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尕斯N1-N21油藏污泥调剖剂室内性能评价

 摘要:尕斯油田污泥调剖剂室内性能评价的研究一方面为油田寻找一种综合利用含有污泥的科学方法,解决含油污泥外排污染环境的问题,减少环境污染和降低含油污泥固化处理费用;另一方面,也为油田寻找一种价格更加低廉的调剖剂,推进油田细分层精细注水开发的进程。 

  关键词:药剂筛选;复合堵剂 

  青海柴达木盆地尕斯库勒油田N1-N21油藏位于柴达木盆地茫崖坳陷内。N1-N21油藏的构造是1958年地震勘探发现的一个潜伏构造,该油田2004年进行储量复算,其结果为探明地质储量4604×104t,叠合面积18.3km2。截止2016年8月底全油藏共有油水井746口,其中采油井540口(开井418口,计划关井122口),注水井206口(开井171口,计划关井35口)。目前油藏综合含水69.74%,相对去年年均含水(68.31%)上升率为1.68%,老井自然递减率14.03%,老井综合递减率10.35%。 

  对含油污泥的处理与应用,欧美采用生物技术、化学分离方法从含油污泥中回收污油,但其运行成本较高,不适合我国油田。 

  国内最早应用污泥调剖的是华北油田,初次施工共开展15井次,井组有效率87.5%;胜利油田桩西采油厂从2008年开始研究含油污泥调剖技术,2010年开始现场投用,截止目前共在桩西采油厂应用75井次,共处理含油污泥60000吨。 

  总体来看,国内污泥调剖工艺已逐步成熟,特点是规模小、注入量少、以简单回注为主。 

  污泥组分分析:通过对尕斯联合站干化池,池底污泥取样分析得出,干化池污泥污泥主要组分为含水70%,含油6%~7%,含盐15%~18%,固相泥砂8%~9%。 

  二、污泥粒径分析:通过粒度检测仪对不同粒径污泥分布做了统计,污泥固相颗粒粒径中值为12.6um,粒径<30um的比例均占到77%左右,符合现场调剖剂使用要求。 

  三、污泥流动性:通过监测不同含水率下污泥粘度,分析得出当污泥含水率在75%—80%之间时,體系粘度小于100mPa.s,满足运输及注入要求。所以现场施工,理想的含水率应控制在78±2%幅度范围内。 

  四、污泥样品水型分析:通过取一定量污泥样品和注入水样进行水性分析对比,污泥和注入水的总矿化度为80000~110000mg/L,污泥中含水水型与注入水水型基本一致,为CaCl2型。 

  五、污泥配伍性实验:通过开展五敏及孔侯匹配试验得出,尕斯联合站污泥与地层配伍性较好,可以作为一种无害化调剖堵剂。 

  六、污泥封堵性试验:通过开展岩心封堵试验,分析得出由于污泥颗粒粒径较小,对于高渗透层、水窜通道或大孔道油藏封堵率在30%以下,单一使用污泥进行封堵难以起到封堵作用。因此需在污泥中添加体膨型堵剂等固相颗粒,以提高调堵剂在地层中的封堵强度,增加抗冲刷性,延长封堵时间,增大封堵率。 

  第二部复合污泥调剖堵剂研究: 

  一、悬浮剂筛选及评价:由于污泥在运输、配制及注入过程中可能存在过早脱水分层现象,进而影响施工效果,为提高稳定性,需在污泥中加入一定量的悬浮剂,利用悬浮剂的增稠、保水性能,使污泥调剖剂保持较好的均一性,有利于污泥调剖剂在地层中流动和运移。本次实验选用了5种悬浮剂进行实验。分别为:羧甲基纤维素、玉米淀粉、聚丙烯酰胺、钠基膨润土、阴离子纤维素。 

  一、通过对比5种体系在单位溶胀时间内的粘度变化情况,阴离子纤维素具有用量少、耐盐性好、增粘效果明显等特点,选为适宜的污泥悬浮剂。 

  一、根据室内实验结果指导:在现场使用过程中,如果具备良好的注入条件, 4h以内,无需添加悬浮剂。反之则需添加1%的悬浮剂,可以将污泥存放时间延长至24h,污泥调剖剂性能稳定。 

  二、颗粒筛选与性能评价: 

  添加颗粒是提高封堵性能的常用手段,本次实验选用了三种颗粒进行实验,分别为柔性颗粒,体彭颗粒,植物纤维颗粒。 

  二、通过对比三种颗粒封堵性及膨胀时间,优选体膨颗粒作为污泥堵剂的添加颗粒,该颗粒与污泥复配后的封堵率达到84%,基本满足现场需要,但随着施工液量增加,水流冲刷时间延长,致使污泥与颗粒在孔隙中运移,污泥调剖剂封堵性能下降,因此,还需增加凝胶段塞进一步提高封堵能力,延长调剖有效期。 

  三、最终确定体系配方为: 

  2%体膨颗粒+(0.2%~0.3%)聚合物+污泥;在该浓度范围内,凝胶成胶时间在20~40h内可调,凝胶强度在11000 mPa.s--20000 mPa.s之间,封堵率大于95.4%,是一种较好的调剖堵剂。 

  四、复合调剖堵剂室内实验小结: 

  尕斯联合站污泥组分中固相颗粒粒径符合桥堵理论要求,同时与地层配伍性较好,可以作为一种无害化调剖堵剂。单一使用污泥进行封堵难以起到封堵作用,因此需在污泥加以复配,以提高调堵剂在地层中的封堵强度,增加抗冲刷性,延长封堵时间,增大封堵率。 

  确定了凝胶体系的优选配方为:2%体膨颗粒+(0.2%~0.3%)聚合物+污泥,该配方封堵率可以达到94%以上,具有良好的封堵性能。 

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