超高渗透率地层注聚开发矿场实践研究

论文摘要

本文针对孤岛油田超高渗透率地层对注聚开发的影响,分析了超高渗透率地层形成的原因,开展了聚合物驱过程中调剖、防窜、堵聚工艺技术的室内研究和矿场试验。运用微观模拟技术研究了无机固体颗粒在多孔介质中的充填、运移和堵塞（伤害）规律,在此基础上调剖工艺经历了前期采用颗粒型堵剂和凝胶冻胶型两种堵剂进行调剖实验;中期采用颗粒型与冻胶型堵剂复合使用调剖阶段;后期运用PI决策技术,注聚区块实施整体调剖,优化堵剂段塞组合三个阶段,取得了较好的封堵效果。针对注入聚合物沿超高渗透率地层单方向突进和窜流,导致部分油井因出聚浓度过高,降低波及系数,影响聚合物驱增油效果的问题,开展了油井堵聚工艺研究和现场应用试验。主要研究了木质素磺酸盐复合堵剂和水溶性阳离子高分子聚合物两种油井堵聚工艺,前者采用PFC-缓交联聚合物复合防窜体系,通过防窜剂分子结构中与注入聚合物反应的官能团,在高渗透层形成高粘度的不溶性凝胶,封堵油井近井地带大孔道,降低了聚合物的窜流现象。后者利用水溶性阳离子高分子聚合物与油层产出的阴离子聚合物相遇,产生絮状沉淀封堵高渗透层的机理,达到降低高渗层渗透率、调整产液剖面,改变后续水驱波及范围,进而提高采收率的目的。随着聚合物驱提高采收率工艺应用规模的扩大,聚合物驱生产试井技术得到不断发展。注聚合物初期,油层渗透率下降,注入压力上升快,油层对聚合物的吸附捕集达到平衡后,注入压力亦趋于稳定或上升缓慢,转入后续水驱阶段时注入压力又开始逐渐下降,以上三个阶段水井油压和注入量都有相应变化,现场主要应用水井油压资料反映地层吸水变化情况;利用霍尔曲线了解注水井在一个较长的时期内,注入特性的变化,采用积分处理数据,用曲线分段回归的方法求出各直线段的斜率,该斜率体现了各注入时期的渗流阻力变化,其变化幅度反映了注聚合物的有效性。运用群井干扰压力响应试井技术,在油井中下入电子压力计,同层水井交替开关井,通过记录油井压力响应值,反映各油水井对间地层连通性及地层参数变化情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 超高渗透率地层形成的原因
• 1.1 储油层的非均质性是超高渗透率地层形成的内因
• 1.2 长期的强注强采是超高渗透率地层形成的外因
• 1.3 超高渗透率地层的确存在，其孔径大、渗透率高
• 1.3.1 堵剂粒径及岩心数据
• 1.3.2 同位素示踪剂监测数据
• 第二章 超高渗透率地层对开采特征的影响
• 2.1 超高渗透率地层的注水开发特征
• 2.1.1 注水油压低、启动压力低、压降曲线指数 PI值小、吸水指数大
• 2.1.2 吸水剖面差异大
• 2.2 超高渗透率地层的注聚合物开发特征
• 2.2.1 注聚后油压上升幅度小
• 2.2.2 注聚井油压先升后降
• 2.2.3 后续水驱初期注入井油压下降快
• 第三章 超高渗透率地层调剖工艺技术应用研究
• 3.1 超高渗透率地层封堵机理研究
• 3.1.1 微观模型
• 3.1.1.1 较大颗粒主要形成“架桥”堵塞现象
• 3.1.1.2 细小颗粒堵剂主要在深部沉积堵塞现象
• 3.1.1.3 颗粒团状的沉积堵塞
• 3.1.1.4 不同固体颗粒浓度对储层堵塞效果
• 3.1.2 填砂管模型实验
• 3.1.2.1 堵剂浓度对封堵效果影响
• 3.1.2.2 堵剂用量对封堵效果的影响
• 3.2 调剖工艺在孤岛油田注聚区的应用
• 3.2.1 颗粒型和凝胶冻胶型堵剂单独使用
• 3.2.1.1 凝胶冻胶型和颗粒型堵剂调剖后的动态差异
• 3.2.1.2 同一堵剂不同浓度的调剖效果对比
• 3.2.1.3 颗粒型和凝胶冻胶型堵剂施工特点与调剖费用对比
• 3.2.2 颗粒型与冻胶型堵剂复合使用
• 3.2.2.1 吸水指示曲线向上偏移，启动压力增幅大
• 3.2.2.2 压降曲线明显变缓
• 3.2.2.3 吸水剖面得到调整，避免了聚合物指进
• 3.2.3 注聚区块实施整体调剖，优化堵剂段塞组合
• 3.2.3.1 调剖井点优选
• 3.2.3.2 堵剂用量计算
• 3.2.3.3 调剖堵剂浓度优化设计
• 3.2.3.4 堵剂类型和组合的选择
• 3.2.3.5 施工工艺组合
• 3.3 调剖工艺在孤岛油田后续水驱的应用
• 3.3.1 注聚完后转水驱初期“指进”表现形式
• 3.3.1.1 注入井油压下降快，注水10天油压下降幅度大于 2MPa
• 3.3.1.2 吸水剖面也反映出吸水差异大
• 3.3.2 Ng5-6后续水驱初期调剖试验
• 第四章 超高渗透率地层防窜堵聚工艺研究
• 4.1 工艺研究的目的及聚合物窜流的形式
• 4.2 防窜机理及矿场实验
• 4.2.1 防窜机理
• 4.2.1.1 防窜剂的特点
• 4.2.1.2 防窜剂反应产物的形态特征
• 4.2.1.3 多孔介质中交联规律
• 4.2.1.4 室内岩芯流动实验评价
• 4.2.2 防窜矿场试验及效果分析
• 4.3 堵聚机理及矿场试验研究
• 4.3.1 木质素磺酸盐复合堵剂堵聚及矿场试验
• 4.3.1.1 堵剂与油井产出的高浓度聚合物液交联实验
• 4.3.1.2 油井堵聚矿场应用
• 4.3.1.3 木钙堵聚的几点认识
• 4.3.2 阳离子高分子聚合物堵聚试验研究
• 4.3.2.1 阳离子高分子聚合物堵塞机理
• 4.3.2.2 矿场试验及效果
• 第五章 超高渗透率地层试井技术研究与应用
• 5.1 水井压力资料的应用
• 5.2 霍尔（HALL）曲线的应用
• 5.3 孤岛聚合物试验区群井干扰试井的应用
• 5.3.1 试井任务及原始资料的录取
• 5.3.2 试井解释方法及步骤
• 5.3.3 解释结果及评价
• 5.3.3.1 压力数据
• 5.3.3.2 温度数据
• 5.3.3.3 压力趋势及干扰压力
• 5.3.3.4 典型曲线拟合分析
• 5.3.3.5 解释结果讨论
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录