渤海中低溫油藏調剖體系篩選評價研究

徐浩，華科良，王宏申，陳斌，蘇延輝，張志軍

渤海中低溫油藏調剖體系篩選評價研究

徐浩，華科良，王宏申，陳斌，蘇延輝，張志軍

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452）

目前渤海灣部分油田油井含水高于80%，調剖需求迫切。針對中高溫油藏條件，調剖體系較為成熟，但針對70 ℃以下的中低溫油藏條件調剖體系并未成熟。因此開展適用于渤海中低溫油藏的調剖體系的研究則具有重要意義。筆者通過篩選不同類型的成膠體系進行實驗評價，從而篩選出適合中低溫油藏條件的調剖體系，為渤海灣此類油藏的調剖體系選擇具有指導意義。

中低溫；調剖體系；成膠實驗

目前渤海灣部分油田油井含水高于80%，調剖需求迫切。針對中高溫油藏條件，調剖體系較為成熟[1-3]，但針對70 ℃以下的中低溫油藏條件調剖體系并未成熟。在此溫度范圍下，凝膠體系易出現不成膠、成膠慢、成膠穩定性差等問題，使此類措施技術應用效果差[4-6]。所以篩選適用于渤海中低溫油藏調剖體系具有深遠意義[7-9]。

1 實驗目的及條件

針對中低溫油藏條件，通過配方實驗，評價體系的配伍性及成膠性能，研發適合目標油藏的調剖體系配方。本文針對5種不同各類型干粉聚合物，考察了其在中低溫油藏條件下的成膠性能。

實驗溫度：64 ℃，實驗用水：渤海P油田注入水。

表1 注入水水質數據

實驗藥劑：聚合物：A型耐鹽聚合物、B型耐鹽聚合物、C型聚合物、D型聚合物、E型聚合物。交聯劑：酚醛交聯劑、復合交聯劑。

2 體系成膠性能實驗

酚醛樹脂是一種常見的應用于油田調剖堵水的環保交聯劑。酚醛樹脂可在油藏環境下與聚丙烯酰胺發生交聯作用從而形成凝膠，聚丙烯酰胺的氨基與酚醛樹脂的羥甲基發生縮聚反應可以形成三維網狀結構。羥甲基水溶性酚醛樹脂的交聯性能跟其分子鏈上羥甲基含量的多少密切相關。通常羥甲基含量越高，通過交聯作用形成的凝膠強度就會越大。

酚醛交聯劑與HPAM交聯機理：

圖1 酚醛與HPAM反應原理

確定交聯體系成膠時間以及成膠強度的方法主要有視強度法和黏度法[10]，本文測定成膠黏度時采用黏度法，以此測定不同時間下體系的成膠黏度。

主要步驟如下：

將聚合物用注入水配制成目標濃度熟化后，分別加入相應濃度的交聯劑，攪拌混合均勻后裝入藍口瓶，靜置于64 ℃恒溫烘箱中，按不同時間取出后，用黏度計測量成膠體系的黏度。

2.1 A型耐鹽聚合物凝膠體系

2.1.1 A型耐鹽聚合物酚醛交聯體系

采用A型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系，A型耐鹽聚合物質量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯劑濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實驗，持續觀察50 d，體系成膠時間及檢測結果如表1。

表1 A型耐鹽聚合物酚醛交聯劑成膠結果

從實驗結果可以看出，A型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系成膠時間為3～10 d，低濃度下容易破膠，成膠后≤40 000 mPa·s，現場實施過程中易出現成膠慢，不成膠的問題。

2.1.2 A型耐鹽聚合物復合交聯體系

采用A型耐鹽聚合物配制復合交聯體系，A型耐鹽聚合物濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復合交聯劑濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，共設置10組實驗，持續觀察50 d，體系的成膠時間和強度總結見表2。

表2 A型耐鹽聚合物復合交聯劑成膠結果

從實驗結果可以看出，A型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系成膠時間為1～5 d，成膠后較大，并且穩定性較好，符合現場實施要求。

2.2 B型耐鹽聚合物凝膠體系

2.2.1 B型耐鹽聚合物酚醛交聯體系

采用B型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系，B型耐鹽聚合物質量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯劑質量濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實驗，持續觀察50 d，體系成膠時間及檢測結果如表3。

從實驗結果可以看出，B型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系在低濃度下不成膠，高濃度下成膠時間為4～8 d，成膠后較低，現場實施過程中易出現成膠慢，不成膠的問題。

表3 B型耐鹽聚合物酚醛交聯劑成膠結果

2.2.2 B型耐鹽聚合物復合交聯體系

采用B型耐鹽聚合物配制復合交聯體系，B型耐鹽聚合物質量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復合交聯劑質量濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，共設置10組實驗，持續觀察50 d，體系的成膠時間和強度總結見表4。

表4 B型耐鹽聚合物復合交聯劑成膠結果

從實驗結果可以看出，B型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系成膠時間為3～8 d，但成膠后≤40 000 mPa·s，現場實施過程中易出現成膠慢，不成膠的問題。

2.3 C型耐鹽聚合物凝膠體系

2.3.1 C型耐鹽聚合物酚醛交聯體系

采用C型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系，C型耐鹽聚合物質量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯劑質量濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實驗，持續觀察50 d，體系成膠時間及檢測結果如表5。

表5 C型耐鹽聚合物酚醛交聯劑成膠結果

從實驗結果可以看出，C型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系成膠時間為4～8 d，低濃度下容易破膠，成膠后≤10 000 mPa·s，現場實施過程中易出現成膠慢，不成膠的問題。

2.3.2 C型耐鹽聚合物復合交聯體系

采用C型耐鹽聚合物配制復合交聯體系，C型耐鹽聚合物質量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復合交聯劑質量濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，共設置10組實驗，持續觀察50 d，體系的成膠時間和強度總結見表6。

從實驗結果可以看出，C型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系成膠時間為3～8 d，但成膠后≤15 000 mPa·s，現場實施過程中易出現成膠慢，不成膠的問題。

表6 C型耐鹽聚合物復合交聯劑成膠結果

2.4 D型耐鹽聚合物凝膠體系

2.4.1 D型耐鹽聚合物酚醛交聯體系

采用D型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系，D型耐鹽聚合物濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯劑質量濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實驗，持續觀察50 d，體系成膠時間及檢測結果如表7。

表7 D型耐鹽聚合物酚醛交聯劑成膠結果

從實驗結果可以看出，D型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系成膠時間為2～7 d，低濃度下容易破膠，成膠后≤30 000 mPa·s，現場實施過程中易出現成膠慢，不成膠的問題。

2.4.2 D型耐鹽聚合物復合交聯體系

采用D型耐鹽聚合物配制復合交聯體系，D型耐鹽聚合物質量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復合交聯劑質量濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，共設置10組實驗，持續觀察50 d，體系的成膠時間和強度總結見表8。

從實驗結果可以看出，D型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系成膠時間為2～6 d，成膠后較大，并且穩定性較好，符合現場實施要求。

表8 D型耐鹽聚合物復合交聯劑成膠結果

2.5 E型耐鹽聚合物凝膠體系

2.5.1 E型耐鹽聚合物酚醛交聯體系

采用E型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系，E型耐鹽聚合物質量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，酚醛交聯劑質量濃度范圍為2 000～8 000 mg·L-1，共配制了10組成膠實驗，持續觀察50 d，體系成膠時間及檢測結果如表9。

表9 E型耐鹽聚合物酚醛交聯劑成膠結果

從實驗結果可以看出，E型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系成膠時間為4～8 d，低濃度下容易破膠，成膠后≤8 000 mPa·s，現場實施過程中易出現成膠慢，不成膠的問題。

2.5.2 E型耐鹽聚合物復合交聯體系

采用E型耐鹽聚合物配制復合交聯體系，E型耐鹽聚合物質量濃度范圍為2 000～5 000 mg·L-1，復合交聯劑質量濃度范圍為3 000～7 000 mg·L-1，設置10組實驗，持續觀察50 d，體系的成膠時間和強度總結見表10。

從實驗結果可以看出，C型耐鹽聚合物配制酚醛交聯體系成膠時間為3～8 d，但成膠后≤20 000 mPa·s，實施中易出現成膠慢，不成膠的問題。

表10 E型耐鹽聚合物復合交聯劑成膠結果

3 結論及展望

1）A、B、C、D、E型耐鹽聚合物酚醛交聯體系成膠時間為3～10 d，低濃度下容易破膠，現場實施過程中易出現成膠慢，不成膠的問題。因此此種酚醛凝膠體系不適用于渤海P中低溫油藏條件。

2）B、C、E型耐鹽聚合物配制復合交聯體系成膠時間為3～8天，但成膠后≤40 000 mPa·s，現場實施過程中易出現成膠慢，不成膠的問題。A、D型耐鹽聚合物配制復合交聯體系成膠時間為1～6 d，成膠后較大，并且穩定性較好，符合現場實施要求，適用于渤海P中低溫油藏條件。

[1]郭永飛,陸登峰,雷莉.新型調剖體系的研究及應用[J].石油化工應用,2020,39(07):20-22.

[2]姜晶,張延旭,李超,等.低粘耐鹽調剖體系在渤海P油田的應用[J].中國石油和化工標準與質量,2021,41(05):121-124.

[3]王斌杰,張云寶,王威,等.聚合物凝膠在油田的應用現狀及發展前景[J].當代化工,2020,49(10):2286-2289.

[4]賈林,楊二龍,董馳.深部液流轉向劑與發展趨勢[J].當代化工, 2019, 48(7):1519-1527.

[5]唐長,久趙瀟.渤海疏松稠油油藏調堵技術及新發展[J].云南化工,2018,45(12):11-12.

[6]陳明貴,楊光,石鑫,等.渤海稠油油田早期注聚剖面返轉規律及控制方法研究[J].油田化學,2017,34(2):278-284.

[7]劉存輝,石昀,韓英波,等.海上油田驅油用聚丙烯酰胺的研究[J].當代化工,2020,49(5):893-898.

[8]廖月敏,付美龍,楊松林.耐溫抗鹽凝膠堵水調剖體系的研究與應用 [J].特種油氣藏,2019,26(1):158-162.

[9]伍亞軍,何龍,王建海,等.植物油脂/油腳在油田深部堵水調剖中的應用[J].油田化學,2018,35(2):366-374.

[10]張強. 深部調剖體系適應性評價[J]. 石油知識, 2020 (04): 60.

Screening and Evaluation of Profile Control System for Medium and Low Temperature Reservoirs in Bohai Sea

,,,,,

（CNOOC EnerTech Drilling & Production Co., Tianjin 300452, China）

At present, the water cut of some oil wells in Bohai Bay is higher than 80%, and the demand for profile control is urgent. For medium and high temperature reservoir conditions, the profile control system is relatively mature, but for medium and low temperature reservoir conditions below 70 ℃, the profile control system is not mature. Therefore, it is of great significance to study the profile control system suitable for medium and low temperature reservoirs in Bohai Sea. By screening different types of gel-forming systems for experimental evaluation, a profile control system suitable for medium and low temperature reservoir conditions was determined, having guiding significance for the selection of profile control system for such reservoirs in Bohai Bay.

Medium and low temperature; Profile control system; Gelation experiment

TE357.4

A

1004-0935（2022）02-0178-04

中海油能源發展科技項目，納米強化采油技術研究與應用（項目編號：HFZDZX-GJ2021-01-02）。

2021-11-08

徐浩（1989-），男，河北省滄州市人，中級工程師，碩士，2015年畢業于中國石油大學（北京）油氣田開發工程專業，研究方向：提高采收率技術。>