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《长江大学》 2013年
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注聚欠注井注入特征及堵塞机理研究

王荣茹  
【摘要】:针对河南油田注聚区块欠注和注入压力高的状况开展了聚合物注入特征和堵塞机理研究,并对APS解堵剂的解堵效果进行评价。采用仪器分析和化学分析方法对河南油田的注聚返吐物进行成分分析,确定堵塞物的主要成分;采用动态光散射技术研究油田提供的三种聚合物在水溶液中的动力学半径,确定聚合物分子尺寸与油藏渗透率、孔吼半径平均值是否匹配;通过岩心流动实验进行了聚合物的注入特征研究,包括注入速度、聚合物浓度、渗透率对注入性的影响以及注聚过程中压力梯度和聚合物粘度的变化规律;APS解堵剂解堵效果评价包括APS解堵剂静态解堵效果评价以及对聚合物溶液造成的堵塞和聚合物凝胶造成的堵塞的岩心流动实验评价;进行了提压增注的可行性研究。 仪器分析和化学分析结果表明注聚井的堵塞物含有:聚合物及凝胶、油、水溶物、悬浮固体颗粒等机械杂质、无机碳酸盐垢等,主要成分是聚合物及凝胶,其含量为90.98%。注聚返吐物中的铁、铝离子含量较高,铁离子含量达到0.06%,能引起聚合物絮凝,造成明显堵塞;铝离子含量为0.60%,其来源主要是由于注聚井注入的聚合物溶液粘度较高,对微粒具有很强的裹挟作用,加剧了地层孔隙中的颗粒运移。可见粘土及机械杂质也是构成堵塞物的主要成分之一。 采用动态光散射技术研究油田提供的三种聚合物在水溶液中的动力学半径,测得正力Ⅱ型、1630、3630s的动力学半径分别为0.151μm、0.149μm、0.145μm,在双河区渗透率大于10×10-3μm2的地区不会造成稳定堵塞,堵塞的部位主要在部分低和超低渗透带。相对分子质量等于或小于3.5×107的聚合物均不会对渗透率大于0.010μ2的地层造成严重堵塞。 随着注入速度、注聚浓度的增大,聚合物溶液对岩心的堵塞程度增大,其中注入速度对地层堵塞程度影响较小,注聚浓度为主要因素。注聚浓度越大,岩心堵塞程度越厉害。聚合物使用浓度过高,分子间交叠、缠结几率增大,容易造成连锁吸附和滞留。以聚合物3630s为例,注入浓度为1200mg/l时,Pbr为95.24%,属于轻微堵塞;当浓度上升为2200mg/1时,Pb,降为67.02%,堵塞程度加重,属轻偏中堵塞。3630s和1630两种聚合物的注聚浓度应不高于2000mg/l,正力Ⅱ型聚合物的注聚浓度不高于1800mg/l。 岩石渗透率影响聚合物溶液的注入性及其在地层中的传播能力,在渗透率较小的岩心中(0.1-0.5μm2)机械捕集和吸附共同作用,使堵塞主要发生在中部;随渗透率的增大(0.5μm2),聚合物溶液能有效深入,只发生吸附引起的轻微堵塞,在聚合物驱替过程中岩心后部的压力梯度最高,说明堵塞部位主要发生在后部。聚合物粘度损失随注入速度、注聚浓度的增加而增大,当岩心的渗透率减小时,聚合物溶液的粘度损失增大。 从室内岩芯模拟试验结果来看,APS解堵剂对聚合物溶液造成的堵塞起到了较好的解堵效果,当渗透率接近1μm2时,渗透率恢复率可达到71.72%;但对聚合物凝胶造成的堵塞的解堵效果不太理想,当岩心渗透率为1.012μm2时其渗透率恢复率为57.00%,不能达到有效解堵的要求。增大APS解堵剂的浓度对聚合物溶液的解堵有较好效果,渗透率恢复率提高6.63个百分点;但对凝胶解堵效果不大,只增加了2.92个百分点。化学解堵后提高注入压力可以增加岩心渗透率的恢复率,提高解堵有效率。对于聚合物溶液造成的堵塞,当注入压力分别提升0.075MPa、0.230MPa、0.450MPa后,渗透率恢复率从原来的64.80%增加到81.00%、91.27%、92.57%,恢复率分别提高了16.2、26.47、27.77个百分点;对于聚合物凝胶造成的堵塞,当注入压力分别提升0.132MPa、0.393MPa、0.692MPa后,渗透率恢复率从原来的40.78%增加到53.85%、58.46%、62.11%,恢复率分别提高了13.07、17.68、21.33个百分点;注入压力增幅越大,岩心渗透率恢复率越好。但注入压力并不能无限制提升,注入压力应小于地层破裂压力。
【学位授予单位】:长江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TE357;TE39

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