酚醛树脂交联聚丙烯酰胺弱凝胶调剖剂的研究与应用

弱凝胶调驱是新近发展起来的一项综合调剖与驱油的实用性很强的新技术,弱凝胶作为性能独特的改善高含水或特高含水期油藏深部非均质性、提高注水开发效果的深部液流转向剂,近年来在油田获得了成功应用,越来越受到人们的关注。 弱凝胶是一种由低浓度聚合物和交联剂形成的凝胶体系,所用聚合物浓度略高于聚合物驱溶液,加入少量交联剂。这种弱凝胶具有一定的粘性,良好的弹性或韧性,强度较低。它在地层中的波及效果是动态的,能更大限度地扩大波及体积和提高驱油效率。 利用合成的水溶性酚醛树脂与聚丙烯酰胺进行交联,用紫外差谱法、粘度法得到弱凝胶体系中聚丙烯酰胺的浓度应大于600mg/L。对于弱凝胶体系,动力粘度可以区分凝胶强度的高低,当凝胶的弹性模量G′>0.1Pa后,可用动态振荡法表征凝胶强度。 对酚醛树脂/聚丙烯酰胺弱凝胶体系的配方进行研究,筛选出合理配方:聚丙烯酰胺为0.3%、苯酚为1.1%、交联剂为1.2%、调节剂为0.4%。对弱凝胶体系的影响因素进行考查,温度升高,凝胶强度增大,成胶时间减小;矿化度可以提高凝胶强度,二价阳离子的影响大于一价阳离子;凝胶体系成胶后,在不同pH值和不同矿化度的浸泡介质中养护,不出现破胶现象,表明弱凝胶体系具有较好的稳定性。 多孔介质对弱凝胶有剪切作用,当剪切至粘度约为原来的25%时,粘度不再下降。剪切停止后粘度上升,在2～4天内粘度可以恢复到原来的85%以上。双管驱替实验表明,弱凝胶具有调剖和驱油双重的效果,优先进入高渗透的大孔道,不仅可解决厚油层层内纵向矛盾,而且可以解决平面矛盾,扩大水驱波及面积和提高驱油效率。弱凝胶在不同渗透率的岩心中具有一定的选择性,其选择性除与双岩心组的渗透率级差有关外,还决定于双岩心的渗透率。 为了提高弱凝胶调剖剂对高渗透岩心的堵塞能力,一般添加部分固体颗粒。当孔喉与颗粒粒径之比在7.5至14时,颗粒对岩心的封堵能力较强,在保证稳定注入的条件下,建议固相颗粒的加入量应大于8%。 归纳出弱凝胶调剖驱油机理:弱凝胶选择性地优先进入大孔道;弱凝胶使后续液流转向;弱凝胶克服贾敏效应驱油;凝胶沿主流道迅速通过后产生负压力区,周围的剩余油被吸出并汇入油流;驱替前缘油滴汇聚,形成油墙。 现场实验初步表明,注聚前对高渗透层先调剖后注聚效果较好,可以改善聚驱开发效果,数模和矿场试验结果表明,调剖可提高采收率3.0个百分点。