根據(jù)可視化模擬研究確定調(diào)剖劑最佳投放位置

鞏磊 黃濤 伍星 李之燕 袁潤成

中國石油大港油田公司采油工藝研究院

通過實驗，建立室內(nèi)可視化物理模型，研究多輪次調(diào)剖劑最佳投放位置，解決剖面重疊嚴重、調(diào)剖效果不明顯等問題，為調(diào)剖堵水現(xiàn)場作業(yè)提供技術(shù)支持。調(diào)剖劑深入地層越深，其調(diào)剖效果越好；當調(diào)剖劑置于油水井中間位置時，其調(diào)剖效果最好，后續(xù)水驅(qū)波及系數(shù)可達49%。調(diào)剖劑一次單點投放時，調(diào)剖劑段塞長度為5%～10%油水井井距時，后續(xù)水驅(qū)波及系數(shù)上升速率最大。

可視化；模擬；調(diào)剖；實驗；投放位置

通過實驗，建立室內(nèi)可視化物理模型，研究多輪次調(diào)剖劑最佳投放位置，解決剖面重疊嚴重、調(diào)剖效果不明顯等問題，為調(diào)剖堵水現(xiàn)場作業(yè)提供技術(shù)支持。

1 實驗條件

1.1 可視化模型

首先建立室內(nèi)可視化模型，如圖1所示，并確定實驗參數(shù)如下：模型尺寸：12.0cm×12.0cm× 1.0cm；砂層尺寸：10.0cm×10.0cm×0.15cm，模型對較大孔道用30～40目石英砂填充，寬度為1.0mm，其余部分用60～90目石英砂填充，均用環(huán)氧樹脂膠結(jié)，模型孔隙總體積為6mL；模擬油：機油與煤油的混合油（體積比為10∶1），用蘇丹三染色；飽和及驅(qū)替用水：油田注入水，用甲基藍染色；驅(qū)替流量為0.11mL/min。

圖1 可視化模型示意

1.2 調(diào)剖劑劑配方

本實驗中調(diào)剖劑為無機鉻凍膠體系，基本配方為5000mg/LHPAM+0.3%交聯(lián)劑（0.108%重鉻酸鈉+0.192%亞硫酸鈉）。

1.3 實驗步驟

實驗步驟為：模型抽真空→飽和水→飽和油→水驅(qū)油至產(chǎn)出液含水率98%→計算水驅(qū)波及系數(shù)→在模型中設計的調(diào)剖劑投放點的位置上注入等量的凍膠→再水驅(qū)至含水率98%→計算提高的波及系數(shù)。實驗溫度為20℃。

2 調(diào)剖劑最佳投放位置

2.1 調(diào)剖劑單點投放

（1）調(diào)剖劑最佳投放位置確定。將段塞長度均為10%油水井井距的調(diào)剖劑投放于圖1所示的模型中油，水井之間的不同位置，投放點分別為距水井1/6l、2/6l、3/6l、4/6l和5/6l處，計算后續(xù)水驅(qū)的波及系數(shù)，實驗結(jié)果見圖2與表1。隨調(diào)剖劑的投放位置逐漸加深，波及系數(shù)先上升又下降，并且在油水井中間位置時調(diào)剖效果最好，此時波及系數(shù)可以達到48.9%。

圖2 調(diào)剖劑單點投放實驗結(jié)果

表1 調(diào)剖劑處于不同位置的波及系數(shù)

（2）調(diào)剖劑段塞長度優(yōu)化。調(diào)剖劑用量對調(diào)剖效果具有較大影響，用量小則效果不明顯；用量大則作業(yè)費用高，因此研究調(diào)剖劑合理的段塞長具有重要意義。實驗中，將不同段塞長度的調(diào)剖劑投放于油水井中點處，計算后續(xù)水驅(qū)的波及系數(shù)，實驗結(jié)果見圖3和圖4。調(diào)剖劑段塞長度為5%～10%油水井井距時的曲線斜率最大，因此調(diào)剖劑段塞長度為5%～10%油水井井距時效果較佳。

圖3 不同段塞長度對波及系數(shù)的影響

2.2 調(diào)剖劑多點投放

（1）調(diào)剖劑一次兩點投放。將10%堵塞長度的調(diào)剖劑均分成兩份，一次放置于模型中兩點，計算后續(xù)水驅(qū)波及系數(shù)，方案①（0.25l，0.5l）表示將兩等份調(diào)剖劑分別放置于距離注水井0.25倍和0.5倍油水井井距處，實驗結(jié)果如表2所示。將調(diào)剖劑一次均勻投放于油水井中間兩點時，其后續(xù)水驅(qū)波及系數(shù)為28%左右，與調(diào)剖劑投放于油水井中間時相近。

圖4 不同調(diào)剖劑段塞長度與波及系數(shù)的關系

表2 調(diào)剖劑一次兩點投放方案與實驗結(jié)果

（2）調(diào)剖劑兩次兩點投放。將10%段塞長度的調(diào)剖劑用量均分成兩份，分兩次投放于模型的兩個點。投放方案①（0.25l，0.5l）表示，第一次投放時，50%的調(diào)剖劑放置于距水井距離0.25l處；第二次投放時，剩余50%的調(diào)剖劑放置于距水井距離0.5l處。其他投放方案依此類推，實驗結(jié)果見表3。在方案①中水驅(qū)波及系數(shù)最高，可達42.7%。當調(diào)剖劑二次投放于0.75l處（接近油井），壓力梯度大，調(diào)剖劑被迅速突破，0.5l處壓力梯度小，不易被突破。對比表2和表3，調(diào)剖劑兩點兩次投放的波及系數(shù)要大于一次單點和一次兩點投放時的水驅(qū)波及系數(shù)。

表3 調(diào)剖劑兩次兩點投放方案與實驗結(jié)果

3 結(jié)論

（1）調(diào)剖劑深入地層越深，其調(diào)剖效果越好；當調(diào)剖劑置于油水井中間位置時，其調(diào)剖效果最好，后續(xù)水驅(qū)波及系數(shù)可達49%。

（2）調(diào)剖劑一次單點投放時，調(diào)剖劑段塞長度為5%～10%油水井井距時，后續(xù)水驅(qū)波及系數(shù)上升速率最大。

（3）調(diào)剖劑兩次兩點投放效果比一次兩點投放效果好，在調(diào)剖劑兩次兩點投放時，第一、二次投放點為距水井距離分別為0.25l和0.5l時，后續(xù)水驅(qū)的波及系數(shù)可達42.7%。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.022