追踪报告三采所

深部调剖技术进展一、前言汇报提纲二、调剖技术发展现状三、结论与认识（二）特殊类型油藏调剖技术进展（三）调剖工艺新进展四、实验室建设情况及下步配套方向（一）调剖物模实验装置研究进展YearsTreatments(times)IncrementalOil(104t)ReducedWater(104t)IncreasedOilperwell(t/well)1979178621

1171980156857.4

3661981131054.3

4151982140964.32

4561983158371.16

4491984143978.9

5481985145074.9

5061986105381.658.57731987116359.39242.675011988161746.53501.72871989154752.69

3201990161445.59

28219912086107.96453.1230119923088130.4563.433311993281061.05501.8290YearsTreatments(times)IncrementalOil(104t)ReducedWater(104t)IncreasedOilperwell(t/well)19943701126.8

34219953540117

3301996354497

27419973909117.42

30019985373115.95

2901999387996.71

2492000257957.1197.72212001291852.91351812002269257.5237.82142003292450.22621722004289355.3306.11912005279655.6286.52092006301258.1269.42742007295857.2312.41992008283659.4298.2234Note:Theresultsfrom1979to1999covertotaltreatmentsinChinabuttheresultsfrom2000to2008onlycoverthetreatmentsfromPrtroChina.Table1.ConformancecontroltreatmentsandresultsinChina(2000-2008onlyforPetroChina)一、前言近年来国内油田年均施工3000井次，增油60×104吨，成为老油田二次开发的主要技术手段之一！本次新技术追踪：查阅外文文献31（SPE）篇；中文文献156篇；国内外专利481个。横向单位调研：中石油、中海油、中科院和石油大学等。新技术追踪定位在以下几个技术方向：大型物模堵调机理研究技术进展、高温油藏及低渗油藏调剖技术、大孔道封堵技术研究进展及调剖工艺优化技术进展等几个方面。一、前言汇报提纲二、调剖技术发展现状三、结论与认识（二）特殊类型油藏调剖技术进展（三）调剖工艺新进展四、实验室建设情况及下步配套方向（一）调剖物模实验装置研究进展（1）常规堵调物模装置功能及特点①管式填砂漠型

无法模拟层内和平面调剖；用单向流替代径向流，模拟结果与油藏实际差异较大。

主要功能：单管：

评价堵剂的封堵能力：

封堵率、阻力系数、残余阻力系数、突破压力梯度等。多管并联：

评价层间调剖效果：

不同渗透率级差下的分流量测试。局限性：岩心尺寸：大部分位于5cm-10m之间；非均质模拟：层间非均质；连接方式：串联或并联；测试参数：压力、流量。②超长岩心管填砂模型（石油大学）能够更好的评价堵剂的运移封堵能力，无法模拟层间和平面调剖。③微观可视化模型（石油大学）主要功能：直观地显示调剖后波及体积扩大情况。局限性：常温常压实验；非均质特征与油藏实际差距很大。岩心尺寸：30m；测试参数：压力、流量。岩心尺寸：25cm×25cm×1cm；非均质模拟：平面非均质；测试参数：压力、流量。调剖物模实验装置研究进展④平板填砂模型（西南）不能模拟层间和层内非均质，不能测量饱和度。主要功能：局限性：研究在模拟油藏温度、压力条件下，不同驱油体系调剖过程的驱油效果/渗流特征，评价平面非均质调剖效果。本体尺寸：80cm×80cm×10cm；砂体上覆压力：8MPa；回压：5MPa；纵向模拟层：1层；非均质模拟：平面非均质；井网布置：4注9采；测试参数：压力、流量。调剖物模实验装置研究进展⑤三维胶结模型（大庆）主要功能：研究非均质油藏中油、水和驱替液的运移扩散规律，评价平面、层内和层间非均质调剖效果。本体尺寸：70cm×70cm×20cm；工作压力：5MPa；温度：80℃；非均质模拟：层内、层间非均质；井网布置：1注4采和水平井；测试参数：压力、流量和饱和度。⑥三维填砂模型（中海油）主要针对海上厚油层特殊情况进行模拟，模型厚度宽度比太大，相似性欠佳。主要功能：局限性：研究海上厚油层条件下，不同驱油体系调剖时的驱油效果，评价平面、层内和层间非均质调剖效果。本体尺寸：50cm×50cm×40cm；砂体上覆压力：5MPa；温度：150℃；纵向模拟层：6层；非均质模拟：层内、层间非均质；井网布置：4注9采和水平井；测试参数：压力、流量和饱和度。⑦三维填砂模型（中科院）主要功能：研究非均质油藏中油、水和驱替液的运动规律，评价平面、层内和层间非均质调剖效果。本体尺寸：50cm×50cm×15cm；砂体上覆压力：10MPa；温度：80℃；非均质模拟：层内、层间非均质；井网布置：1注4采；测试参数：压力、流量。调剖物模实验装置研究进展（2）堵调大型三维物模装置本体尺寸：100cm×100cm×15cm；砂体上覆压力：≥12MPa；回压：10MPa；耐温：150℃；纵向模拟层：1-3层；非均质模拟：层间、层内、平面及复合非均质；井网布置：4注9采及水平井；测试参数：饱和度、压力、温度。针对现有模型的局限性以及高含水期堵水调剖对物模装置更高的要求，采油院设计研制了大型三维物理模拟实验装置，解决了模拟层内、层间、平面和复合非均质的问题。总之，国内外石油公司和相关科研机构陆续开发和研制了不同类型的物模实验装置，模拟方式从单向流到径向流；从一维、二维到三维；从层间、平面、层内到复合非均质；从常温常压到高温高压；从单一井网到复合井网到水平井网；从压力流量到流体饱和度的测试；为调剖机理研究、工艺参数优化和矿场应用提供了理论支撑。一、前言汇报提纲二、调剖技术发展现状三、结论与认识（二）特殊类型油藏调剖技术进展（三）调剖工艺新进展四、实验室建设情况及下步配套方向（一）调剖物模实验装置研究进展胜利高温油藏(温度超过85℃)石油地质储量4.5×108t,资源丰富，现在主要的几种耐温调剖体系：有机冻胶调剖体系耐温抗盐共聚物+颗粒复合调剖体系硅酸凝胶复合调剖剂有机冻胶调剖体系旧体系：聚合物+苯酚+甲醛（或替代物）+催化剂

新体系：聚合物+有机交联剂（苯酚甲醛缩合物）环保性大大增强

专利200910216370.8配方及性能聚合物：分子量大于1500万聚合物：400～10000mg/L交联剂：2000～10000mg/L地面粘度：〈200mPa.s成胶时间：2～5天可调成胶后粘度：〉10000mPa.s

适用油藏范围油藏温度：70～125℃油藏渗透率：20～3000md新型耐温调剖体系耐温抗盐共聚物+颗粒复合调剖体系石油大学杨昌华等研究成果原体系：普通聚合物+水膨体（85、10w）新体系：耐温抗盐共聚物+延缓膨胀颗粒凝胶连续相的进入性分散相的高强度体系成胶时h凝胶强度mPa.s0.3％共聚物4161000.3％共聚物＋0.5％颗粒398200性能：体系的成胶强度大，高温稳定性好100℃，25×104mg/l该体系为有机无机复合体系，成胶强度大，固含量高，在16℃-93℃成胶时间可控。硅酸凝胶复合调剖剂2H++Na2SiO3→H2SiO3↓+2Na+旧体系：水玻璃+能产生氢离子的活化剂新体系：水玻璃+聚合物+酚醛类活化剂山东大学研究成果新型耐温调剖体系低张力泡沫深部调剖体系阴阳离子聚合物深部调剖体系无机凝胶涂层调剖体系盐沉析深部调剖体系聚合物延迟交联深部调剖体系微生物深部调剖体系中低渗透油田储层物性差、注水井吸水能力差,调剖剂既有增注作用也有调剖作用,并且能进入到地层深部,不会因调剖后造成近井地带堵死，目前主要有以下几个体系：中低渗透油藏深部调剖体系低张力泡沫深部调剖体系作用机理：泡沫通过地层孔隙时,液珠发生形变,通过贾敏效应,对液体流动产生阻力。优点：视粘度远远大于组成它的气体及液体的粘度；堵高不堵低，堵水而不堵油。应用进展：该项技术日趋成熟，目前已经成功的应用在多个油田，近年来研究重点为超高起泡能力的起泡剂。阴阳离子聚合物深部调剖体系机理：从油井中先注阳离子聚合物，吸附于高渗透层和大孔道岩石表面,再从注入井注入阴离子聚合物，两者在地层中相遇后生成絮凝沉淀物,使高渗透层的渗透率降低。应用进展：先后在胜利、长庆、大庆等油田得到应用，取得了良好的效果。目前研究重点为注入方式对提高采收率的影响。无机凝胶涂层调剖剂研究进展：体系具有快速溶解、耐温、抗盐、环保、长效等特点。先后在塔里木轮南油田、柴达木跃进油区、大港油田进行了成功应用。机理：无机体系注入后与地层水反应,形成密度与水相近的无机硅酸盐凝胶,通过吸附方式在岩石骨架表面逐渐结垢形成无机凝胶涂层,使水流通道逐渐变窄,产生阻力，使后续流体转向。盐沉析深部调剖体系机理：利用盐水的溶解度差。注入时高盐，之后加诱导剂使无机盐析出在高渗条带喉道。优点：1、改善层间层内吸水剖面2、属于物理方法,其作用是可逆的研究进展：国内仅西南石油大学等院校进行过常规的室内实验研究，国外匈牙利及美国等少数国家在气藏实施过盐沉析控水现场试验研究,取得了一定的效果。中低渗透油藏深部调剖体系大孔道封堵技术进展20世纪80年代胜利油田提出对大孔道进行调堵的粘土单液法调剖剂封堵大孔道的配套技术1994年，赵福麟等提出了粘土双液法调剖剂封堵地层大孔道的技术1997至2000年，调堵剂有颗粒类；聚合物凝胶堵剂；颗粒类与聚合物凝胶复合堵剂1.早期大孔道封堵技术无机颗粒型+木质素磺酸钙冻胶型复合体系地面交联体膨颗粒型地层内引发聚合冻胶型复合堵剂为主体，中间填充无机颗粒的絮凝堵剂热塑性油溶聚合物、油溶性纤维、芳烃类树脂、交联剂、活性剂及无机填料等制成的颗粒状有机-无机复合堵剂2.目前大孔道封堵技术前苏联、兰州石油机械研究所和中原油田对磁性材料进行过研究和应用。原理是:利用以PAM为主的水溶液作载体,将磁铁矿粉挤入地层,再挤入一定量的固化剂。固化剂和PAM发生交联,磁铁矿粉也被束缚在网状结构中。在井底磁力发生器的作用下,磁铁矿粉连同PAM凝胶被“收紧”在射孔区周围,在固化剂作用下逐渐形成一个整体。是一种非选择性的堵水方法，堵近井优势大。3.磁性封堵材料大孔道封堵技术进展冻胶+颗粒是主要做法，但冻胶热稳定时间有限，需要热稳定性更好的体系；能封堵大孔道的各类地面交联体膨颗粒型体系地层运移能力有限；新材料的应用研究基础薄弱，还存在较大的距离。进得去、堵得住、有效期长的大孔道封堵体系是技术的发展趋势4.封堵大孔道目前存在的技术问题一、前言汇报提纲二、调剖技术发展现状三、结论与认识（二）特殊类型油藏调剖技术进展（三）调剖工艺新进展四、实验室建设情况及下步配套方向（一）调剖物模实验装置研究进展调剖工艺新进展水平井置胶成坝深部液流转向技术过路井井间堵剂定点放置深部调剖技术堵调参数优化技术技术机理：在正韵律厚油层底部的高渗透、强水洗油层部位钻（侧钻）水平井，通过水平井注胶，形成“胶坝”，使注入水转向驱替中低渗透层，从而达到扩大水驱波及体积的目的。水平井置胶成坝液流转向示意图1.水平井置胶成坝深部液流转向技术中石油勘探开发研究院提出了水平井置胶成坝深部液流转向技术技术优势：突破了堵剂深部定点放置的技术瓶颈。调剖工艺新进展（1）物理模拟用摄像机摄录3种方案在3个不同水驱时刻（0.2，0.7和3.4PV）的水驱动态变化过程，红色为注入水，注入井和采出井分别布置在模型左侧和右侧。上下两层渗透率分别为200×10−3、2000×10−3μm2。正韵律可视模型水驱实验流程图无挡水坝模型水驱照片一个水坝模型水驱照片两个水坝模型水驱照片实验结果说明了“挡水坝”对含水率和采出程度有重要作用，无“挡水坝”模型含水率上升最快，采收率仅为56.0%，当水驱1.0PV时模型出口含水已达90%；两个“挡水坝”模型含水上升速度最慢，采收率达83.3%。83.3%73.6%56.0%采出程度和注水体积关系曲线调剖工艺新进展胶坝位置方案距水井位置高度采收率，%提高采收率，%G08.61G11/41/59.570.96G21/21/511.142.53G33/41/511.432.82建立了五层二维正韵律模型，模拟了胶坝位置、胶坝高度、胶坝组合和开展时机对水驱效果的影响。（2）数值模拟胶坝位置在注采井1/2井距或略偏向采油井处效果较好胶坝高度方案距水井位置高度提高采收率，%G41/21/52.53G51/22/54.74G61/23/55.98G71/24/56.71胶坝高度越高，改善水驱效果越明显调剖工艺新进展胶坝组合方案距水井位置高度提高采收率，%G81/4，1/21/53.64G91/4，1/22/57.02G101/4，1/23/58.74G111/4，1/2，3/41/55.67G121/4，1/2，3/42/510.01G131/4，1/2，3/43/511.99多个胶坝组合使用，增油效果越明显开展时机方案距水井位置含水率，%提高采收率，%G141/4，1/2，3/46023.47G151/4，1/2，3/47022.00G161/4，1/2，3/48018.37G171/4，1/2，3/49010.01G181/4，1/2，3/4926.96开展时机越早，增油效果越好调剖工艺新进展2.过路井井间堵剂定点放置深部调剖技术（采油院）注水井采油井堵剂放置位置示意图堵剂放置位置对波及程度的影响物模实验表明，在堵剂用量一定的条件下，堵剂在油水井中间位置波及程度扩大幅度最大。因此，充分利用已有井网实施堵剂定位封堵可以有效的提高调剖效果。孤岛西区北调剖试验区Ng4井位图7-13井组深部调剖示意图上层系过路井7-13位于水井8-132与油井7-131主流线上，直接利用7-13井将堵剂实施目的层定点放置，考察深部堵调效果。7-138-1327-1312008年，利用过路井在孤岛西区北调剖试验区进行了矿场试验，取得了良好的效果。7-13井调剖堵剂段塞设计调剖后：含水由93.2％下降到最低88.8％，下降4.4％；日油由6.9t/d最高上升到12.8t/d，上升5.9t；有效期达到26个月，单井累积增油2102t。调剖工艺新进展调剖工艺新进展3.堵剂用量优化设计传统经验公式计算方法物理模拟和数值模拟相结合的方法传统参数优化设计主要是依据经验公式，针对性较差。近期重点是加强了数模和物模在调剖参数优化设计中的应用。（1）深化优势通道识别与描述技术研究，为调剖参数优化设计提供基础大孔道储层试井解释曲线大孔道或高渗透条带FieldCT识别与描述其他还有数模法、过量水法、渗流力学法等。主要目的：1、有没有优势通道；2、优势通道物性参数是什么；3、对剩余油的控制作用….最终为调剖参数优化设计提供基础数据。调剖工艺新进展（2）综合利用物模和数模结果优化调剖剂用量调剖深度-提高采收率关系曲线（数模）调剖深度选取点堵剂放置位置对采收率的影响（物模）123确定了调剖深度即可用容积法计算调剖剂用量。（3）地层压降梯度和调剖剂突破压力梯度相结合确定调剖强度聚合物微球突破压力梯度曲线油水井间压降梯度曲线132基本设计原则：体系突破压力梯度和地层压力梯度相匹配。一、前言汇报提纲二、调剖技术发展现状三、结论与认识（二）特殊类型油藏调剖技术进展（三）调剖工艺新进展四、实验室建设情况及下步配套方向（一）调剖物模实验装置研究进展调剖作为水驱油田改善开发效果的有效手段，特别是近年来随着该技术在中石油老油田二次开发中的大面积应用，年实施达3000井次，增油约60*104吨，调剖已成为改善老油田开发效果的一项主导技术。随着大型物模实验装置相继研制，该领域研究已引起国内普遍关注，建议加快研究进展，用于指导方案编制优化设计。特殊类型油藏调剖体系研究及应用已成为该领域研究热点，并取得了一定技术突破，强化特殊类型油藏堵剂研究并开展现场试验非常必要。井间调剖技术作为一项调剖新工艺，可以实现堵剂深部的定点投放，明显改善现有工艺不足从而提高现场实施效果，建议进一步开展现场试验。认识及建议一、前言汇报提纲二、调剖技术发展现状三、结论与认识（二）特殊类型油藏调剖技术进展（三）调剖工艺新进展四、实验室建设情况及下步配套方向（一）调剖物模实验装置研究进展实验室建设情况及下步配套方向高分子合成实验室高分子结构表征实验室流变性实验室界面研究实验室数值模拟实验室物理模拟实验室六个功能实验室近几年，重点围绕六个功能实验室进行配套完善2010年，三次采油实验室更名为“油田调驱实验室”调剖堵水联合实验室1、配套的主要仪器设备紫外-可见分光光度计傅里叶红外光谱仪动静态激光光散射仪显微镜MCR101流变仪德国IKA反应釜接触角测量仪视频旋转滴张力仪HAAKEMARSⅢ旋转流变仪自动电位滴定仪质构仪高分子结构表征性能评价研究作用机理研究拉伸流变仪实验室建设情况及下步配套方向平板填砂物理模拟装置建立了国内第一台大型三维物模实验装置模拟3层实现饱