海上油田二元驱后残留聚合物再利用技术研究
张晓冉 孟祥海 代磊阳
摘 ? ? ?要：海上J油田开展二元复合驱取得了较好的效果，目前已进入方案实施后期，分析产聚浓度可知，大量聚合物因吸附滞留残留在地层中，因此开展二元驱后残留聚合物再利用技术研究，实现二元驱后进一步提质增效。结果表明，二元复合驱后剩余油分布更加零散，多位于边角部位，主要富集在渗透率相对较低、厚度相对较大的层位。改性酚醛树脂交联剂C与聚合物配伍性最好，在聚合物浓度为400 mg/L时，1 000 mg/L交联剂C与1 000 mg/L助交联剂复配，体系交联强度能达到27 000 mPa·s 以上，形成高强度凝胶。驱油实验结果表明，应用残留聚合物再利用技术，在聚合物驱基础上注入0.2PV固定剂，可进一步提高采收率3.28%。
关 ?键 ?词：二元复合驱;剩余油;残余聚合物;黏度损失;提高采收率
中图分类号：TE357.46 ? ? ?文献标识码： A ? ? ?文章编号： 1671-0460（2020）02-0454-04
Abstract： ?The binary compound flooding in offshore J oilfield has achieved good results， and now it has entered the later stage of the implementation of the scheme. According to the analysis of the concentration of polymer production， a large number of polymers were retained in the formation due to adsorption， so the residual oil distribution and residual polymer reuse technology after binary flooding were studied to further improve the quality and efficiency after binary flooding. The results showed that the remaining oil after binary compound flooding was more scattered， mostly located in the corner， mainly concentrated in the layer with relatively low permeability， weak washing and non-washing， relatively large thickness. Crosslinking agent C had the best compatibility with the polymer， and could form high-strength gel at a wide concentration of 500～1 000 mg/L. When the polymer concentration was 400 mg/L， ?1 000 mg/L crosslinking agent C was combined with 1 000 mg/L crosslinking agent， and the crosslinking strength of the system was more than 27 000 mPa·s. Oil displacement experiment results showed that the recovery of 3.28% could be improved by injecting 0.2 PV fixed agent on the basis of polymer flooding using residual polymer recycling technology.
Key words： binary compound drive; residual oil; residual polymer; coefficient of residual resistance; EOR
海上J油田为渤海北部陆相三角洲沉积油田，开展聚合物/表活剂二元复合驱以来取得了较好的开发效果，累计增油超过100万m3。目前方案实施已进入后期，即将结束二元复合驱段塞注入[1-7]。結合注二元井组注采对应关系，对产出聚合物浓度和微观形态进行分析发现，大量聚合物因吸附滞留、井组连通不完善等原因残留在地层中。若方案结束转水驱，高渗透层的残余聚合物大量产出，不但造成了一定程度浪费，还提高了水处理流程压力，污染环境[8，9]。如何进一步在化学驱后提高采收率，利用残留、吸附在地层中的聚合物，对提高化学驱后开发技术尤为重要。
本文开展二元驱后残留聚合物再利用技术研究，筛选不同的药剂类型和浓度，对地层中残留的聚合物进行二次再利用，封堵高渗透层，改善后续水驱吸液剖面，实现二元复合驱后的进一步提质增效，对提高化学驱后开发技术有良好的指导意义。
1 ?二元驱后油藏特征
1.1 ?二元驱后剩余油分布
受水聚干扰、高渗条带聚窜和产出端堵塞等因素影响，海上J油田二元复合驱后储层剩余油分布复杂多样。应用数值模拟软件模拟海上J油田二元驱方案至结束的剩余油分布，可以发现二元驱后剩余油分布更加零散，多位于边角部位。平面上主要富集在非主流线区域、断层遮挡处及井网控制不到区域，纵向上主要富集在低水洗层段，存在弱、强水洗交互分布情况，开发潜力较大。统计不同渗透率、厚度和平均含水饱和度情况下剩余储量见表1，发现剩余储量主要富集在渗透率相对较低、厚度相对较大的层位，含水饱和度在50%～70%之间储层剩余储量超过60%，说明这些部位为剩余油主要潜力区。
1.2 ?二元驱后剖面情况
方案结束后两口典型井的注水、生产剖面如图1。结果表明，二元复合驱方案结束后，部分井层间矛盾更加突出，出现大段内小层吸水和产液的情况，导致后续水驱发生严重的水窜现象，低效无效循环情况加剧，影响后期开发效果。
结合二元驱后剩余油分布和注采剖面情况，根据产聚浓度曲线与平面分布发现，不同生产井产聚浓度差异较大，平均产聚浓度高于400 mg/L，最高值达到1 000 mg/L，因此分析认为二元驱后地层中有大量聚合物存留，这部分聚合物主要聚集在窜流严重的高孔高渗及高含水层位，因此设计地下残留聚合物再利用方案，封堵高孔高渗层位及主流通道，提高中低深层动用程度[10-13]，提升二元驱后开发效果。
2 ?地下残留聚合物固定剂体系筛选评价
矿场应用较多的残留聚合物再利用技术，主要是通过加入特定交联剂及助剂在驱替液中，保持低黏度下注入，使驱替液更多地进入高渗透层，利用交联剂与地层中不同形式残余存在的聚合物发生交联反应，生成强度较高的冻胶，实现高渗透层的有效封堵，使得后续注入水更多进入中、低渗透层，同时深部调整各层间的渗透率极差，更好的启动中低渗透层，从而驱出中低渗透层的原油，提高原油采收率。
2.1 ?交联剂类型筛选
实验药剂：实验室合成的三种改性酚醛树脂交联剂A、B、C，呈浅黄色粉末状;助交联剂，白色颗粒;J油田现场在用聚合物，白色粉末。
实验用水：J油田现场配液用水，矿化度2 845 mg/L，离子组成见表2。
实验方案：（1）在一定量的水中，分别加入交联剂和助交联剂，配成一定浓度的交联剂溶液和助交联剂溶液;（2）称取稀释好的400 mg/L聚合物溶液，加入不同的溶解好的交联剂搅拌均匀后，再加入助交联剂溶液，总体搅拌均匀30 min，排除空气密封，放置在57 ℃烘箱内反应，观察1、4、7、12及30 d等不同天数内并测试体系黏度，测试不同交联比例条件下的体系性能，实验结果见表3。
结果表明，交联剂C与聚合物配伍性最好，在较低的聚合物浓度400 mg/L时，与同类型不同结构的交联剂A、B相比，能形成更高强度的凝胶，30天后黏度仍能保持在30 000 mPa·s以上。因此筛选交联剂C为本次实验的主交联剂。
2.2 ?固定剂配方优化
实验采用直径为45 mm，长为300 mm的石英砂填充的人造岩心，用J油田注入水饱和，测初始渗透率，注入不同浓度聚合物溶液，待产出端产出聚合物浓度稳定后，注入不同质量浓度的固定剂溶液0.3PV，在温度为57 ℃条件下，放置48 h，测岩心的残余阻力系数，结合残余阻力系数来判断固定剂与岩心残留聚合物的相互作用对岩心的封堵能力，以优选最佳的固定剂配方浓度。结果见表4、表5。
（1）交联剂浓度优化
实验结果表明，在助交联剂浓度不变时，随着交联剂质量浓度的增加，岩心的残余阻力系数增加，当聚合物浓度较高时增加幅度尤为明显，对聚合物的固定效果较好。当交联剂浓度为1 200 mg/L时，在不同聚合物浓度下，残余阻力系数增加幅度较大，当交联剂浓度为1 500 mg/L时，虽残余阻力系数进一步提高，但隨着聚合物浓度的增加，提高幅度不明显，因此优选固定剂中交联剂C浓度1 200 mg/L。
（2）助交联剂浓度优化
结果表明，低助交联剂浓度时，随着浓度的增加，残余阻力系数增幅较大，但当助交联剂浓度大于1 000 mg/L时，对固定剂固定效果影响较小，残余阻力系数增幅呈变缓趋势。同时质量浓度越高的固定剂，药剂成本越高，综合实验结果，最终优选固定剂浓度为1 200 mg/L交联剂+1 000 mg/L助交联剂，同时实验结果表明，固定剂对于高质量浓度的聚合物有更好的固定作用。由于聚合物驱后在高渗透层中残余的聚合物溶液浓度最高，因此该体系能够对地下高渗透层中的聚合物形成有效固定，较好的改善后续水驱波及系数的作用。
（3）固定剂用量优化
实验采用直径为45 mm，长为300 mm的三层非均质石英砂填充的人造岩心，用J油田注入水和原油先后饱和，水驱至含水76%，并注入0.3PV聚合物溶液，并注入不同用量的固定剂体系，后续水驱至含水98%。在温度为57℃条件下，测定不同注入PV数下不同岩心采收率，并与不注入固定剂对比，计算提高采收率值，实验结果见表6。
结果表明，随着固定剂注入量增加，原油采收率不断提高。固定剂的用量为0.2PV时，与无固定剂方案相比，提高采收率3.28%。当注入量大于0.20PV时，提高采收率幅度变缓。说明固定剂对岩心内残留聚合物固定后，对于高渗透层的封堵非常有效，使注水剖面得到较大程度的改善，提高了后续水驱的波及系数，可以进一步提高原油的采收率。当岩心内残留聚合物充分利用时，提高固定剂浓度，并不能继续增强交联聚合物黏度以改善注采剖面，因此优选最佳固定剂注入用量为0.2PV，与空白方案相比，提高采收率3.28%。
3 ?结论
（1）二元复合驱后剩余油分布更加零散，多位于边角部位，主要富集在渗透率相对较低、厚度较大的层位。含水饱和度在50%～70%之间储层剩余储量超过60%，说明这些部位为剩余油主要潜力区。二元驱后地层中有大量聚合物存留，这部分聚合物主要聚集在窜流严重的高孔高渗及高含水层位。
（2）交联剂C与聚合物配伍性最好，在较低的聚合物浓度400 mg/L时，与同类型不同结构的交联剂A、B相比，能形成更高强度的凝胶，30 d后黏度仍能保持在30 000 mPa·s以上。
（3）固定剂对岩心内残留聚合物固定后，对于高渗透层的封堵非常有效，使注水剖面得到较大程度的改善，提高了后续水驱的波及系数，固定剂浓度为1 200 mg/L交联剂+1 000 mg/L助交联剂，注入量0.2PV时，与无固定剂方案相比，提高采收率3.28%。
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