本發明涉及一種高滲孔道型油藏復配聚合物調剖劑及其使用方法,該調剖劑可改善聚驅儲層適應性,進而可提高高滲孔道型油藏聚合物驅增油效果,屬于油田應用化學劑領域。
背景技術:
我國陸上油田的水驅采收率總體水平較低,一般低于50%,其重要原因之一是水驅的波及效率較低;影響水驅波及效率的一個重要因素是非均質性;高滲孔道型油藏具有滲透率高、孔喉寬和微裂縫發育的特征,由于孔隙結構的復雜性和巖石表面性質,高滲孔道型油藏同樣存在非均質性,使得水驅時,水的推進不能均勻地活塞式前進,造成注入水沿高滲層段突進,出現局部水竄現象,從而降低了注入水的波及效率,制約了水驅采收率。
傳統的方法是對其孔道進行封堵而后進行水驅,此種方法中,單純的調剖及后續的水驅往往難以適應儲層的復雜性,造成封堵后的小規模水竄、指進等現象,使得進一步提高水驅動用程度的難度較大。
針對高滲孔道型油藏提高采收率技術需求,本發明提供一種應用于高滲孔道型油藏的復配聚合物型調剖劑,用于解決上述提出的問題。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種高滲孔道型油藏復配聚合物調剖劑及其使用方法,通過雙段塞形式注入高滲孔道型油藏中,前置段塞混合多個高分子聚丙烯酰胺及添加劑形成復配聚合物,對油藏中高滲區、大孔道實施封堵;后置段塞混合多個低分子量聚丙烯酰胺及添加劑,擁有低粘度、流動性強、抗剪切性特征,在前置段塞封堵后注入油藏進行調驅,可抑制封堵后水驅產生的小規模水竄、指進現象,調剖劑中含有適量表面活性劑,可改善油藏巖石的親水性,抑制傳統調剖方法難以控制的蠟質、膠質、瀝青質在近井地帶沉積的現象;本發明調剖劑配制方法簡單,可適應礦化度500mg/l-35000mg/l的配制水,并且原料廉價易得。
為達到上述目的,本發明采用如下技術方案。
一種高滲孔道型油藏復配聚合物調剖劑,其主要成分為:部分水解聚丙烯酰胺相對分子量分別為500*104、800*104、1000*104、1200*104、1800*104、2400*104,乙酸鉻,亞硫酸鈉,間苯二酚,硫脲,烏洛托品,表面活性劑,三聚氰胺-甲醛樹脂,檸檬酸鋁;其中表面活性劑具體可為壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、全氟烷基甜菜堿或其他適用于高滲孔道型油藏的表面活性劑;針對高滲孔道型油藏,設計雙段塞式調剖劑,以下用段塞a調剖劑和段塞b調剖劑來進行描述。
段塞a調剖劑包括復配聚合物和添加劑;其中,復配聚合物由三種不同分子質量的部分水解聚丙烯酰胺組成,分子質量分別為1200*104、1800*104、2400*104,其質量比為15:35:50;添加劑包括乙酸鉻、亞硫酸鈉、間苯二酚、硫脲、烏洛托品;段塞a調剖劑中,復配聚合物質量比為0.25%-0.3%,乙酸鉻質量比為0.03%-0.05%,亞硫酸鈉質量比為0.2%-0.4%,間苯二酚質量比為0.2%-0.4%,硫脲質量比為0.1%-0.3%,烏洛托品質量比為0.2%-0.25%,余下組分為配制水。
優選地,段塞a調剖劑中,復配聚合物、乙酸鉻、亞硫酸鈉、間苯二酚、硫脲、烏洛托品質量比為0.26%-0.29%:0.035%-0.045%:0.25%-0.35%:0.25%-0.35%:0.15%-0.25%:0.21%-0.24%,余下組分為配制水。
更優選地,段塞a調剖劑中,復配聚合物、乙酸鉻、亞硫酸鈉、間苯二酚、硫脲、烏洛托品質量比為0.27%:0.04%:0.3%:0.3%:0.2%:0.23%,余下組分為配制水。
段塞a調剖劑主要作用機理為,通過將三種高分子聚丙烯酰胺復配,形成具有分子線團形式的復配型聚合物,可對儲層中的孔道實施穩固封堵;通過添加乙酸鉻、間苯二酚、烏洛托品作為交聯劑,可形成骨架型交聯結構,具有延遲成膠、膠體物性穩定、破膠時間長、耐鹽性作用;亞硫酸鈉、硫脲作為除氧劑可有效抑制配制過程中和油藏中的氧對調剖劑產生的降粘效應,從而增強聚合物的穩定性;段塞a主要用作封堵高滲孔道型油藏中的高滲區域或大孔道,改善高滲孔道型油藏的非均質性,使得后續注入低粘度的段塞b避免小規模水竄、指進、無效聚驅循環等現象。
段塞b調剖劑包括復配聚合物和添加劑;其中,復配聚合物由三種不同分子質量部分水解聚丙烯酰胺組成,分子質量分別為500*104、800*104、1000*104,其質量比為60:25:15;添加劑包括表面活性劑、三聚氰胺-甲醛樹脂、亞硫酸鈉、檸檬酸鋁;段塞b調剖劑中,復配聚合物質量比為0.05%-0.1%,表面活性劑質量比為2%-6%,三聚氰胺-甲醛樹脂質量比為0.02%-0.03%,亞硫酸鈉質量比為0.2%-0.4%,檸檬酸鋁質量比為0.02%-0.03%,余下組分為配制水。
優選地,段塞b調剖劑中,復配聚合物、表面活性劑、三聚氰胺-甲醛樹脂、亞硫酸鈉、檸檬酸鋁的質量比為0.06%-0.09%:0.25%-0.55%:0.022%-0.028%:0.25%-0.35%:0.022%-0.028%,余下組分為配制水。
更優選地,段塞b調剖劑中,復配聚合物、表面活性劑、三聚氰胺-甲醛樹脂、亞硫酸鈉、檸檬酸鋁的質量比為0.075%:0.4%:0.025%:0.3%:0.025%,余下組分為配制水。
段塞b調剖劑主要作用機理為,通過較低質量分數的低分子質量部分水解聚丙烯酰胺、三聚氰胺-甲醛樹脂及檸檬酸鋁交聯形成粘度較低的復配聚合物,調驅波及系數高,在段塞a封堵后注入油藏進行調驅,可抑制封堵后水驅產生的小規模水竄、指進、無效聚驅循環等現象;在調剖劑中加入適量亞硫酸鈉作為除氧劑可有效抑制配制過程中和油藏中的氧對調剖劑產生的降粘效應;且段塞b中應用兩種表面活性劑復配,其使用效果優于單一表面活性劑,可改善油藏巖石的親水性,抑制傳統調剖方法難以控制的蠟質、膠質、瀝青質在近井地帶沉積的現象,達到聚驅提高采收率的目的;本發明通過雙段塞組合的方式改善油藏非均質性,增加后續水驅波及系數,抑制高滲孔道型油藏死油區形成,并通過后續水驅對油藏進行進一步開發。
一種高滲孔道型油藏復配聚合物調剖劑的使用方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1.結合油田實際生產數據設計調剖劑注入量、注入速度以及其他注入參數;
步驟2.對配制水進行暴氧處理,配制水采用油田污水或水源水,將配制水中溶解氧含量降低至3mg/l以下;
步驟3.溫度范圍15-55℃條件下,在混合容器中,向配制水中加入部分水解聚丙烯酰胺,勻速攪拌2-3小時,隨后向配制水中加入添加劑,勻速攪拌2-3小時,得調剖劑;
步驟4.將注水井與混合容器及增壓裝置連接,啟動增壓裝置,將調剖劑注入油藏;
步驟5.段塞a調剖劑注入量達到預設范圍后靜止18-24小時使調剖劑充分成膠;
步驟6.注入驅替水0.2pv,注入段塞b調剖劑靜止30-36小時使調剖劑充分成膠,隨后進行后續注采作業。
調剖劑具體注入量為:首先向油藏或巖心中注入段塞a調剖劑0.3pv,等待18-24小時使段塞a調剖劑充分成膠,隨后向油藏或巖心中注入驅替水0.2pv,隨后向油藏或巖心中注入段塞b調剖劑0.5-0.7pv,等待30-36小時讓段塞b調剖劑充分成膠,隨后進行后續注采作業。
本發明相對于現有技術其優點在于:
1、通過將多個高分子聚丙烯酰胺復配,形成具有分子線團形式的復配型聚合物段塞a,可對油藏中的大孔道實施穩固封堵。
2、段塞a中,通過添加乙酸鉻、間苯二酚、烏洛托品作為交聯劑,可形成骨架型交聯結構,具有延遲成膠、膠體物性穩定、破膠時間長、耐鹽性作用。
3、段塞a中,通過添加亞硫酸鈉、硫脲作為除氧劑可有效抑制油藏中的氧原子對調剖劑產生的降粘效應,增強調剖劑的穩定性。
4、通過較低質量分數的小分子聚丙烯酰胺、三聚氰胺-甲醛樹脂及檸檬酸鋁交聯形成段塞b調剖劑,擁有較低粘度特征,可在段塞a封堵后進行調驅,以進入段塞a為波及區域,段塞b注入量為0.5-0.7pv,可視為聚驅采油。
5、段塞b中,通過加入適量亞硫酸鈉作為除氧劑可有效抑制油藏中的氧原子對調剖劑產生的降粘效應;段塞b中應用兩種表面活性劑復配,其使用效果優于單一表面活性劑,可改善油藏的親水性,達到聚驅提高采收率的目的。
6、本發明通過雙段塞注入形式,改善高滲孔道型油藏非均質性、采出程度低、吸水指數低,增加后續水驅波及系數,抑制死油區生成,以改善傳統采油方法對高滲孔道型油藏采收率低、經濟效益差等弊端。
具體實施方式
下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明,均為常規方法。
下述實施例中使用的部分水解聚丙烯酰胺為中國石油大慶煉化公司生產,相對分子質量為500*104、800*104、1000*104、1200*104、1800*104、2400*104,有效質量分數為90%;乙酸鉻為山東西亞化學工業有限公司生產,分析純;亞硫酸鈉為天津市致遠化學試劑有限公司生產,分析純;間苯二酚為廣東翁江化學試劑有限公司生產,分析純;硫脲為山東嘉穎化工科技有限公司生產,分析純;烏洛托品為北京鵬彩化學試劑有限公司生產,分析純;三聚氰胺-甲醛樹脂為濟寧宏明化學試劑有限公司生產,含量:≥98%;檸檬酸鋁為濟南鑫雅化工有限公司生產,優級純gr;壬基酚聚氧乙烯醚為江蘇省海安石油化工廠生產,cas號:9016-45-9,純度98%;十二烷基苯磺酸鈉為山東小野化學股份有限公司生產,分析純;全氟烷基甜菜堿為武漢賽沃爾化工有限公司生產,含量:≥98%;椰子油脂肪酸二乙醇酰胺為山東小野化學股份有限公司生產,分析純。
通過室內巖心實驗方法對調剖劑封堵效果進行評價,具體如下:
實施例一:
1、調剖劑使用方法:(1)首先對配制水進行暴氧處理,將配制水中溶解氧含量降低至3mg/l以下;(2)在溫度15℃條件下,向配制水中加入部分水解聚丙烯酰胺并勻速攪拌2小時,隨后向配制水中加入添加劑,并勻速攪拌3小時,獲得調剖劑;(3)配制完成后將調剖劑直接注入巖心。
2、配制水,通過向蒸餾水中加入nacl調節至礦化度為500mg/l,用以模擬實際生產中使用的水源水。
3、具體藥劑應用量為:
段塞a:復配聚合物由三種不同分子質量的部分水解聚丙烯酰胺組成,分子質量分別為1200*104、1800*104、2400*104,其質量比為15:35:50;復配聚合物、乙酸鉻、亞硫酸鈉、間苯二酚、硫脲、烏洛托品質量比為0.27%:0.04%:0.3%:0.3%:0.2%:0.23%,余下組分為配制水。
段塞b:復配聚合物由三種不同分子質量部分水解聚丙烯酰胺組成,分子質量分別為500*104、800*104、1000*104,其質量比為60:25:15;復配聚合物、十二烷基苯磺酸鈉、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、三聚氰胺-甲醛樹脂、亞硫酸鈉、檸檬酸鋁的質量比為0.075%:0.2%:0.2%:0.025%:0.3%:0.025%,余下組分為配制水。
4、具體巖心制造規模如下:
實驗用巖心為石英砂環氧樹脂膠結均質人造巖心,具體尺寸為4.5cm*4.5cm*30cm,氣測滲透率為2000*10-3μm2,通過高滲透率巖心模擬高滲孔道型油藏。
5、驅替油為原油,30℃情況下粘度45mpa.s。
6、封堵性能測試操作步驟如下:
(1)將待使用的巖心放入70℃恒溫箱中烘干至恒重,取出冷卻后稱量其質量,記為m1;
(2)將烘干后的巖心放入真空抽汲器中飽和配制水,觀察巖心表面無氣泡生成時停止抽汲,將巖心取出擦拭去表面水,稱重,質量記為m2;
(3)將飽和配置水的巖心放入巖心夾持器中,加圍壓4mpa,然后以2ml/min的速度向巖心中注入配置水,待壓力穩定時記錄該壓力和流量;
(4)向巖心中正向注入段塞a調剖劑0.3pv,記錄注入調剖劑時的壓力,靜置24小時待用;
(5)以2ml/min的速度進行水驅,記錄出口端出第一滴水時的突破壓力,待壓力穩定時記錄該壓力和流量;
(6)全程實驗在30℃恒溫情況下進行,根據記錄結果計算出原始滲透率、堵后滲透率、封堵率、突破壓力梯度、阻力系數和殘余阻力系數。
7、封堵性能評價如下表
從上述結果中可得出,段塞a調剖劑對巖心調剖效果明顯,封堵率已達90%以上,說明該復配聚合物體系與模擬水源水結合后無負面影響。
8、驅油能力測試操作步驟如下:
(1)將待使用的巖心放入70℃恒溫箱中烘干至恒重,取出冷卻后稱量其質量,記為m3;
(2)將烘干后的巖心放入真空抽汲器中飽和配置水,觀察巖心表面無氣泡生成時停止抽汲,將巖心取出擦拭去表面水,稱重,質量記為m4;
(3)以1.5ml/min的速度向巖心中飽和原油,驅至出口端不再出水時停泵,記錄累計出水量,靜置4小時待用;
(4)將飽和完原油的巖心放入巖心夾持器,全程實驗在30℃恒溫情況下進行,以2ml/min的速度進行水驅油,驅至出口端不再出油時停泵,記錄出油量及采收率;
(5)以0.9ml/min的速度正向注入段塞a調剖劑0.3pv,注完后放置18小時,隨后注入配制水0.2pv、隨后注入段塞b調剖劑0.5pv,停泵,靜置30小時待用;
(6)進行正向水驅實驗,驅至含水98%時停止實驗,記錄出油量,并計算巖心最終采收率值。
9、驅油能力評價如下表:
從上述數據得知,使用模擬水源水配制調剖劑,在模擬油藏30℃情況下進行驅替實驗,對高滲透率巖心實施調剖后,已改善巖心非均質性,提高采收率26.64%,說明本發明調剖劑可改善油藏非均質性,調剖效果明顯。
實施例二:
1、調剖劑使用方法:(1)首先對配制水進行暴氧處理,將配制水中溶解氧含量降低至3mg/l以下;(2)在溫度35℃條件下,向配制水中加入部分水解聚丙烯酰胺并勻速攪拌2.5小時,隨后向配制水中加入添加劑,并勻速攪拌2.5小時,獲得調剖劑;(3)配制完成后將調剖劑直接注入巖心。
2、配制水,通過向蒸餾水中加入nacl調節至礦化度為8000mg/l,用以模擬實際生產中使用的油田污水。
3、具體藥劑應用量為:
段塞a:復配聚合物由三種不同分子質量的部分水解聚丙烯酰胺組成,分子質量分別為1200*104、1800*104、2400*104,其質量比為15:35:50;復配聚合物、乙酸鉻、亞硫酸鈉、間苯二酚、硫脲、烏洛托品質量比為0.25%:0.03%:0.2%:0.2%:0.1%:0.2%,余下組分為配制水。
段塞b:復配聚合物由三種不同分子質量部分水解聚丙烯酰胺組成,分子質量分別為500*104、800*104、1000*104,其質量比為60:25:15;復配聚合物、十二烷基苯磺酸鈉、全氟烷基甜菜堿、三聚氰胺-甲醛樹脂、亞硫酸鈉、檸檬酸鋁的質量比為0.05%:0.1%:0.1%:0.02%:0.2%:0.02%,余下組分為配制水。
4、具體巖心制造規模如下:
實驗用巖心為石英砂環氧樹脂膠結均質人造巖心,具體尺寸為4.5cm*4.5cm*30cm,氣測滲透率為2000*10-3μm2,通過高滲透率巖心模擬高滲孔道型油藏。
5、驅替油為原油,50℃情況下粘度55mpa.s。
6、封堵性能測試操作步驟如下:
(1)將待使用的巖心放入70℃恒溫箱中烘干至恒重,取出冷卻后稱量其質量,記為m5;
(2)將烘干后的巖心放入真空抽汲器中飽和配制水,觀察巖心表面無氣泡生成時停止抽汲,將巖心取出擦拭去表面水,稱重,質量記為m6;
(3)將飽和配置水的巖心放入巖心夾持器中,加圍壓4mpa,然后以2ml/min的速度向巖心中注入配置水,待壓力穩定時記錄該壓力和流量;
(4)向巖心中正向注入段塞a調剖劑0.3pv,記錄注入調剖劑時的壓力,靜置22小時待用;
(5)以2ml/min的速度進行水驅,記錄出口端出第一滴水時的突破壓力,待壓力穩定時記錄該壓力和流量;
(6)全程實驗在50℃恒溫情況下進行,根據記錄結果計算出原始滲透率、堵后滲透率、封堵率、突破壓力梯度、阻力系數和殘余阻力系數。
7、封堵性能評價如下表
從上述結果中可得出,段塞a調剖劑對巖心調剖效果明顯,封堵率已達90%以上,說明該復配聚合物體系與模擬油田污水結合后無負面影響。
8、驅油能力測試操作步驟如下:
(1)將待使用的巖心放入70℃恒溫箱中烘干至恒重,取出冷卻后稱量其質量,記為m7;
(2)將烘干后的巖心放入真空抽汲器中飽和配置水,觀察巖心表面無氣泡生成時停止抽汲,將巖心取出擦拭去表面水,稱重,質量記為m8;
(3)以1.5ml/min的速度向巖心中飽和原油,驅至出口端不再出水時停泵,記錄累計出水量,靜置4小時待用;
(4)將飽和完原油的巖心放入巖心夾持器,全程實驗在50℃恒溫情況下進行,以2ml/min的速度進行水驅油,驅至出口端不再出油時停泵,記錄出油量及采收率;
(5)以0.9ml/min的速度正向注入段塞a調剖劑0.3pv,注完后放置24小時,隨后注入配制水0.2pv、隨后注入段塞b調剖劑0.7pv,停泵,靜置36小時待用;
(6)進行正向水驅實驗,驅至含水98%時停止實驗,記錄出油量,并計算巖心最終采收率值。
9、驅油能力評價如下表:
從上述數據得知,使用模擬油田污水配制調剖劑,在模擬油藏50℃情況下進行驅替實驗,對高滲透率巖心實施調剖后,已改善巖心非均質性,提高采收率24.49%,說明本發明調剖劑可改善油藏非均質性,調剖效果明顯。
實施例三:
1、調剖劑使用方法:(1)首先對配制水進行暴氧處理,將配制水中溶解氧含量降低至3mg/l以下;(2)在溫度55℃條件下,向配制水中加入部分水解聚丙烯酰胺并勻速攪拌3小時,隨后向配制水中加入添加劑,并勻速攪拌2小時,獲得調剖劑;(3)配制完成后將調剖劑直接注入巖心。
2、配制水,通過向蒸餾水中加入可溶性鹽類調節礦化度,最終礦化度為35000mg/l,用以模擬實際生產中使用的油田污水。
3、具體藥劑應用量為:
段塞a:復配聚合物由三種不同分子質量的部分水解聚丙烯酰胺組成,分子質量分別為1200*104、1800*104、2400*104,其質量比為15:35:50;復配聚合物、乙酸鉻、亞硫酸鈉、間苯二酚、硫脲、烏洛托品質量比為0.3%:0.05%:0.4%:0.4%:0.3%:0.25%,余下組分為配制水。
段塞b:復配聚合物由三種不同分子質量部分水解聚丙烯酰胺組成,分子質量分別為500*104、800*104、1000*104,其質量比為60:25:15;復配聚合物、壬基酚聚氧乙烯醚、全氟烷基甜菜堿、三聚氰胺-甲醛樹脂、亞硫酸鈉、檸檬酸鋁的質量比為0.1%:0.3%:0.3%:0.03%:0.4%:0.03%,余下組分為配制水。
4、具體巖心制造規模如下:
實驗用巖心為石英砂環氧樹脂膠結均質人造巖心,具體尺寸為4.5cm*4.5cm*30cm,氣測滲透率為2000*10-3μm2,通過高滲透率巖心模擬高滲孔道型油藏。
5、驅替油為原油,70℃情況下粘度37mpa.s。
6、封堵性能測試操作步驟如下:
(1)將待使用的巖心放入70℃恒溫箱中烘干至恒重,取出冷卻后稱量其質量,記為m9;
(2)將烘干后的巖心放入真空抽汲器中飽和配制水,觀察巖心表面無氣泡生成時停止抽汲,將巖心取出擦拭去表面水,稱重,質量記為m10;
(3)將飽和配置水的巖心放入巖心夾持器中,加圍壓4mpa,然后以2ml/min的速度向巖心中注入配置水,待壓力穩定時記錄該壓力和流量;
(4)向巖心中正向注入段塞a調剖劑0.3pv,記錄注入調剖劑時的壓力,靜置24小時待用;
(5)以2ml/min的速度進行水驅,記錄出口端出第一滴水時的突破壓力,待壓力穩定時記錄該壓力和流量;
(6)全程實驗在70℃恒溫情況下進行,根據記錄結果計算出原始滲透率、堵后滲透率、封堵率、突破壓力梯度、阻力系數和殘余阻力系數。
7、封堵性能評價如下表
從上述結果中可得出,段塞a調剖劑對巖心調剖效果明顯,封堵率已達90%以上,說明該復配聚合物體系與模擬油田污水結合后無負面影響。
8、驅油能力測試操作步驟如下:
(1)將待使用的巖心放入70℃恒溫箱中烘干至恒重,取出冷卻后稱量其質量,記為m11;
(2)將烘干后的巖心放入真空抽汲器中飽和配置水,觀察巖心表面無氣泡生成時停止抽汲,將巖心取出擦拭去表面水,稱重,質量記為m12;
(3)以1.5ml/min的速度向巖心中飽和原油,驅至出口端不再出水時停泵,記錄累計出水量,靜置4小時待用;
(4)將飽和完原油的巖心放入巖心夾持器,全程實驗在70℃恒溫情況下進行,以2ml/min的速度進行水驅油,驅至出口端不再出油時停泵,記錄出油量及采收率;
(5)以0.9ml/min的速度正向注入段塞a調剖劑0.3pv,注完后放置20小時,隨后注入配制水0.2pv、隨后注入段塞b調剖劑0.6pv,停泵,靜置33小時待用;
(6)進行正向水驅實驗,驅至含水98%時停止實驗,記錄出油量,并計算巖心最終采收率值。
9、驅油能力評價如下表:
從上述數據得知,使用模擬油田污水配制調剖劑,在模擬油藏70℃情況下進行驅替實驗,對高滲透率巖心實施調剖后,已改善巖心非均質性,提高采收率24.63%,說明本發明調剖劑可改善油藏非均質性,調剖效果明顯。