1、2023 年 第 1 期 化学工程与装备 2023 年 1 月 Chemical Engineering&Equipment 59 COCO2 2气驱油藏防气窜调驱剂配方的评价与应用气驱油藏防气窜调驱剂配方的评价与应用 汤文佳（中石化华东油气分公司工程院，江苏 南京 210031）摘摘 要：要：苏北草舍等油田在 CO2驱油的过程中，因地层渗透率的差异性，在平面上气体沿主渗流通道突进，纵向上各小层吸气差异大，针对注气井 CO2 气窜的问题,开展了 CO2驱调驱防气窜工艺技术研究。根据苏北草舍等油田的地层条件，通过室内试验，对主堵剂聚丙烯酰胺凝胶体系进行配方筛选评价，优化了调剖剂基液浓度，对不同交
2、联剂配比对成胶时间的影响进行试验，进行了聚合物凝胶体系注入性能评价和封堵性能评价，最终确定了调驱体系配方。研究结果表明 SDP-1 聚合物凝胶体系，注入性能和抗剪切性能较好，水测封堵率 99.25%，气测封堵率 95.85%，突破压力 28643 kPa，聚合物凝胶调剖剂在苏北油田开展了 1口井现场试验。措施井对应油井平均单井日增油 2.7t，累计增油 1526 t。关键词：关键词：CO2驱；气窜；聚合物凝胶；性能评价；现场试验 0 0 引引 言言 苏北草舍油田渗透率0.22-342.410-3um2，渗透率值平面变化大，平均级差达10倍以上，纵向级差可达2.0214.11倍，变异系数为0.9
3、60.967，非均质性相当严重。在开发中存在以下问题：一是纵向储量动用不均，层间矛盾突出，吸气剖面显示各小层吸气差异大；二是因为层内气窜，导致油井气液比升高。国内外油田在调驱防气窜体系方面做了大量的研究工作1-4，但每种防气窜体系都有缺点。针对苏北草舍油田因注气井大通道的形成而造成气窜问题，研究应用了聚合物凝胶体系封窜工艺技术。该技术在苏北低渗透油田开展了 1 口井现场试验，措施井对应油井平均单井日增油 3t，气油比下降 625m3/t。该技术的成功应用为提高苏北低渗透油田 CO2的开发效果提供了新的技术支持。1 1 实验部分实验部分 1.1 实验材料及仪器 实验材料：SDP-1 型聚丙烯酰胺
4、、H 型交联剂、C 型交联剂、F 型交联剂、FC 型交联剂、硫代硫酸钠、草舍油田地层水（总矿化度 35625mg/mL，各离子质量浓度为：K+Na+13792，Ca2+100，Mg2+61，Cl-21612，单位 mg/mL）。实验所用药品见表 1-1。表表 1 1-1 1 实验所用药品实验所用药品信息表信息表 药品 纯度 生产厂家 SDP-1 型聚丙烯酰胺 工业纯 河北聚丙烯酰胺恒奥化工-H 型交联剂 工业纯 自制 C 型交联剂 工业纯 自制 F 型交联剂 工业纯 自制 FC 型交联剂 工业纯 自制 硫代硫酸钠 工业纯 天津市宏顺成化工科技发展有限公司 实验仪器：HAAKE 流变仪、电子天平
5、、磁子搅拌器、电热鼓风干燥箱、数显电动搅拌器、压力溶弹、ES 系列电子天平。实验所用仪器见表 1-2。表表 1 1-2 2 实验所用仪器实验所用仪器信息表信息表 实验仪器 型号 生产厂家 HAAKE 流变仪 MARSIII 德国 HAAKE 电子天平 FA2004C 上海越平科学仪器有限公司 磁子搅拌器 JB-1 上海雷磁新仪器有限公司 电热鼓风干燥箱 DHG 上海一恒科学仪器有限公司 数显电动搅拌器 JJ-1 江苏省荣华仪器制造有限公司 DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.01.10560 汤文佳：CO2气驱油藏防气窜调驱剂配方的评价与应用 压力溶弹 RDIV 江苏南京
6、九门自控有限公司 ES 系列电子天平 ES-2100A 长砂湘平科技有限公司 电子天平 JJ-2000B 常热双杰测试仪器厂 1.2 实验方法 实验采用室内安瓿瓶方法筛选配方，用目测代码法评价凝胶强。通过倒置试样瓶，观察凝胶舌长，评价凝胶强度。2 2 结果与讨论结果与讨论 2.1 调剖剂配制（1）调剖剂基液的配制 量取 500 mL 草舍油田模拟地层水，加入 1%SDP-1 聚合物，搅拌 2h，密封后熟化 24h 后所得液体作为调剖剂基液。（2）调剖剂的配置 取调剖剂基液 100 mL，加入 0.1%稳定剂，搅拌溶解后，加入一定量的交联剂，搅拌均匀后，所得样品为 SDP-1 型调剖剂5。2.2
7、 调剖剂配方筛选 （1）调剖剂基液浓度的筛选6 采用 HAAKE MARSIII 型流变仪，对 SDP-1 型调剖剂基液进行粘度-温度-时间关系测定，模拟调剖剂基液注入过程，随着温度的升高，聚合物粘度不断下降，当温度恒定在110 时，高浓度聚合物粘度趋于稳定7。见图 2-1。图图 2 2-1 1 聚合物浓度聚合物浓度 1 1%时粘度时粘度-温度温度-时间关系图时间关系图 随着聚合物浓度的提高，其粘度不断增大，当浓度为2.0%时，粘度提升明显，在 110 时，粘度达到 309 mPas。当浓度为 1.0%时，粘度均在 200 mPas 以下，此时注入性能较好。浓度为 0.5%时，粘度过低，且其在
8、 110 时，粘度不稳定容易沸腾，注入性能较差。综上考虑，基液浓度为1.0%时效果最佳。见图 2-2。图图 2 2-2 2 聚合物粘度聚合物粘度-温度关系图温度关系图 （2）交联剂的优选 调剖剂配方的筛选主要针对交联剂的筛选，选择 H 型、C 型、F 型三种交联剂评价不同交联剂与 SDP-1 聚合物的成胶效果8。HC 型交联剂评价9 采用 HC 型交联剂，改善了单独采用 H 型交联剂不能成胶的情况，以及单独采用 C 型交联剂成胶强度不可控的情况，并且增强了体系整体的耐温性能。但是，采用 HC 型交联剂形成的调剖剂体系，高温 15 天后，均有分水的情况，所以无法满足草舍油田现场需求。FC 型交联
9、剂评价 将 F 型、C 型交联剂复配使用后，可以有效成胶，所成凝胶强度达到 H 级。说明加入 C 型交联剂，可以有效增强凝胶强度，使凝胶强度增加10。见表 2-1。从表 2-1 可以看出，当 SDP-1 浓度为 1%，F 型交联剂加剂量 2%，C 型交联剂加剂量 0.2%时，成胶时间短，凝胶强度达 H 级，优选调剖剂配方为 SD1%-F2%-C0.2%。汤文佳：CO2气驱油藏防气窜调驱剂配方的评价与应用 61 表表 2 2-1 1 不同不同调剖剂配方对成胶时间的影响调剖剂配方对成胶时间的影响 SDP-1浓度/%F 型交联剂加剂量/%C 型交联剂加剂量/%成胶强度 成胶时间/h 1 2 0 C
10、24 1 2 0.1 F 20 1 2 0.2 G 13 1 2 0.2 H 10 0.5 0.5 0.1 C 16 0.5 0.5 0.2 D 16 0.5 0.5 0.5 D 15 0.5 1 0.1 D 15 0.5 1 0.2 E 15 0.5 1 0.5 F 15 0.5 2 0.1 E 14 0.5 2 0.2 F 14 0.5 2 0.5 G 13 3 3 现场试验现场试验 CO2气驱油藏聚合物凝胶调驱封窜工艺在苏北油田 S8-9井进行了现场试验，取得了明显的增油效果。（1）吸水指示曲线分析 对比调剖前后的吸水指示曲线，该井注水启动压力从12.1MPa 提高到 22MPa，同时视
11、吸水指数由原来的1.88m3/d.MPa 降到 1.30m3/d.MPa。说明调驱施工起到较好的封堵效果。见图 3-1。图图 3 3-1 1 调驱前后吸水指示曲线图调驱前后吸水指示曲线图 （2）措施效果分析 S8-9 井实施调驱封窜后，对应三口油井取得了明显的增油效果，三口油井平均单井日增油 2.7 t，累计增油 1526 t。S8-7 井措施前日产液 10t，日产油 0.2t，综合含水 98%,措施后日产液 11t，日产油 2.97t，综合含水 73%,日增油2.95t。S8-11 井措施前日产液 3.5t，日产油 3.2t，综合含水 8%,措施后日产液 8t，日产油 7.36t，综合含水
12、8%,日增油 4.14t。S8-12 井措施前日产液 8.6t，日产油 7.78t，综合含水 10%,措施后日产液 10t，日产油 9t，综合含水 10%,日增油 0.4t。4 4 结结 论论 （1）研发的 SDP-1 聚合物凝胶体系，注入性能较好，110条件下 120 天无分水现象，抗剪切性能较好，凝胶强度下降率小于 10%，水测封堵率均大于 99.25%，气测封堵率大于 95.85%，可以满足草舍油田 CO2气驱油藏防气窜调驱体系需求；（2）基液浓度为 1.0%注入性能最佳,SDP-1+FC 型交联剂的配为 SD1%-F2%-C0.2%，成胶效果良好；（3）SDP-1 聚合物凝胶体系，注入
13、性能和抗剪切性能较好，现场试验取得明显的增油效果。参考文献参考文献 1 张绍辉,王凯,王玲,等.CO2驱注采工艺的应用与发展J.石油钻采工艺,2016,38(6):869-875.2 刘义刚,丁名臣,韩玉贵,等.支化预交联凝胶颗粒在油藏中的运移与调剖特性J.石油钻采工艺,2018,40(3):393-399.3 高云丛,赵密福,王建波,等.特低渗油藏 CO2非混相驱生产特征与气窜规律J.石油勘探与开发,2014,41(1):79-81.4 王健,吴松芸,余恒,等.CO2泡沫改善吸水剖面实验评价研究J.油气藏评价与开发,2018,8(4):22-25.5 张磊,赵凤兰,侯吉瑞,等.特低渗油藏 CO2非混相驱封窜实验研究J.西安石油大学学报(自然科学版),2013,28(5):62-65.6 李凡,罗跃,丁康乐,等.胜利油田 G89-1 区块 CO2气驱封窜剂的性能评价J.油田化学,2014,31(1):51-55.7 刘伟,伊向艺.聚合物冻胶+泡沫复合防窜体系在 CO2气驱中的研究J.钻采工艺,2008,31(4):115-117.8 高海涛,李雪峰,赵斌,等.中渗特高含水油藏空气泡沫调驱先导试验J.油田化学,2010,27(4):377-380.