术及交联机理研究,研制开发出具有自主知识产权的调剖堵水用交联剂GC-801S,该交联剂易交联、交联后凝胶强度高、稳定时间长,贮存有效期大于2年。研制优选出调剖堵水用交联助剂GC-802S,该交联助剂可有效提高交联反应的活性,大幅度降低成胶时间。 （2）研究考察了组分浓度、温度、矿化度等因素对调剖堵水体系性能的影响,形成了聚丙烯酰胺+交联剂GC-801S+交联助剂GC-802S的中低温调剖堵水体系。 （3）对形成的调剖堵水体系进行综合性能评价。结果表明,该体系成胶时间可调：成胶时间1d～20d;成胶后强度高：弹性模量＞10Pa;封堵性能好：岩心封堵率＞95%;具有很好的长期稳定性：有效期＞1年。 （4）研究形成延缓成胶段塞与快速成胶段塞相组合的施工工艺,以满足深部调剖作业的技术要求。 3、技术的创造性与先进性 （1）研制开发了具有自主知识产权的调剖堵水用交联剂GC-801S。该交联剂具有液态酚醛树脂交联剂易交联、交联后凝胶强度高、稳定时间长等优点,克服了液态酚醛树脂交联剂易于变质失效的缺点,易于存储,安全环保,贮存有效期大于2年。 （2）研究并形成了中低温调剖堵水配方体系。该体系成胶时间1d～20d可控,成胶后凝胶强度高,弹性模量＞10Pa,有效期＞1年。 （3）形成了适用于中低温油藏储层特点的施工工艺的配套技术。 4、技术的成熟度,适用性和安全性 该技术已经在吐哈油田和冀东油田取得规模应用,技术成熟,对解决中低温油田非均质性严重、注入水沿高渗透层（段）突进的难题具有很强的适用性,安全可靠。 5、应用情况 2012年至今,该中低温调剖堵水技术已应用于吐哈油田和冀东油田,累计措施作业77井次,措施有效率大于85%,平均含水率降低10%以上,累计增油26636t,增油控水效果显著,为油田实现经济效益约1.12亿元（原油每吨4200元计算）。采用中低温调剖堵水技术措施作业后,封堵有效期较前期所用技术明显增长,减少了调剖作业的轮次,节约了开发成本。截至目前,应用该技术已累计节约开支6658万元。