弱凝胶深部调剖驱油技术研究

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1、弱凝胶深部调剖驱油技术研究陈忠志（中石化华东分公司）摘要:本文在对相关文献进行查阅调研基础上，以聚丙烯酰胺为制备主剂，通过室内实验，确定了交联剂了种类、有机交联剂中交联体与配位体摩尔比、交联剂的浓度等，合成制备出具有较好延缓交联时间的交联剂，针对交联剂对聚合物主剂成胶的影响做进一步的筛选，得出较好的交联剂配方，通过对影响弱凝胶因素的分析，最终得出具有较高粘度及合适成胶时间的弱凝胶。关键词：弱凝胶调剖驱油交联剂筛选实验石油资源的勘探和开发一直是一个艰巨而复杂的过程。石油作为发展国民经济的重要资源，将更多的石油从地下经济地采出是油田开发工作者们的共

2、同目标。提高油田的采收率是一项长期的、艰巨的任务，是一项综合采用多种高新技术的系统工程，它贯穿于油田开发的始终。近年来，随着认识的不断深入，提出了在注水井中注交联聚合物的概念，如凝胶体系油藏深部液体转向技术(IndeepthDriveFluidDiversion)[1]、胶态分散凝胶驱油技术[2](CollidalDispersionGel)。注交联聚合物位于传统的堵水调剖和聚合物驱之间，它打破了聚合物驱的传统概念，在充分发挥交联聚合物优势的基础上，实现了高注入能力和大规模注入，可以对油藏内部的流体有一定的调节作用[3]。它不是单纯地靠调剖、堵

3、水来降低含水的井底处理措施，而属于调节层间或层内矛盾，增加波及体积的一种提高采收率的方法。目前国内在研究注交联聚合物方面有两条发展路线，一是使聚合物浓度往低发展(远低于聚合物驱的使用浓度)，如所谓的胶态分散凝胶或可流动凝胶等低浓度聚合物体系。二是采用接近于常规聚合物驱的聚合物浓度，然后加入可延缓成胶时间的交联剂，即弱凝胶调驱体系。1研究的目的和意义1.1研究目的11弱凝胶是一种由低浓度聚合物和交联剂形成的凝胶体系，可以大幅度地降低化学剂用量，从而降低药剂成本。由于弱凝胶体系成胶时间长和成胶强度小，调驱液在注入目的地前具有良好的可泵性，在一定的压

4、力下具有流动性，可以进入油藏深部；又由于所用聚合物和交联剂浓度低，大量使用在经济上也可行。因此，弱凝胶可以用于油藏的深度调剖，从而真正实现聚合物和交联剂大剂量注人。1.2研究的意义近年来弱凝胶深部调剖技术得到了迅速发展，它的优点主要在于它既可以作为改善现有调剖、堵水的调堵新技术，又可以作为一项改善波及效率的新技术；大量研究与应用结果表明弱凝胶或CDG深部调剖技术经济可行，具有较好的应用前景。与常规的聚合物相比，弱凝胶调驱技术中聚合物用量大大降低，对高温高盐油藏油更好好的适应性，其选择性强，更加容易在高渗透层较深部位产生有效堵塞。不会对地层造成永

5、久性的伤害，不妨碍后期措施的进行。而且它具有成胶时间长、较低的阻力系数和高残余阻力系数的特点，可真正实现深部调驱。它还具有较好的剪切稳定性。2理论研究与室内实验2.1理论研究2.1.1弱凝胶驱油的基本原理交联弱凝胶驱油技术，是近几年来在聚合物驱技术和凝胶堵水技术基础上发展起来的一项提高采收率新技术，它使用接近于聚合物驱浓度的聚合物，加入少量延缓型交联剂，使之形成主要以分子间交联为主，分子内交联为辅的凝胶体系。宏观上看，凝胶线团与线团之间依靠化学键相互作用连接成一个整体，从微观上看，凝胶线团主要由几十到上百个聚合物分子紧密交联而成，线团之间依靠少

6、量化学键和氢键连接，这种连接受剪切作用后易于破坏，对于化学键而言这种破坏是不可逆的。因此，一方面交联弱凝胶具有一定的强度，能对地层中的高渗透通道产生一定封堵作用，从而导致后驱替流体流向的改变，对低渗层中未波及或者波及程度较低的区域产生驱替作用，起到调剖作用;另一方面，由于其凝胶线团之间是依靠少量化学键和氢键相连，交联强度不高，在后续注入流体的推动下，凝胶线团间的化学键和氢键易于破坏，使得弱凝胶能像”蚯蚓”11一样向地层深部发生运移。在运移过程中，受到地层的剪切作用，弱凝胶破碎形成较小体积的凝胶团，这些凝胶团在向地层深部运移过程中，会重新分布、聚

7、集，改变了多孔介质中的微应力分布，在后注驱替液的粘滞力作用下，对剩余油产生驱替作用。2.1.2弱凝胶强度评价标准由于实验条件所受限制，弱凝胶的成胶强度，难以进行定量测量。因此采用目测分级方法评价弱凝胶成胶后强度的变化情况。成胶分级情况如下描述：A未形成凝胶：凝胶粘度与初始聚合物溶液粘度相同，目测未形成凝胶；B高流动性凝胶：凝胶粘度比初始聚合物的粘度稍有增加；C可流动性凝胶：倒置有明显的流动；D中等流动性凝胶：有少量凝胶不能快速流动；F高形变不流动凝胶：凝胶只能在顶部小范围流动；G中等可形变不流动凝胶：凝胶流动大约下降一半左右；H轻微可形变不流动

8、凝胶：倒置仅凝胶表面可轻微流动；I刚性凝胶：倒置凝胶表面不形变且凝胶稳定透明；J网性刚性凝胶：轻敲试瓶后能发出象音叉一样和谐的机械震荡。2.2室内实验