凝胶粘弹性能对封堵及驱油效果的影响

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长庆胡尖山油田的胡X区块油藏属于低渗、特低渗透裂缝性油藏。储层基质渗透率在5.6~37.8×10-3μm~2之间,地层水矿化度在9700~17800 mg/L之间,地层温度在60℃左右,储层物性差。在水驱开发过程中,大量注入水或边底水沿天然裂缝、人工裂缝和大孔道等高渗带突进,水窜现象严重。目前,胡尖山油田的主要增产措施是凝胶调剖堵水。本文针对长庆胡尖山油田胡X区块的油藏条件和应用于矿场的聚合物凝胶体系,进行了胶体性能和粘弹性能评价,最后分别定量评价并分析了弹性模量和粘性模量对凝胶封堵及控水增油效果的影响。实验结果表明,聚合物浓度增大,胶体强度和长期稳定性升高,胶体更多地表现为固体的弹性性质。当聚合物浓度在1000~4000 mg/L之间时,胶体粘度在1183~14832 m Pa·s之间,弹性模量在2.86~13.9 Pa之间,粘性模量在0.18~0.95 Pa之间,弹性模量的增加幅度大于粘性模量的增加幅度。矿化度过高会导致聚合物分子间发生过度交联,交联速率加快,还会造成胶体收缩和脱水,胶体粘度降低,热稳定性能下降,粘弹性模量均降低。当矿化度为87227mg/L时,胶体粘度为6218 m Pa·s,弹性模量和粘性模量分别为2.03 Pa和0.18 Pa。封堵及驱油实验结果表明,当凝胶体系粘性模量一定(0.45 Pa)时,弹性模量越高(4.18 Pa~7.25 Pa),封堵强度及驱油效果越好;而弹性模量一定(3.55Pa)时,胶体的粘性模量(0.18 Pa~0.35 Pa)对封堵强度及驱油效果基本没有影响。研究结果还表明,胶体的复数模量和复数粘度与弹性模量成正相关,粘性模量相比于弹性模量值来说,由于其数值太小,对凝胶体系的复数粘度贡献不大。事实上,复数模量和复数粘度主要反映凝胶的封堵强度和驱油效果,弹性模量越大,复数模量和复数粘度越大,突破压力(梯度)和残余阻力系数也更高,控水增油效果越好。凝胶体系D-1、C-2、B-2和A-4的复数粘度分别为6691 m Pa·s、8275 m Pa·s、10512 m Pa·s和11561 m Pa·s,在单岩心封堵实验中,凝胶体系A-4的后续水驱突破压力梯度和残余阻力系数分别为4.53 MPa/m和64.67;在并联岩心驱替实验中,注入0.2PV凝胶体系A-4后,胶体的控水增油效果较为理想,综合采收率可提高12.87%OOIP。
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