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化学驱油层伤害机理及解决途径

化学驱油层伤害机理及解决途径
1、聚合物驱油层伤害机理及解决途径
化学驱中的聚合物主要为部分水解聚丙烯酞胺(HPAM)和黄胞胶生物聚合物(XC)。

前者为干粉,乳状液,胶板,水溶液状态,后者以干粉和发酵液状态存在,引起的地层伤害机理如下:
(1)聚合物的溶解状态
由于聚合物大都为干粉,乳状液,胶板,所以其溶解性非常重要,溶解性不好,原因是因为聚合物分子量不能达到一定的要求,溶解时,颗粒不均匀,微颗粒过多,另外黄胞胶生物聚合物(XC)本身也有很多细菌噬体和微胶粒,极易形成“鱼眼”而堵塞地层孔喉,造成渗透率下降,引起油层伤害。

采取的解决途径有:①溶解时利用机械搅拌作用,必要时适当加热,使颗粒均匀分散。

②利用5ijm的过滤器过滤,一般过滤比在1.2-1.5时E[ll,不适合用来聚驱。

也可采用滤过因子控制:FRS二t50o一t400/t200一ti00式中:t500+14001t200,t100—分别表示累计过滤500mL,400ml,,200mL,100mL 聚合物所需的时间。

③国外一般采用酶分解方法E[ll,此方法一定要找到适合的酶。

(2)、聚合物与流体的不配伍性
2)、与油田水的不配伍性
在油田水(注人水和地下水)中有各种离子,特别是高价阳离子,聚合物会与高价阳离子进行交联,一般采用离子强度来描述。

有关实验表明:离子强度增大,则粘度显著降低,特别是Fe3十离子,当Fe3+小于1mg/L有堵塞的可能,当Fe'大于1mg/L明显的使注人压力升高,与化学剂的不配伍性聚合物与示踪剂,杀菌剂,酸化剂等的不配伍性。

比如聚丙烯酸胺(HPAM)为阴离子型聚合物,不可用阳离子杀菌剂。

一般解决途径:①做盐敏实验。

盐含量高时,特别是Fe3+离子浓度高时,聚合物粘度显著降低。

一般采用注人淡水进行预冲洗段塞,降低高价阳离子的浓度。

②对注人管,油管的内防腐。

因为在Fe3十离子的催化作用下,聚合物会发生化学降解,粘度降低,产生的Fe3十离子发生强的交联,形成微胶粒,从而伤害地层。

这种情况可注人100mg/L的柠檬酸使微胶粒造成的伤害降低到最小,同时也可加适量的赘合剂。

③选择合适的聚合物分子量和注人速度。

当聚合物的分子量过大,注人速度过大,产生剪切降解。

2、碱驱引起的地层伤害
碱驱是碱与石油酸作用生成梭酸盐表面活性剂。

其具有亲水、亲油平衡,在低的碱含量和最佳的盐含量条件下,虽然达到了提高了洗油效率的作用,但同时造成了地层伤害。

碱使pH升高,静电排斥作用增强,从而使粘土矿物膨胀,粘土颗粒从岩石表面释出,运移,加剧了微粒运移造成的地层伤害。

当pH升高时,若存在含Ca2十,M扩斗离子高的地层,更易结垢,最易形成的是碳酸盐垢。

另外碱使矿物溶解硅,铝而生成沉淀。

解决途径:①对注人水进行软化处理,降低Caz+,Mgt十的离子浓度,防止结垢;②粘土膨胀可用钾盐代替钠盐。

钾盐有一定的防膨作用;③进行离子交换容量分析,研究沉淀的可能性,建立结垢预测模型闭。

3、表面活性剂驱引起的地层伤害
三元复合驱中常用的表面活性剂为磺酸盐,梭酸盐,及聚醚。

其主要作用是降低油水表面张力,提高洗油效率,表面活性剂吸附在地层表面,可使亲油地层反转为亲水表面;可形成水包油的乳状液,很难再重新吸附,沿孔道运移,由大液滴捕捉小液滴形成聚并油带而提高采收率。

表面活性剂驱中也会造成地层伤害:①石油磺酸盐型与地层水及粘土中的可交换的高价阳离子形成的磺酸盐型沉淀[W,堵塞孔道,造成地层伤害;②油水乳状液的运移,使流体粘度升高,流阻增大,可使微粒运移,产生地层伤害。

必须设计最佳的流体运移速度;③在一定的矿化度下,表面活性剂,碱,聚合物在控制条件不佳时,可能会产生粘稠的表面活性剂富集相,不仅使原有的驱油体系失败,同时也会使有效渗透率下降引起油层伤害;④化学复合驱流体的注人会导致温度变化,如注人低温水会降低油层温度,破坏沥青等重质组分在油中的溶解稳定性,造成胶结。

4、油层伤害研究的新技术
(1)井下电视观察井筒井壁油层污染程度;
(2)用矿场和实验资料,建立油层伤害数学模型,利用数值模拟技术研究油层伤害问题;
(3)防止微粒运移,粘土膨胀技术,压裂技术,水力震荡和热力技术,及机械化学防砂技术;
(4)采用电磁波,微波,超声波的高频震荡作用,空化作用及穿透能力解除近井地带堵塞。

(5)利用新材料。

一种低分子量阳离子型无机分子低聚物,其能很好的吸附在岩石表层,形成一种几乎不湿润的表面,使低渗砂岩相当的稳定,特别适合于渗透率小于3X10一”地层;
(6)在利用普通的酶降解时,其无规律的水解基本聚合物,形成以短链糖为主,含少量单糖和二糖的混合物,因为可胶链的短链多糖较难溶解,会造成渗透率下降,而利用聚合物特效酶新体系,只分解聚合物结构上的特殊键,将聚合物大部分分解为单糖和二糖,不易产生堵塞;
(7)采用地层粘土缩膨剂。

近年来,出现了可以有效防膨增注的缩膨剂。

缩膨剂能有效解除粘土矿物颗粒造成的堵塞,适用于酸化有效期短的水敏、酸敏、速敏地层,具有较好的增注增油效果。

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