长庆油田低渗透油藏聚合物微球深部调驱工艺参数优化

长庆油田低渗透油藏聚合物微球深部调驱工艺参数优化贾玉琴;郑明科;杨海恩;周广卿【摘要】To enhance the application effect of deep displacement with polymer microspheres in low-permeability and heterogeneous reservoirs of the Changqing Oilfield,the lab tests for observing polymer microspheres of different sizes and simulating core flow have been performed on the bases of the pilot test, and optimized microsphere sizes in different stages with low,medium and high water cuts,respectively.The lab tests also determined the operation parameters and slug combinations for deep displacement by polymer microspheres in stages with various water cuts.The innovative technology has been deployed in 43 wells inAnsai,Xifeng,Jing'an,Jiyuan and other oilfields,with average natural productivity decline rates over 3.0 percentage point,average reduction of watercut increase rate of 2.2 percentage point,cumulative oil incre-ment over 16 000 tons,cumulative water production drop of 21 400 m3.Indoor and field test showed that deep displacement with polymer microspheres had better adaptability to low permeability reservoirs in the Changqing Oilfield,it has effectively eliminated the problems,including water production in different direc-tions,quick increases in water cuts,low productivity of single wells etc.,in development of low permeabili-ty reservoirs in the Changqing Oilfield.%为了提高聚合物微球深部调驱技术在长庆油田低渗透非均质性油藏的应用效果,在先导试验的基础上,在室内开展了不同粒径聚合物微球微观测试和模拟岩心流动试验,优选了低、中、高含水阶段的微球粒径,模拟优化了不同含水阶段聚合物微球深部调驱注入工艺参数及段塞组合.该技术在安塞、西峰、靖安、姬塬等油田43口井进行了现场应用,油井产量自然递减率平均降低3.0百分点以上,含水上升率平均降低2.2百分点,累计增油16000 t以上,累计降水21400 m3.室内试验和现场应用结果表明,聚合物微球深部调驱技术对长庆油田低渗透油藏具有较好的适应性,解决了长庆油田低渗透油藏开发中存在的油井多向性见水、含水上升快和单井产能低等问题.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2018(046)001【总页数】8页(P75-82)【关键词】低渗透油藏;聚合物微球;深部调驱;段塞组合;注入时机;长庆油田【作者】贾玉琴;郑明科;杨海恩;周广卿【作者单位】中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安710018;中国石油长庆油田分公司,陕西西安710018;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安710018;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安710018【正文语种】中文【中图分类】TE358+.3长庆油田开发较早的三叠系低渗透油藏已进入中高含水期，开发矛盾日益凸显，产量递减控制难度逐年加大，常规的聚合物驱技术因深部调驱能力不足而难以有效提高油田最终采收率，且存在聚合物线性高分子应用油层渗透率下限高(100 mD)、耐盐性差和抗剪切性差等问题[1-14]。

为此，长庆油田以深部调驱扩大波及体积为主要目标，开展了低渗透油藏聚合物微球深部调驱技术研究与现场试验。

聚合物微球调驱技术在我国胜利、中原、华北等油田有一定规模的现场应用，并取得了较好的增产效果[15-19]。

2010年起，长庆油田在16口井先后开展了特低渗油藏聚合物微球深部调驱先导试验，并取得了良好效果，试验区油井产量自然递减率降低3百分点，含水上升率下降2百分点，但部分井采出程度低，裂缝见水。

因此，为进一步提升增产效果，长庆油田开展了聚合物微球粒径与储层匹配研究及注入工艺参数优化，形成了不同含水阶段聚合物微球深部调驱注入工艺参数及段塞组合，并在该油田43口井进行了现场应用，取得了较好的增产效果，产量递减率得到了有效控制，为低渗特低渗油藏的高效开发提供了技术支撑。

1 聚合物微球粒径匹配性试验现场试验发现，聚合物微球粒径过大无法进入储层深部，而粒径太小又不能对储层进行有效封堵，因此聚合物微球与储层孔喉、裂缝的配伍性极为重要[20-24]。

为此，围绕深部调驱机理，进行了长庆油田3个开发阶段(低含水阶段(含水率为0～20%)、中含水阶段(含水率为20%～60%)、高含水阶段(含水率为60%～90%))条件下的聚合物微球粒径与储层匹配性室内评价试验，即在给定注入速度、注入浓度、注入量、注入方式及注入时机的条件下，利用单填砂管模型进行3种粒径聚合物微球溶液封堵试验，分析不同粒径聚合物微球在不同含水阶段的封堵效果，并对不同含水阶段调驱的微球粒径进行优选。

1.1 试验条件及步骤1.1.1 试验条件1) 物理模型：填砂管尺寸为φ38mm×300 mm，渗透率为50 mD。

2) 试验用油：煤油。

3) 试验用液：浓度为5 000 mg/L的粒径分别为5，10和20 μm的3种通过反相乳液聚合制备的微球溶液。

4) 试验用水：饱和用水为模拟长6油藏地层水，其矿化度为53 219.57 mg/L；岩心驱替用水为模拟污水，其矿化度为106 439.14 mg/L。

5) 试验温度：依据长6油藏温度，设定为55 ℃。

6) 试验仪器：恒温箱、恒速恒压泵、中间容器、填砂管、压力表和产液计量管。

1.1.2 试验步骤填砂管用粗、中、细3种不同粒径石英砂按体积比1∶1∶1填制而成，然后饱和模拟地层水，计算其孔隙度；将饱和好模拟地层水的填砂管放置在恒温箱内(55 ℃)，测填砂管渗透率；用油驱填砂管，至填砂管出口端不出水为止，确定原始含油饱和度；按2 mL/min的驱替速度水驱填砂管至出口端含水率达到10%，40%和75%；分别将粒径为5，10和20 μm的聚合物微球溶液按2 mL/min的注入速度进行调驱，注入量均为0.5倍孔隙体积，记录调驱过程中注入压力的变化；再按2 mL/min的驱替速度进行后续水驱，记录后续注入压力的变化，并计算不同含水阶段3种微球调驱后的封堵率和采收率。

1.2 试验结果分析通过填制20组单填砂管进行不同聚合物微球粒径体系与不同含水阶段配伍性试验。

其中填砂管渗透率为40.63～64.81 mD，平均渗透率为41.51 mD，平均孔隙度为13.21%，平均原始含油饱和度为75.27%。

1.2.1 低含水阶段微球粒径匹配试验结果低含水阶段注φ5，φ10和φ20μm微球及后续水驱过程中注入压力的变化情况见图1。

图1 低含水阶段注不同粒径微球及后续水驱过程中的注入压力变化曲线Fig.1Changes in pressures during injection of microspheres with different partic le sizes and subsequent water flooding in low water cut stage从图1可以看出：1) 注φ5μm微球，微球封堵大孔道，注入压力缓慢增大；转为水驱后，微球溶液被稀释，部分微球随转向的水流进入次级孔道进行封堵，注入压力继续上升，但上升幅度有限。

2) 注φ10μm微球，微球在砂管入口端对大孔道进行封堵，注入压力快速增大；转为水驱后，微球不易进入次级孔道进行封堵，注入压力基本不发生变化。

3) 注φ20μm微球，微球预膨胀后很难进入大孔道，同时溶液中微球颗粒浓度太低，注入压力没有明显的变化；后续水驱压力变化也不明显，表明φ20μm微球的封堵效果较差。

计算低含水阶段3种粒径微球调驱后的封堵率和采收率，结果如图2所示。

图2 低含水阶段注不同粒径微球调驱后的封堵率和采收率Fig.2Plugging rates and recovery rates during the injection of microspheres wit h different particle sizes in low water cut stage从图2可以看出，低含水阶段φ5μm微球的封堵效果(封堵率为81.5%)和驱油效果(采收率为75.0%)明显优于φ10和φ20μm微球，因此低含水阶段优选φ5μm 微球进行调驱。

1.2.2 中含水阶段微球粒径匹配试验结果中含水阶段注φ5，φ10和φ20μm微球及后续水驱过程中注入压力的变化情况如图3所示。

从图3可以看出：1) 注φ5μm微球，注入压力缓慢增大；转为水驱后，部分微球进入次级孔道，对其进行封堵，注入压力继续上升，但上升幅度有限。

2) 注φ10μm微球，微球在砂管端口附近对大孔道进行封堵，注入压力快速增长；转为水驱后，由于填砂管经过较长时间冲刷，次级孔道比较发育，有少数微球进入次级孔道进行封堵，因此注入压力略有增长。