注水井调驱技术-20114

1、中海油能源发展股份有限公司钻采工程研究院中海油能源发展股份有限公司钻采工程研究院2011年年1月月一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究三、现场应用案例三、现场应用案例注水井调驱技术是注水井调驱技术是90年代末注水井深部调剖技术基础上发展起来的，是调年代末注水井深部调剖技术基础上发展起来的，是调剖和驱油组合发展的趋势。剖和驱油组合发展的趋势。一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景水水道道高渗层中渗层低渗层在纵向上调整吸水剖面在纵向上调整吸水剖面在平面上改变流体推进方向在平面上改变流体推进方向在微观上可实现深部液流转向在微观上可实现

2、深部液流转向调驱技术与聚合物驱、表面活性剂驱等驱油技术结合调驱技术与气驱技术结合调驱技术与热驱（热力采油）技术结合调驱技术与微生物驱技术结合注水井调驱技术发展方向注水井调驱技术发展方向 一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景 聚合物驱在线聚合物驱在线调驱技术调驱技术注注水水井井调调驱驱技技术术 弱凝胶深部液弱凝胶深部液流转向技术流转向技术 油藏描述与分析技术油藏描述与分析技术 在线调驱剂研发技术在线调驱剂研发技术 在线调驱工艺方案设计技术在线调驱工艺方案设计技术 在线调驱注入设备研究技术在线调驱注入设备研究技术 在线调驱效果监测分析与评价技术在线调驱效果监测分析与评价技术 油藏描述与分析

3、技术油藏描述与分析技术 弱凝胶系列开发技术弱凝胶系列开发技术 弱凝胶调驱工艺方案设计技术弱凝胶调驱工艺方案设计技术 在线调驱效果监测分析与评价技术在线调驱效果监测分析与评价技术目前海上油田在用的注水井调驱技术目前海上油田在用的注水井调驱技术一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景注水井调驱剂：注水井调驱剂：在注水井调剖剂的研究基础上逐渐走入成熟。在注水井调剖剂的研究基础上逐渐走入成熟。目前市场上广泛运用的调驱体系包括：目前市场上广泛运用的调驱体系包括：弱凝胶调驱剂：弱凝胶调驱剂：在低浓度的聚合物溶液中加入少量的交联剂，通过在低浓度的聚合物溶液中加入少量的交联剂，通过聚合物分子内和分子间交联

4、而形成的一种可以流动的粘弹胶体。聚合物分子内和分子间交联而形成的一种可以流动的粘弹胶体。纳米微球调驱剂：纳米微球调驱剂：溶液中形成纳米级的弹性颗粒小球。溶液中形成纳米级的弹性颗粒小球。体膨颗粒类调驱剂：体膨颗粒类调驱剂：吸水膨胀的弹性凝胶体。吸水膨胀的弹性凝胶体。一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景1.1.弱凝胶调驱体系弱凝胶调驱体系聚合物：聚合物：天然聚合物，天然聚合物，CMCCMC（纤维素）、（纤维素）、HPAMHPAM、三元共聚物、两性离子聚合物等。、三元共聚物、两性离子聚合物等。交联剂：酚醛树脂类、交联剂：酚醛树脂类、 CrCr6+6

5、+、 CrCr3+3+、AlAl3+3+、ZrZr4+4+、TiTi4+4+等。等。其中对于其中对于CrCr6+6+可采用氧化还原反应的方法逐渐释放可采用氧化还原反应的方法逐渐释放CrCr3+3+ 对于对于CrCr3+3+可采用乙酸、草酸等络合的办法来控制交联时间，可采用乙酸、草酸等络合的办法来控制交联时间， 对于对于AlAl3+3+、ZrZr4+4+、TiTi4+4+等可采用控制等可采用控制pHpH的方法来调节交联时间。的方法来调节交联时间。H H交联剂交联剂H HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH H一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景2.2.预交联体膨颗粒预

6、交联体膨颗粒a ab bc cd d a.a.亲油模型不同孔径水驱后效果图亲油模型不同孔径水驱后效果图 b.b.预交联颗粒注入初期效果图预交联颗粒注入初期效果图 c.c.大孔道堵塞后中小孔道剩余油得大孔道堵塞后中小孔道剩余油得到启动效果图到启动效果图 d.d.预交联颗粒注入后期油水分布效预交联颗粒注入后期油水分布效果图果图在丙烯酰胺溶液中添加一些无机增强剂、交联剂、支撑剂、引发剂经复杂的化学反应而得到的一种网络结化合构物一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究三、现场应用案例三、现场应用案例采技服承担的相关科研项目采技服承担的相关科研项目

7、1 1）20042004年年 “ “砾石充填防砂注水井深部调剖剂研究砾石充填防砂注水井深部调剖剂研究”项目项目2 2）20042004年承担采技服年承担采技服“渤海油田封堵大孔道及调驱技术研究渤海油田封堵大孔道及调驱技术研究”项目的研究项目的研究3 3）20052005年年 “ “南海西部高温高盐堵剂和暂堵剂研究南海西部高温高盐堵剂和暂堵剂研究”项目项目4 4）20042004年年20062006年承担中海油总公司提高采收率重点实验室年承担中海油总公司提高采收率重点实验室“海上注聚海上注聚过程中的在线调驱技术过程中的在线调驱技术”项目的研究；项目的研究； 二、弱凝胶调驱体系实验评价二、弱凝胶调

8、驱体系实验评价有机体系有机体系无机体系无机体系百余批次实验，配制样品百余批次实验，配制样品45004500个，检测样品个，检测样品70007000余次。余次。各种适合海上不同油藏各种适合海上不同油藏的调驱体系的调驱体系 BTP-01 BTP-01 延缓交联深部调剖剂延缓交联深部调剖剂 BTP-02 BTP-02 封堵高渗透层（大孔道）调剖剂封堵高渗透层（大孔道）调剖剂 BHZD-01 BHZD-01 暂堵剂暂堵剂 系列系列 调驱剂调驱剂采技服已形成的调驱技术产品采技服已形成的调驱技术产品 二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究以目标井油藏适应性出发：以目标井油藏适应性出发：p主剂

9、及交联剂筛选主剂及交联剂筛选温度对调驱剂成胶性能的影响分析温度对调驱剂成胶性能的影响分析注入水矿化度对调驱剂成胶性能的影响分析注入水矿化度对调驱剂成胶性能的影响分析铁离子对调驱剂成胶性能影响分析铁离子对调驱剂成胶性能影响分析PHPH值对调驱剂成胶性能影响分析值对调驱剂成胶性能影响分析调驱剂抗剪切性评价调驱剂抗剪切性评价调驱剂成胶强度评价调驱剂成胶强度评价p主剂与交联剂浓度分析及优化主剂与交联剂浓度分析及优化（一）已形成调驱剂体系研发及评价方法p岩心物理模拟实验研究岩心物理模拟实验研究调驱剂驱油实验调驱剂驱油实验调驱剂耐冲刷实验调驱剂耐冲刷实验并联岩心分流量实验并联岩心分流量实验调驱剂封堵实验调

10、驱剂封堵实验二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究序号序号实验目的实验目的实验方法实验方法实验所用设备实验所用设备实验结果实验结果1 1成胶时间成胶时间粘度法粘度法Brookfield LVDVBrookfield LVDV（）粘度计粘度计粘度与时间曲线粘度与时间曲线强度与时间曲线强度与时间曲线过滤系数法过滤系数法全自动过滤因子全自动过滤因子2 2成胶强度成胶强度图版法图版法恒温干燥箱恒温干燥箱图版强度等级图版强度等级/ /粘度粘度/ /弹性模量弹性模量G G / /转变压力因子转变压力因子 粘度法粘度法Brookfield LVDVBrookfield LVDV（）粘度计粘度计

11、振荡法振荡法RS600RS600流变仪流变仪转变压力法转变压力法转变压力测定仪转变压力测定仪3 3岩心流动实验评价岩心流动实验评价岩心物理模拟实验岩心物理模拟实验多功能化学驱物理模拟多功能化学驱物理模拟系统系统阻力系数阻力系数突破压力梯度突破压力梯度耐冲刷性耐冲刷性驱油效率驱油效率堵水效率堵水效率热稳定性热稳定性抗剪切性抗剪切性调驱剂主要评价方法调驱剂主要评价方法二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究图版法评价标准图版法评价标准海上油田冻胶强度评价标准图版海上油田冻胶强度评价标准图版调驱剂不同强度的粘度值划分标准调驱剂不同强度的粘度值划分标准二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调

12、驱体系实验研究流变仪法流变仪法使用可控应力流变仪测定不同振荡频率下的弹性模量G、粘性模量G”等，又称振荡法。石油行业标准SY/T6296-1997规定振荡频率为0.1Hz时的弹性模量为定义冻胶强弱的标准。应力扫描测试系统应力扫描测试系统频率扫描测试系统频率扫描测试系统固定?, C35/2锥板f：0.1-100Hz固定f,C35/2锥板?：0.01-100PaG0.1Pa，溶液0.1 G 1Pa，弱凝胶1 G 10Pa，强凝胶G 10Pa，强凝胶凝胶强度评价范围：凝胶强度评价范围：当体系为溶液时，GG”，以粘性为主当体系为凝胶时，GG”，以弹性为主二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验

13、研究1 1天天1 1天天 三种聚合物都具有很好的成胶长期稳定性和很高的成胶强度，考三种聚合物都具有很好的成胶长期稳定性和很高的成胶强度，考虑到价格的因素，我们选定大连广汇虑到价格的因素，我们选定大连广汇HPAMHPAM作为调剖体系的调剖主剂。作为调剖体系的调剖主剂。1.聚合物种类对调剖体系性能的影响实验测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究2.聚合物浓度对调剖体系性能的影响实验测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究3.交联剂浓度对调

14、剖体系性能的影响测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究4.调节剂浓度对调剖体系性能的影响测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究调剖剂浓度对成胶的影响调剖剂浓度对成胶的影响0 020000200004000040000600006000080000800001000001000001200001200001400001400000 02020404060608080时间：h时间：h粘度：m P a .s粘度：m P a .s0.30%

15、0.30%0.40%0.40%0.50%0.50%0.60%0.60%0.70%0.70%0.80%0.80%5. 调驱体系浓度对成胶强度的影响测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究6.流变仪法测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究矿化度初始粘度2天15天30天60天90天备注5000170.6330026.9251322.3836792.0435492.4346889.994000012000169.6275824.2773924

16、.6749389.4651389.0346021.514000015000168.2980130.4687248.0558720.874591.234290.553000020000165.1690394.9491628.0177190.6488754.8434237.273000025000154.8485429.3388561.9966992.8288128.7537519.063000030000152.986229.1686195.8358390.3940492.0738623.673500035000150.5785162.7286162.5178790.339228.5245155

17、.963000040000150.186662.487595.5380323.3157728.8420425.42200007. 矿化度对成胶强度的影响测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究8.抗剪切实验测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究9. 温度对成胶强度的影响测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究图1 填砂管岩心阻力系数与残余阻力系数曲线020

18、4060800.02.04.06.08.010.0注入体积，PV阻力（残余阻力）系数水驱堵剂水驱RF:62.14RFF:55.4010.阻力系数与残余阻力系数测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究11.耐冲刷性测试结果耐冲刷能力试验0.0010.0020.0030.0040.0050.0005101520253035注入体积，PV水相渗透率，mD二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究岩岩 心心岩心管岩心管空隙体空隙体积积mLmL注入量注入量

19、mLmL原始水相渗透原始水相渗透率率mDmD注后水相渗注后水相渗透率透率mDmD渗透率比渗透率比（前）（前）渗透率比渗透率比（后）（后）封堵率封堵率第第一一组组低低26.826.84.54.5104410441151151:2:4.41:2:4.41:0.97:11:0.97:188.98%88.98%中中27277.57.52089208911211294.64%94.64%高高27.427.412.512.54569456911511597.48%97.48%第第二二组组低低26.826.82 253553591911:4:9.51:4:9.51 1：1.11.1：1.11.182.99%

20、82.99%中中27.327.37 72193219310410495.26%95.26%高高27.827.815.715.75101510110210298.00%98.00%第第三三组组低低26261.51.53133131221221:4:191:4:191 1：0.80.8：0.50.561.02%61.02%中中27275.85.81253125310210291.86%91.86%高高282817.517.560096009585899.03%99.03%12.并联岩心分流量实验（调剖能力）测试结果二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究（二）调驱体系各种影响因素研究（

21、二）调驱体系各种影响因素研究序号驱替方式低渗采出程度高渗采出程度总采出程度EOR1纯水驱23.10%38.11%31.35%/2水驱0.1PV凝胶驱水驱40.60%28.00%36.20%4.85%3水驱0.2PV凝胶驱水驱46.68%19.88%38.04%6.69%4水驱0.3PV凝胶驱水驱48.22%36.00%41.33%9.98%5水驱0.1PV可动凝胶驱水驱28.90%42.86%43.43%11.08%6水驱0.2PV可动凝胶驱水驱46.63%46.71%46.67%15.32%7水驱0.3PV可动凝胶驱水驱53.78%45.03%48.28% 16.93%13.驱油性能实验测试

22、结果（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究14.封堵性能实验测试结果（二）调驱体系各种影响因素研究（二）调驱体系各种影响因素研究二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究开展了开展了1212种不同体系凝胶实验，得到种不同体系凝胶实验，得到5 5种适合种适合QHD32-6QHD32-6油藏的凝胶体系油藏的凝胶体系序号体系1WT0.2%+BF0.08+YL0.01%2ZG0.05%+LD0.30%3WT0.25%+JF0.06%4YSG0.05%+LN0.05%5YSG0.03%+WT0.15%+BF0.06%+Y

23、L0.02%（三）（三）QHD32-6油田弱凝胶调驱体系筛选油田弱凝胶调驱体系筛选二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究体系放置体系放置5 5天，体系均成交，胶体粘弹性较好！天，体系均成交，胶体粘弹性较好！（三）（三）QHD32-6油田弱凝胶调驱体系筛选油田弱凝胶调驱体系筛选二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究体系放置体系放置1111天未成交！放置天未成交！放置3333天成交，胶体呈淡黄色，强度随聚合物浓度增天成交，胶体呈淡黄色，强度随聚合物浓度增大而增大！大而增大！（三）（三）QHD32-6油田弱凝胶调驱体系筛选油田弱凝胶调驱体系筛选二、弱凝胶调驱体系实验研究二

24、、弱凝胶调驱体系实验研究体系成胶随聚合物浓度增加而加快，强度随浓度增加而加强！体系成胶随聚合物浓度增加而加快，强度随浓度增加而加强！（三）（三）QHD32-6油田弱凝胶调驱体系筛选油田弱凝胶调驱体系筛选二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究体系随聚合物浓度增大而加强，胶体粘弹性较好，低浓度成交强度较好，体系随聚合物浓度增大而加强，胶体粘弹性较好，低浓度成交强度较好，胶体呈亮蓝色胶体呈亮蓝色！（三）（三）QHD32-6油田弱凝胶调驱体系筛选油田弱凝胶调驱体系筛选二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究体系随聚合物浓度增大而加强！体系粘弹性较好！体系呈淡黄色胶体，低体系随

25、聚合物浓度增大而加强！体系粘弹性较好！体系呈淡黄色胶体，低浓度成交强度比较好，达到浓度成交强度比较好，达到HL+HL+！（三）（三）QHD32-6油田弱凝胶调驱体系筛选油田弱凝胶调驱体系筛选二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究一、注水井调驱技术背景一、注水井调驱技术背景二、弱凝胶调驱体系实验研究二、弱凝胶调驱体系实验研究三、现场应用案例三、现场应用案例渤海自营油田调驱应用概况油田油田井号井号开始注入时间开始注入时间受益油井受益油井累积增油量累积增油量NB35-2A212007.7A9m、A11、A12、A13、A20s37368.89m3B172008.6B12m、B14m、B

26、16、B24、B10、B21m、B22、B2612380.05m3A242010.3A14、A15、A16、A23、A25、A30m4064.21m3LD5-2A102009.3A11、A13、A15、A16、A17、A21S、A23、A26、A2721030m3A22A202010.4A14、A15、A18、A19、A21S、A25、A24、A26、AB9、A31、A343000m3A29JZ9-3JZ9-3W4-2W4-22009.32009.3W4-3W4-3、W4-1W4-1、W3-2W3-2、W5-2W5-2、W5-4W5-434618.38m34618.38m3 3合计合计1124

27、61.53m3三、现场应用案例三、现场应用案例2007年以来，渤海油田应年以来，渤海油田应用调驱技术用调驱技术8井次。井次。（1）W4-2井简介 2008年6月2日，该井对一、二、三油组进行笼统注聚。一线受益井共5口，分别是W3-2、W4-1、W4-3、W5-2、W5-4井。 2009年2月底已注聚272天，W4-2井平均注入压力10.4MPa，平均日注液量495.3m3/d，视吸水指数47.63m3/d/MPa。转注调剖酸化注聚( (一一) )在线调驱调驱应用实例在线调驱调驱应用实例JZ9-3JZ9-3油田油田W4-2W4-2井井三、现场应用案例三、现场应用案例（2）W4-2井小层吸水情况油

28、组油组绝对吸水量（绝对吸水量（m3/d） 相对吸水量相对吸水量 （%） 吸水强度吸水强度（m3/d.m）Ed 141.3386.534.093.0176.654.455.013.227.534.08.216.2156.237.671.0Ed 28.628.66.96.957.26.7000000Ed 000000000000Ed 02009年2月最新的吸水剖面数据表明：W4-2井主要吸水层位为东下段I油组，相对吸水比例占93.0，II油组相对吸水比例6.9，而III油组相对吸水量为0，几乎不吸水。说明该井存在严重吸水剖面不均匀，注入的流体容易沿着I油组流进，导致低吸水层位剩余油不能被有效驱替。

29、三、现场应用案例三、现场应用案例( (一一) )在线调驱调驱应用实例在线调驱调驱应用实例JZ9-3JZ9-3油田油田W4-2W4-2井井（3）受益油井产出分析W4-3井09.2.18.关I油组从08年注聚以来，对5口受益井产出液进行聚合物浓度检测，发现W4-3井产出聚合物浓度呈逐渐递增的趋势，09年1月17日，达到最高689.2mg/L，W5-4井产聚浓度平均200mg/L左右，为注聚见效井，其余三口井产聚浓度较低，未出现注聚见效趋势。W4-3井09年2月关掉I油组，产聚浓度迅速下降，表明W4-2井与W4-3井I油组存在聚合物突进现象。( (一一) )在线调驱调驱应用实例在线调驱调驱应用实例JZ9-3JZ9-3油田油田W4-2W4-2井井W4-2井