渤海油田浓变凝胶防砂控水技术研究与应用

doi:10.3969/j.issn.1006-396X.2022.01.011

摘要/Abstract

摘要：

针对渤海油田高含水易出砂油井防砂、控水技术需求及目前机械防砂控水一体化技术的局限性，提出应用浓变凝胶实现防砂控水一体化的技术路线。通过开展浓变凝胶控砂性能与控水性能测试，验证选择性控水与防砂一体化技术实施可行性，基于浓变凝胶对储层条件与生产条件适应性评价明确浓变凝胶防砂控水的适应范围，最终形成浓变凝胶防砂控水一体化技术。结果表明，浓变凝胶控砂可将储层渗透率损害和出砂率分别控制在13%和0.03%以内，且能够实现油层与水层的选择性封堵；适应性评价结果表明，浓变凝胶耐温超过80 ℃，耐矿化度45 000 mg/L，可承受最大采液强度257.6 m³/（d $?$ m）。渤海Z油田应用浓变凝胶防砂控水一体化技术后，防砂有效期达到13~16个月，且持续有效，含水较措施前下降3%~5%，日产油量平均提高88.48%，提液幅度达到50%以上。浓变凝胶防砂控水一体化技术为海上油田高含水出砂井提液增油提供了思路。

关键词: 浓变凝胶, 防砂, 选择性封堵, 高含水

Abstract:

In view of the demand of sand and water control technology for high water?cut sand producing oil wells in Bohai oilfield,and the limitations of the current integrated technology of mechanical sand and water control, the technical route of integrating sand and water control with the application of flooding?sensitive gel is proposed.The feasibility of the integrated technology of selective water and sand control was demonstrated through testing the sand and water control performance of the flooding?sensitive gel. Based on the evaluation of the adaptability of the flooding?sensitive gel to the reservoir conditions and production conditions,the adaptability range of the flooding?sensitive gel for sand control and water control was clarified. Then the integrated technology of thickened gel for sand and water control was finally formed.The results show that the reservoir permeability damage and sand production rate can be controlled within 13% and 0.03%,respectively.The reservoir and water layer can be selectively blocked. The adaptability evaluation results showed that the temperature resistance of the flooding?sensitive gel was higher than 80 ℃, the salinity was 45 000 mg/L,and the maximum extraction strength was 257.6 m³/（d $?$ m）.With the application of the integrated technology of sand and water control in Z oilfield of Bohai Sea, the sand control period reaches 13~16 months with continuous effectiveness, the water cut is reduced by 3%~5% compared with previous testing results. The daily oil production is increased by 88.48% on average,and the extraction range reaches more than 50%.The integrated technology of flooding?sensitive gel sand and water control provides an idea for oil increase in high water cut sand production wells in offshore oil fields.

Key words: Flooding?sensitive gel, Sand control, Selective plugging, High water cut

中图分类号:

TE53

白健华, 吴华晓, 赵顺超, 尚宝兵, 于法浩, 周玉刚. 渤海油田浓变凝胶防砂控水技术研究与应用[J]. 石油化工高等学校学报, 2022, 35(1): 68-74.

Jianhua Bai, Huaxiao Wu, Shunchao Zhao, Baobing Shang, Fahao Yu, Yugang Zhou. Research and Application of Gel Sand Control and Water Control Technology in Bohai Oilfield[J]. Journal of Petrochemical Universities, 2022, 35(1): 68-74.

图/表 13

表1 浓变凝胶黏度测试结果

Table 1 Flooding?sensitive gel viscosity test results

w（凝胶）/%	黏度/（mPa $⋅$ s）
10	2.8
15	2.5
20	2.7
30	2.7
100	12.5

表1 浓变凝胶黏度测试结果

Table 1 Flooding?sensitive gel viscosity test results

w（凝胶）/%	黏度/（mPa $⋅$ s）
10	2.8
15	2.5
20	2.7
30	2.7
100	12.5

图1 浓变凝胶在含水、含油岩心中胶凝（a）含水岩心（b）含油岩心

Fig.1 The condensation pattern of flooding?sensitive gel in water?bearing and oil?bearing cores

图2 实验装置及流程

Fig.2 Experimental Equipment and procedure

表2 实验所用化学药剂

Table 2 The chemical agents used in the experiment

编号	类型	名称
1^#	凝胶	浓变凝胶
2^#	热固性树脂类	酚醛树脂⁃甲醛⁃对甲苯磺酸
3^#	热固性树脂类	环氧树脂⁃乙二胺
4^#	热固性树脂类	UP树脂⁃过氧化甲乙酮
5^#	水溶性高分子类	阳离子聚丙烯酰胺

图3 岩心控砂前后渗透率

Fig.3 Permeability before and after core sand control

图4 岩心渗透率损害率和出砂量对比

Fig.4 Comparison of core permeability damage rate and sand production rate

图5 人工岩心封堵率随温度、处理量变化

Fig.5 The sealing rate of artificial core varies with temperature and handling capacity

图6 封堵选择性系数随处理量变化

Fig.6 The plugging selectivity varies with the amount of treatment

表3 实验室驱替排量与现场采液强度折算

Table 3 Conversion of laboratory displacement rate and on?site liquid production strength

室内排量/（mL $⋅$ min^-1）	折合现场产液量/（m³ $⋅$ d^-1 $⋅$ m^-1）
10	36.8
30	110.4
50	184.0
70	257.6
100	368.0
120	441.6

表3 实验室驱替排量与现场采液强度折算

Table 3 Conversion of laboratory displacement rate and on?site liquid production strength

室内排量/（mL $⋅$ min^-1）	折合现场产液量/（m³ $⋅$ d^-1 $⋅$ m^-1）
10	36.8
30	110.4
50	184.0
70	257.6
100	368.0
120	441.6

图7 岩心出砂率随驱替排量变化

Fig.7 Sand production rate of cemented core varies with displacement rate

图8 岩心出砂率随矿化度变化

Fig.8 The yield of cemented core varies with salinity

图9 不同温度下出砂率对比

Fig.9 Comparison diagram of sand production rate at different temperatures

图10 油井施工前后产液与含水率对比

Fig.10 Comparison of liquid production and water content before and after oil well construction

参考文献 15

1	文敏，邓福成，刘书杰，等.渤海湾中部地区生产井出砂分析及实验研究［J］.石油钻采工艺，2015，37（4）：80⁃82.
	Wen M，Deng F C，Liu S J，et al.The sand production analysis and experimental of the production well in the Bohai bay middle oilfield［J］.Oil Drilling & Production Technology，2015，37（4）：80⁃82.
2	王彬，许红林，文敏，等.在渤海湾多层薄互层稠油油藏防砂实践分析［J］.石油钻采工艺，2018，40（6）：147⁃151.
	Wang B，Xu H L，Wen M，et al.Analysis on the practical sand control of heavy oil reservoirs with multiple thin interbeds in the Bohai bay oilfield［J］.Oil Drilling & Production Technology，2018，40（6）：147⁃151.
3	何保生，曹砚锋，曾祥林，等.海上稠油油田开发多枝导流适度出砂技术研究［J］.中国海上油气，2013，25（6）：82⁃87.
	He B S，Cao Y F，Zeng X L，et al.Research on moderate sand production technology with multilateral well innoffshore heavy oil field exploitation［J］.China Offshore Oil and Gas，2013，25（6）：82⁃87.
4	龚宁，李进，陈娜，等.渤海油田水平井出水特征及控水效果评价方法［J］.特种油气藏，2019，26（5）：147⁃152.
	Gong N，Li J，Chen N，et al.Effluent characteristics and water control effect evaluation method of horizontaln well in Bohai oilfield［J］.Special Oil & Gas Reservoirs，2019，26（5）：147⁃152.
5	赵崇镇.水平井自适应调流控水装置研制与应用［J］.石油钻探技术，2016，44（3）：95⁃100.
	Zhao C Z.Development and application of an autonomous inflow control device in horizontal wells［J］.Petroleum Drilling Techniques，2016，44（3）：95⁃100.
6	Khalid E，Muradov K，Davies D R，et al.Autonomous inflow control valves⁃their modelling and “added value”［R］.Amsterdam：Society of Petroleum Engineers，2014.
7	曾泉树，汪志明，王小秋，等.一种新型AICD的设计及其数值模拟［J］.石油钻采工艺，2015，37（2）：101⁃106.
	Zeng Q S，Wang Z M，Wang X Q，et al.A new type design of AICD and its numerical simulation［J］.Oil Drilling & Production Technology， 2015，37（2）：101⁃106.
8	曾泉树，汪志明，王小秋，等.混合型流入控制装置改进及性能分析［J］.东北石油大学学报，2015，39（1）：106⁃111.
	Zeng Q S，Wang Z M，Wang X Q，et al.Improvement and performance analysis of hybrid inflow control device［J］.Journal of Northeast Petroleum University，2015，39（1）：106⁃111.
9	罗伟，林永茂，李海涛，等. 非均质底水油藏水平井ICD完井优化设计［J］.石油学报，2017，38（10）：1200⁃1209.
	Luo W，Lin Y M，Li H T，et al.ICD completion optimization design of horizontal wells in heterogeneous bottom⁃water reservoirs［J］.Acta Petrolei Sinica，2017，38（10）：1200⁃1209.
10	赵旭，龙武，姚志良，等.水平井砾石充填调流控水筛管完井技术［J］.石油钻探技术，2017，45（4）：65⁃70.
	Zhao X，Long W，Yao Z L，et al.Completion techniques involving gravel⁃packing inflow⁃control screens in horizontal wells［J］.Petroleum Drilling Techniques，2017，45（4）：65⁃70.
11	潘一，杨尚羽，杨双春，等.化学防砂剂的研究进展［J］.油田化学，2015，32（3）：449⁃454.
	Pan Y，Yang S Y，Yang S C，et al.Research progress of chemical sand control agents［J］.Oilfield Chemistry，2015，32（3）：449⁃454.
12	曹广胜，何奇，周芷仪，等.朝阳沟油田特高含水期选择性化学堵水剂配方优选［J］.石油化工高等学校学报，2017，30（6）：42⁃47.
	Cao G S，He Q，Zhou Z Y，et al.Optimization of chemical selective water plugging agent in Chaoyang trench oil field in high water cut stage［J］.Journal of Petrochemical Universities，2017，30（6）：42⁃47.
13	冯时男，卢祥国，鲍文博，等.聚驱后提高采收率及注入参数优化实验研究［J］.辽宁石油化工大学学报，2019，39（4）：40⁃47.
	Feng S N，Lu X G，Bao W B，et al.Experimental study on the method of improving recovery and optimization of injection parameters after polymer flooding［J］.Journal of Liaoning Shihua University，2019，39（4）：40⁃47.
14	任晓娟，李晓骁，鲁永辉，等.改进型HV高强度凝胶堵水体系的应用［J］.岩性油气藏，2018，30（5）：131⁃137.
	Ren X J，Li X L，Lu Y H，et al.Application on HV high⁃strength gel water plugging system［J］.Lithologic Reservoirs，2018，30（5）：131⁃137.
15	谢平，胡建华，何科，等.智能凝胶＋快干水泥堵水堵漏技术在YB204⁃2井的应用［J］.天然气工业，2016（36）：160⁃167.
	Xie P，Hu J H，He K，et al.Application of intelligent gel+quick⁃drying cement water plugging and leakage plugging technology in well YB204⁃2［J］.Natural Gas Industry，2016（36）：160⁃167.

[1]	李金宜, 罗宪波, 刘英宪, 刘宗宾, 冯海潮, 陈科. LD油田高倍数水驱油效率实验研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2021, 34(6): 42-49.
[2]	张运来，张吉磊，周焱斌，许亚南，欧阳雨薇. 海上疏松砂岩油藏高含水期水驱开发规律研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2020, 33(5): 30-35.
[3]	王有慧，鲍君刚，王呈呈，高益桁. 高含水砂岩老油田剩余油综合分析及开发实践[J]. 石油化工高等学校学报, 2020, 33(5): 86-91.
[4]	莫爱国, 李江涛. 同层系两种驱油剂同驱压力干扰调整研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2020, 33(4): 92-96.
[5]	张志超, 秦忠诚, 吴公益, 卢海洲, 柏明星. 高含水油田优势流场识别调整研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2020, 33(3): 48-52.
[6]	吕朝旭, 邢晓凯, 柯鲁峰, 庞帅, 赵亚南. 高含水原油流动沉积实验装置研制[J]. 石油化工高等学校学报, 2018, 31(6): 82-87.
[7]	张继伟, 王春林, 荣新明. 曹妃甸11⁃2油田高含水水平井酸化研究与应用[J]. 石油化工高等学校学报, 2018, 31(6): 95-100.
[8]	师昊,李占东,张海翔,梁顺. 聚合物驱合理井距优选及其适应性分析[J]. 石油化工高等学校学报, 2017, 30(2): 55-59.
[9]	高建崇,张岭,冯浦涌,王春林,荣新明. 疏松砂岩油藏乳化柴油体系封堵分流实验研究[J]. 石油化工高等学校学报, 2017, 30(1): 36-41.
[10]	汪笑楠,马贵阳,孙皓. 高含水期水平管油气水三相流动数值模拟[J]. 石油化工高等学校学报, 2013, 26(5): 78-82.
[11]	张燕玲,吴伟,刁振雷,殷泉东,吴国斌. 40臂井径仪测试技术在防砂工艺选择中的应用———以DXX68C29井为例[J]. 石油化工高等学校学报, 2012, 25(4): 51-56.
[12]	达引朋,任雁鹏,王玉功. 低渗透油藏中高含水油井增产技术研究与应用[J]. 石油化工高等学校学报, 2012, 25(1): 52-56.
[13]	李良川,刘怀珠,李宜坤,周燕. 堵水新技术在高尚堡浅层区块的应用[J]. 石油化工高等学校学报, 2010, 23(4): 60-63.