地层环境对PFS弱凝胶性能影响室内研究.pdf

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1、2010年7月李爽等．地层环境对PFS弱凝胶性能影响室内研究地层环境对PFS弱凝胶性能影响室内研究李爽吕兆雷陈慧卿李新丹郑会(河南油田石油工程技术研究院，南阳473132)摘要弱凝胶调剖在各个油田都有着广泛的应用，但是堵剂进入地层后性能变化、成胶效果却无法评价。通过室内实验，利用石油大学30m超长岩心，注入HPAM、苯酚、乌托品和盐酸复配成的PFS弱凝胶体系，考察了弱凝胶注入长岩心后的性能变化。实验结果表明，PFS弱凝胶调剖体系经过稀释、吸附和剪切后虽然其粘度、相对分子质量有一定程度下降，但仍然具有较好的成胶封堵效果。关键词弱凝胶岩心吸附剪切稀释成胶国内水驱开发油田目前大部分已进

2、入开发后样，取样完毕关闭出口端；⑥按标准测试相对分子期，由于地层的非均质性以及长期的注水冲刷，水质量，利用HAKKE流变仪测试初期粘度和80℃窜现象严重，弱凝胶调剖作为注水开发后期抑制下候凝不同时间的粘度；⑦岩心装置在80℃下候水窜的一种有效技术，在各个油田有着广泛应用，凝，恒温时间为静态成胶时间的1．5倍时开始进行取得了很好的效果【lJ。弱凝胶调剖目前大多采后续水驱；⑧实验过程中利用电脑监测沿程压力用地下成胶的注入方式，但是调剖剂注入地层后变化，并自动采集相应测压点数据，对采集到的数其性能如何变化，能否有效成胶封堵目前缺乏有据进行分析总结。效的监测评价手段【6们，为此笔者开展了

3、地层环2结果与讨论境对弱凝胶调剖体系性能影响的室内研究，希望2．1注入过程中调剖剂的粘度、浓度及相对分子对今后弱凝胶调剖方案的编制和现场施工提供理质置变化论指导。采用德国HAAKE公司的RS600旋转流变1实验部分仪，在剪切速率10s下测试候凝前各点取出样1．1仪器及药品品的表观粘度、浓度及相对分子质量，结果如图l药品：河南油田注入水；HPAM；苯酚；盐酸；和图2所示。模拟油等。仪器：30m岩心；恒温箱；HAKKE流变仪；电动搅拌器；储液容器；压力传感器；热电偶；液体自动收集仪；计算机压力自动采集系统。1．2实验条件童30m岩心渗透率范围1～3；长岩心填制羹采用露头砂；注入水矿化

4、度5000～5500rag／L；成胶温度80℃；每次取样量60mL；流体注入速度1mL／min。1．3实验步骤取样点位置／m具体实验步骤如下：①填制自人口端至尾端图l调剖剂注入过程中粘度的变化渗透率由3m至1m渐变的30in岩心；②岩心饱和模拟地层水；③岩心装置在恒温箱内8O℃下恒温24h；④测水渗透率；⑤将调剖剂注入岩收稿日期：2010一o4—2l。作者简介：李爽，工程师，1999年毕业于中国地质大学石油工心，注入调剖剂的同时在沿程24个取样点依次取程专业，目前在河南油田工程院油化所工作。ADVAN竺CES石INF1油NEP化ETR工OCH进EMIiC展otAaLS第11卷第7

5、期2．．娶5Ol()ol5O2【)()候凝时间／lI取样点位置，m图3不同位置取出样品的粘度随图2调剖剂注入过程中浓度及相对候凝时间的变化分子质量变化另外从图3还可以看出，该体系在72h以前从图1和图2可以看出，调剖剂注入岩心管表观粘度都很低，72h后开始逐渐交联，直到过程中，调剖剂的粘度、浓度和相对分子质量变化216h，这期间体系的表观粘度一直在增加。可以表现为下降—平稳—下降—平稳4个阶段。首先判断，由于吸附导致成胶组分分散，同时交联组分是自入口到5．54m段，该段的渗透率相对较高，在液相中也存在空间分配，在恒温条件下随着初区饱和地层水对B弱d叩凝／越胶婆镤的稀释作用较强，从

6、而导致期交联反应的发生，原来的吸附平衡被打破，液相调剖剂∞粘度、浓度m和相对分子●质量呈明显下降趋中的交联组分更多地参与成胶，导致成胶时间延势，随后调剖剂粘度、浓度趋于平稳；在13．19～长。这种缓慢增加凝胶强度的性能更有利于深部18．29m阶段，调剖剂的表观粘度和浓度又重新呈调驱。现明显下降趋势，这是因为在该阶段饱和地层水2．3调剖剂候凝后的后续水驱动态的稀释作用依然存在，并且岩心管的渗透率也在为充分考察调音Ⅱ剂候凝后的成胶情况和封堵逐渐降至更低，聚合物分子运移的迂曲度明显增能力，在调剖剂候凝7d后，在后续水驱速度为O．2大，狭小孔喉对聚合物分子链产生的直接机械降mIMmin时

7、考察岩心管残余阻力系数变化，结果如解作用明显增强，在该运移区间不仅发生了稀释图4所示。作用，同时也发生了强烈的聚合物吸附与剪切降解作用。经过大约l8．29m距离的剪切降解后，相对分子质量已经降到很低，在多孔介质中运移不会再发生更大幅度的分子链断裂，而且由于渗透率逐渐降低，饱和地层水的稀释作用趋向缓和，调剖剂的表观粘度、聚合物浓度及聚合物相对分子质量开始趋于平缓。2．2取出样品的成胶效果将各取样点取出的样品置于80℃恒温箱中，图4后续水驱阶段残余阻力系数变化放置不同时间后测试其表观