1、高含水油田深部调剖技术新进展高含水油田深部调剖技术新进展 单单 位：辽河油田公司钻采工艺研究院位：辽河油田公司钻采工艺研究院撰写人：王光颖撰写人：王光颖目目 录录摘要摘要1 深部调剖的主要作用机理深部调剖的主要作用机理 2 调剖工艺技术关键调剖工艺技术关键 3 高含水油田深部调剖新技术高含水油田深部调剖新技术 3.1 弱凝胶深部调驱技术弱凝胶深部调驱技术 3.2 体膨颗粒深部调剖技术体膨颗粒深部调剖技术 3.3 水膨体颗粒深部调剖技术水膨体颗粒深部调剖技术 3.4 PAC调驱工艺技术调驱工艺技术 3.5 IPCS技术技术 3.6 纳微米逐级深部调剖技术纳微米逐级深部调剖技术 4 结论结论摘摘
2、要要 油井出水是油田开发中后期遇到的普油井出水是油田开发中后期遇到的普遍现象，特别是水驱油田，油井出水是不遍现象，特别是水驱油田，油井出水是不可避免的现象。油层的非均质性以及开发可避免的现象。油层的非均质性以及开发方案和开采措施不当等原因，会使水的推方案和开采措施不当等原因，会使水的推进不均匀，造成个别井层过早水淹和油田进不均匀，造成个别井层过早水淹和油田综合含水的迅速上升，地层能力枯竭，而综合含水的迅速上升，地层能力枯竭，而降低产量和采收率。针对这一问题，各种降低产量和采收率。针对这一问题，各种深部调剖技术不断涌现，如：弱凝胶深部深部调剖技术不断涌现，如：弱凝胶深部调驱技术、体膨颗粒深部调剖
3、技术、水膨调驱技术、体膨颗粒深部调剖技术、水膨体颗粒深部调剖技术、体颗粒深部调剖技术、PAC调驱工艺技术、调驱工艺技术、IPCS技术、纳微米逐级深部调剖技术等。技术、纳微米逐级深部调剖技术等。这些新技术的开发和应用，使高含水油田这些新技术的开发和应用，使高含水油田的产量和采收率大幅度提高。的产量和采收率大幅度提高。 1 1 深部调剖的主要作用机理深部调剖的主要作用机理 深部调剖剂与封堵剂是有原则区别的。封堵深部调剖剂与封堵剂是有原则区别的。封堵剂是要高强度堵死，而深部调剖剂是堵而不死，剂是要高强度堵死，而深部调剖剂是堵而不死，是一种可移动的弱凝胶，可用模拟岩心优选深部是一种可移动的弱凝胶，可用
4、模拟岩心优选深部调剖剂性能，使深部调剖剂推进速度比低渗透新调剖剂性能，使深部调剖剂推进速度比低渗透新进水层段的水线推进速度稍快一点，使得水线总进水层段的水线推进速度稍快一点，使得水线总超不过深度调剖剂，极大地扩大了波及体积，达超不过深度调剖剂，极大地扩大了波及体积，达到深部调剖的目的。从深部调剖的性能可知，其到深部调剖的目的。从深部调剖的性能可知，其特点是堵而不死，注入地层后还可以被水驱动，特点是堵而不死，注入地层后还可以被水驱动，并可以控制推进速度，常用的是水解高分子聚合并可以控制推进速度，常用的是水解高分子聚合物或轻胶凝高分子聚合物（弱凝胶）。交联体膨物或轻胶凝高分子聚合物（弱凝胶）。交联
5、体膨颗粒调剖主要作用机理：主剂与交联剂发生交联颗粒调剖主要作用机理：主剂与交联剂发生交联反应，通过形成内交联颗粒在高渗透带的吸附和反应，通过形成内交联颗粒在高渗透带的吸附和滞留，来增大高渗层的流动阻力，降低高渗层的滞留，来增大高渗层的流动阻力，降低高渗层的渗透率，起到调剖作用，适合存在大孔道地层。渗透率，起到调剖作用，适合存在大孔道地层。 2 2 调剖工艺技术关键调剖工艺技术关键 调剖工艺技术有两个技术关键：调剖工艺技术有两个技术关键：一是必须根据渗透率，用岩心优选一是必须根据渗透率，用岩心优选调剖剂的粘度，以保证调剖推进速调剖剂的粘度，以保证调剖推进速度略快于新进水层段的水线推进速度略快于新
6、进水层段的水线推进速度；二是为了挤入调剖剂时，尽量度；二是为了挤入调剖剂时，尽量减少加强层的伤害，注入压力必须减少加强层的伤害，注入压力必须大于调剖层段的启动压差，小于加大于调剖层段的启动压差，小于加强层段的压差。强层段的压差。 3 3高含水油田深部调剖新技术高含水油田深部调剖新技术 交联聚合物弱凝胶调驱技术是交联聚合物弱凝胶调驱技术是90年代末发年代末发展起来的一项以改善水驱效果、提高原油采收展起来的一项以改善水驱效果、提高原油采收率为目的的新技术，这类凝胶具有调剖和驱油率为目的的新技术，这类凝胶具有调剖和驱油双重效果。弱凝胶深部调剖的作用原理是：调双重效果。弱凝胶深部调剖的作用原理是：调剖
7、剂注入地层后，首先进入高渗透层，提高注剖剂注入地层后，首先进入高渗透层，提高注入水的波及效率，改善水驱效果，提高对应油入水的波及效率，改善水驱效果，提高对应油井的采出程度和注入水的利用率；同时在水驱井的采出程度和注入水的利用率；同时在水驱的作用下，可以缓慢蠕动，提高弱凝胶调剖剂的作用下，可以缓慢蠕动，提高弱凝胶调剖剂的作用半径，达到调剖和驱油双重目的。为了的作用半径，达到调剖和驱油双重目的。为了实现深部调剖，一般采用大剂量注入或段塞注实现深部调剖，一般采用大剂量注入或段塞注入法。入法。3.1 3.1 弱凝胶深部调驱技术弱凝胶深部调驱技术 弱凝胶调剖体系由聚合物弱凝胶调剖体系由聚合物HPAM、交
8、联剂、交联剂、稳定剂、延缓剂等组成。交联聚合物为部分水稳定剂、延缓剂等组成。交联聚合物为部分水解聚丙烯酰胺，分子量为解聚丙烯酰胺，分子量为0.81.6107、水解、水解度为度为1530%；交联剂为甲醛和间苯二酚的复；交联剂为甲醛和间苯二酚的复合体系，再加入适量的稳定剂、延缓剂形成稳合体系，再加入适量的稳定剂、延缓剂形成稳定的弱凝胶。定的弱凝胶。 弱凝胶深部调剖封堵率达到弱凝胶深部调剖封堵率达到98，封堵强，封堵强度大于度大于MPa，交联时间可控（满足大剂量注交联时间可控（满足大剂量注入的要求），适用于温度入的要求），适用于温度30110，矿化度在，矿化度在100020000mg/l的地层。的地
9、层。 这项技术在辽河油田海南这项技术在辽河油田海南3块进行了深部调块进行了深部调剖的现场应用，结果表明，对应油井增产效果剖的现场应用，结果表明，对应油井增产效果较明显，经济效益较好。较明显，经济效益较好。3.2 3.2 体膨颗粒深部调剖技术体膨颗粒深部调剖技术 体膨颗粒深部调剖技术是体膨颗粒深部调剖技术是2004年中国石油年中国石油科技十大成果之一。体膨颗粒深部调剖技术是科技十大成果之一。体膨颗粒深部调剖技术是大庆油田公司采油工程研究院针对非均质高含大庆油田公司采油工程研究院针对非均质高含水、大孔道油田深部调剖，改善水驱开发效果水、大孔道油田深部调剖，改善水驱开发效果研发的。选用交联聚合物颗粒
10、作为深部调剖剂，研发的。选用交联聚合物颗粒作为深部调剖剂，从多种颗粒剂中塞选出颗粒剂从多种颗粒剂中塞选出颗粒剂WT，首次成功研，首次成功研制出体膨颗粒系列深部颗粒剂配方；提出了体制出体膨颗粒系列深部颗粒剂配方；提出了体膨颗粒膨颗粒“变形虫变形虫”深部调剖机理；首次成功地深部调剖机理；首次成功地将将“变形虫变形虫”深部调剖机理大规模应用于高含深部调剖机理大规模应用于高含水大孔道油藏，改善水驱开发；将这项技术用水大孔道油藏，改善水驱开发；将这项技术用于大庆聚合物驱油藏，并获得成功。于大庆聚合物驱油藏，并获得成功。 这项技术自投入现场先导试验以来，是国这项技术自投入现场先导试验以来，是国内应用规模最
11、大、应用效果最好、适用油藏条内应用规模最大、应用效果最好、适用油藏条件最广的深部调剖新技术。件最广的深部调剖新技术。3.3 3.3 水膨体颗粒深部调剖技术水膨体颗粒深部调剖技术 水膨体颗粒深部调剖技术是大港油田研发的一水膨体颗粒深部调剖技术是大港油田研发的一项新技术。这项技术荣获项新技术。这项技术荣获2004年中国石油天然气公司年中国石油天然气公司技术创新一等奖。技术创新一等奖。 水膨体颗粒是水膨体颗粒是“第十次中国石油堵水会议第十次中国石油堵水会议”上确上确定的重要课题。是针对目前广泛应用的聚丙烯酰胺为定的重要课题。是针对目前广泛应用的聚丙烯酰胺为主体的各种地下交联体系成胶条件不易控制、堵塞
12、程主体的各种地下交联体系成胶条件不易控制、堵塞程度低、不适合于大孔道和裂缝性油藏，且耐温性差等度低、不适合于大孔道和裂缝性油藏，且耐温性差等状况而研制的。水膨体颗粒调驱通常用于高渗透地层状况而研制的。水膨体颗粒调驱通常用于高渗透地层和已产生大孔道、特大孔道的地层。水膨体颗粒注入和已产生大孔道、特大孔道的地层。水膨体颗粒注入到地层的孔隙后，在近井地带，由于压差较大，微粒到地层的孔隙后，在近井地带，由于压差较大，微粒在水驱压力作用下，产生变形，驱动孔隙内的剩余油在水驱压力作用下，产生变形，驱动孔隙内的剩余油向生产井运移，起到驱油效果；在油层深部，由于压向生产井运移，起到驱油效果；在油层深部，由于压
13、差作用较小，水膨体颗粒将在孔隙内滞留，堵塞孔隙差作用较小，水膨体颗粒将在孔隙内滞留，堵塞孔隙通道，具有深部液流转向作用，为高含水、高采出程通道，具有深部液流转向作用，为高含水、高采出程度油田改善水驱效果，探索出一条有效的途径。度油田改善水驱效果，探索出一条有效的途径。 课题组成员分别在大港油田的港东、课题组成员分别在大港油田的港东、港中、港西等油田进行了深部调剖试验。港中、港西等油田进行了深部调剖试验。同时对调剖剂的性能与地层水的配伍性做同时对调剖剂的性能与地层水的配伍性做了大量的室内实验，研制出延迟膨胀水膨了大量的室内实验，研制出延迟膨胀水膨体颗粒新产品，探索出了注水大孔道封堵体颗粒新产品，
14、探索出了注水大孔道封堵效果好的水膨体颗粒与地下交联凝胶多断效果好的水膨体颗粒与地下交联凝胶多断塞复合调剖体系，塞复合调剖体系， 并对水膨体颗粒调剖技并对水膨体颗粒调剖技术适用的范围、适用的浓度、粒径以及深术适用的范围、适用的浓度、粒径以及深部调剖中体系与参数的选择进行了探索，部调剖中体系与参数的选择进行了探索，不仅使水膨体颗粒深部调剖技术日趋完善，不仅使水膨体颗粒深部调剖技术日趋完善，而且还促进了调剖配套设备、配套技术的而且还促进了调剖配套设备、配套技术的研究与应用，对我国油田深部调剖技术的研究与应用，对我国油田深部调剖技术的发展及规模化应用具有指导意义。发展及规模化应用具有指导意义。 自自2
15、001年以来，在大港油田高含水区块年以来，在大港油田高含水区块实施了以水膨体颗粒和地下交联凝胶为主体的实施了以水膨体颗粒和地下交联凝胶为主体的深部调剖深部调剖193井次，有效井次，有效157井次，有效率井次，有效率81.3%，不仅改善了高含水油田层内、平面注，不仅改善了高含水油田层内、平面注水矛盾，而且提高了注水波及体积和注水利用水矛盾，而且提高了注水波及体积和注水利用率，受益油井在调剖后增油降水效果显著，截率，受益油井在调剖后增油降水效果显著，截至至2005年年8月，受益井累计增油月，受益井累计增油20.53104t，创产值创产值3.6亿元，投入产出比达到亿元，投入产出比达到1：4.8，效益
16、，效益可观。以可观。以水膨体颗粒为主体的深部调剖技术在水膨体颗粒为主体的深部调剖技术在高含水、高采出程度油田应用后，有效地改善高含水、高采出程度油田应用后，有效地改善了这些老油田的水驱状况，产生了显著的增油了这些老油田的水驱状况，产生了显著的增油效果和经济效益，为老油田挖潜增效发挥了重效果和经济效益，为老油田挖潜增效发挥了重要作用。要作用。3.43.4 PAC调驱工艺技术调驱工艺技术 PAC调驱工艺技术是河南省濮阳市科学技术调驱工艺技术是河南省濮阳市科学技术局研发的。这项成果对中原油田水处理废渣石灰局研发的。这项成果对中原油田水处理废渣石灰泥进行了系统分析，研究了石灰泥与酸化学反应泥进行了系统
17、分析，研究了石灰泥与酸化学反应的产气量、产气规律、和反应残渣的物性，开展的产气量、产气规律、和反应残渣的物性，开展了岩心驱替室内实验，探讨了了岩心驱替室内实验，探讨了PAC调驱机理。对调驱机理。对不同类型油藏试验了不同的体系配方，优选出适不同类型油藏试验了不同的体系配方，优选出适合不同油藏特点的配方和施工工艺，扩大了处理合不同油藏特点的配方和施工工艺，扩大了处理半径，提高了调驱效果，实现了低成本深部调驱半径，提高了调驱效果，实现了低成本深部调驱和水处理废渣石灰泥的再利用。结合剖面调整技和水处理废渣石灰泥的再利用。结合剖面调整技术和气体防串技术进行驱油试验，不但有效提高术和气体防串技术进行驱油试
18、验，不但有效提高水驱动用储量，解决深部调剖的难题，而且找到水驱动用储量，解决深部调剖的难题，而且找到了水处理废渣石灰泥的利用新途径，工艺技术具了水处理废渣石灰泥的利用新途径，工艺技术具有创新性。该技术经中原油区的文明寨油田、卫有创新性。该技术经中原油区的文明寨油田、卫城油田、马寨油田等矿场多井次试验，经济、社城油田、马寨油田等矿场多井次试验，经济、社会和环境效益显著，推广应用前景广阔。会和环境效益显著，推广应用前景广阔。 3.53.5 IPCS技术技术 IPCS技术即油藏深部调剖与表面活技术即油藏深部调剖与表面活性剂驱油（性剂驱油（Indepth Profile Control and Sur
19、factant Flooding）提高原油采收率技）提高原油采收率技术术，是来自中原油田的一项新技术。这项，是来自中原油田的一项新技术。这项技术是解决油田非均质、提高水淹厚度系技术是解决油田非均质、提高水淹厚度系数、水淹面积系数、孔隙利用系数和孔隙数、水淹面积系数、孔隙利用系数和孔隙驱油效率的一项措施，是将调剖堵水与三驱油效率的一项措施，是将调剖堵水与三次采油结合起来的技术。这项技术要求充次采油结合起来的技术。这项技术要求充分深部调剖，最大限度地提高波及系数，分深部调剖，最大限度地提高波及系数，在此基础上注入少量三次采油工作剂（表在此基础上注入少量三次采油工作剂（表面活性剂溶液），降低油水界面
20、张力，增面活性剂溶液），降低油水界面张力，增大毛管数，提高洗油效率。大毛管数，提高洗油效率。 IPCS调驱段塞由预处理段塞、调剖段塞、调驱段塞由预处理段塞、调剖段塞、驱油剂段塞、保护段塞共驱油剂段塞、保护段塞共4部分组成。（部分组成。（1）预处理段塞为：预处理段塞为：0.051.0g/dl Na2CO3溶液溶液, 用以除去地层中大部分用以除去地层中大部分Ca2+、Mg2+等高价金等高价金属离子，减小后续段塞中聚合物和表面活性属离子，减小后续段塞中聚合物和表面活性剂的沉淀损失和吸附损失。（）剂的沉淀损失和吸附损失。（）调剖段塞调剖段塞采用热稳定性好、成胶时间长、流动性好的采用热稳定性好、成胶时间
21、长、流动性好的CD胶，它由部分水解聚丙烯酰胺（分子量胶，它由部分水解聚丙烯酰胺（分子量1.4107,水解度水解度25%）、）、 延缓交联剂（柠檬延缓交联剂（柠檬酸铝有机铬甲醛）、稳定剂等组成，酸铝有机铬甲醛）、稳定剂等组成，HPAM浓度浓度1500mg/l,聚交比（质量）聚交比（质量）1：1。（3）驱油剂段塞采用复配型表面活性驱油剂段塞采用复配型表面活性剂溶液，其组成为：剂溶液，其组成为：0.2%AL+0.1STX10+0.025%Na2CO3+0.01%Na2EDTA 活性剂有效浓度活性剂有效浓度0.3%(大于其大于其CMC值值), 抗温抗盐性好抗温抗盐性好, 洗油效率洗油效率高。高。（4
22、4）保护段塞采用保护段塞采用CD胶胶，聚交比聚交比（质量）（质量）1：1，聚合物浓度比，聚合物浓度比调剖段调剖段塞略低，为塞略低，为1000 mg/l。这项技术已在这项技术已在中原油田明一东块、卫中原油田明一东块、卫9595块、卫块、卫305305块块进行了多轮次矿场试验，见到了较好进行了多轮次矿场试验，见到了较好的控水稳油效果。的控水稳油效果。3.6 3.6 纳微米逐级深部调剖技术纳微米逐级深部调剖技术 中国科学院理化技术研究所研制出可大幅度中国科学院理化技术研究所研制出可大幅度提高油田产量的纳微米逐级深部调驱材料。纳微提高油田产量的纳微米逐级深部调驱材料。纳微米逐级深部调驱材料的设计原理是
23、利用纳微米尺米逐级深部调驱材料的设计原理是利用纳微米尺寸的聚合物凝胶，保障材料可以沿渗水通道顺利寸的聚合物凝胶，保障材料可以沿渗水通道顺利进入地层深部，遇水膨胀后，通过对渗水通道孔进入地层深部，遇水膨胀后，通过对渗水通道孔喉的封堵，造成水流改向，实现诸如注入水波及喉的封堵，造成水流改向，实现诸如注入水波及体积的扩大。这种材料可以有效地改善地质非均体积的扩大。这种材料可以有效地改善地质非均质性，扩大水项波及体积系数，在不同的地质条质性，扩大水项波及体积系数，在不同的地质条件下，提高原油采收率件下，提高原油采收率816%。其特征是对注。其特征是对注入水和地层水的温度和矿化度没有要求，适用于入水和地
24、层水的温度和矿化度没有要求，适用于各类注水开发油藏；地质非均质性越大，开发程各类注水开发油藏；地质非均质性越大，开发程度越高，增产效果越明显；由于针对地层孔喉，度越高，增产效果越明显；由于针对地层孔喉，用量少，成本低；进入地层可以有效地提高动用用量少，成本低；进入地层可以有效地提高动用储量，有效期长；注入简单方便，无需专用设备。储量，有效期长；注入简单方便，无需专用设备。 这种材料和技术已经进行了多个不同地这种材料和技术已经进行了多个不同地质条件下和开发程度的现场试验，结果表明，质条件下和开发程度的现场试验，结果表明，这种材料可以进入油层地层深部几十米，甚这种材料可以进入油层地层深部几十米，甚
25、至上百米，在地层深部形成有效的封堵，对至上百米，在地层深部形成有效的封堵，对应油井明显下降，最高达到应油井明显下降，最高达到20%20%以上，产量以上，产量大幅度提高，地质对应单井原油产量提高幅大幅度提高，地质对应单井原油产量提高幅度达到度达到300%300%，有效期已经超过，有效期已经超过7 7个月，还会个月，还会更长。这项技术的研发成功，为我国更长。这项技术的研发成功，为我国 “三三采采”技术的应用提供了更为广阔的空间，为技术的应用提供了更为广阔的空间，为油田的注水开发提供了可靠、高效、经济地油田的注水开发提供了可靠、高效、经济地提高采收率的途径，是我国老油田改造和稳提高采收率的途径，是我国老油田改造和稳产的重要技术手段之一。产的重要技术手段之一。 4 4 结论结论 随着科学技术的飞跃发展，高随着科学技术的飞跃发展，高含水油田深部调剖技术也在不断涌含水油田深部调剖技术也在不断涌现。这些新技术，为高含水油田的现。这些新技术，为高含水油田的继续开采提供了可靠、经济、有效继续开采提供了可靠、经济、有效的途径，大幅度提高了原油的产量的途径，大幅度提高了原油的产量和采收率，和采收率，为老油田挖潜增效发挥为老油田挖潜增效发挥了重要作用。了重要作用。
