刘雅红

（大庆油田第七采油厂，黑龙江大庆163000）

1 葡萄花油田深部调剖技术现状

2004～2013年采油七厂共实施注水井深调58井次，其中以碱土复合段塞、缓膨颗粒深调工艺为主，合计施工40 井次，平均单井目的层注水压力上升3.5MPa，全井注水压力上升2.38MPa，连通油井89 口井见到调剖效果，平均单井累计增油334.98t，降水1065.68m3。平均单井施工费用36.92 万元，按照降水10m3增油1t，吨油价格3610 元计算，得到投入产出比为1：4.32。

随着油田水驱开发深入，深调投入产出比呈逐年下降趋势，见表1。

由上表可知，（1）同一年不同深调工艺，碱土要好于其他深调工艺；（2）近5年，缓膨颗粒深调工艺单井组累计增油最大，但施工费用也最高，平均单井60 万元。

存在问题：（1）碱土深调工艺技术成本低，取得经济效益高，但处理解堵较困难，在地层容易形成永久堵塞，不利于油田三次开发；（2）缓膨颗粒作为凝胶型调剖工艺，可降解，但其成本较高，不利于大规模推广应用。因此，亟待寻求一种新型的成本较低的深部调剖技术，满足油田高含水开发的同时，降低施工成本。

表1 2004～2013年不同深调工艺效果、效益对比表Tab.1 Different depth adjusting the contrast table of process effect,benefit from 2013 to 2014

表2 缓膨颗粒凝胶型深部调剖技术相关参数Tab.2 Slow deep swell particle gel type profile control technology related parameters

2 聚合物微球深部调剖技术在葡萄花油田适应性分析

2.1 聚合物微球调剖机理

深部调剖理论是通过封堵材料随着驱替液进入地层深部，封堵高渗水通道，改变液流方向，扩大水驱波及体积，因此，好的调剖封堵材料应该具有以下特性：注得进、堵得住、能深部运移。聚合物微球可遇水膨胀，逐级封堵地层孔喉，实现逐级深部调剖堵水效果。该材料具有受外界影响小，耐高温高矿化度，注入无粘度等优点。

聚合物微球注入初期，微球尺寸很小可以随溶液顺利进入地层，微球在地层不断水化膨胀，直到膨胀到最大体积后，依靠架桥作用在地层孔喉处进行堵塞，实现注入水改向。由于微球是一个弹性球体，当注水压差达到一定程度，微球在孔喉处突破，进而封堵下一孔喉，实现逐级逐步封堵，深入地层改变水驱方向（见图1、2）。

图1 微球封堵孔喉示意图Fig.1 Schematic diagram of microspheres plugging the pore throat

图2 微球逐级运移封堵示意图Fig.2 Schematic diagram of microspheres gradual migration plugging

2.2 聚合物微球物理化学结构

聚合物微球微观结构由外向内分3 层：水化层、交联聚合物层、凝胶核。

水化层：在最外层，增强微球亲水性能，使微球在水中易悬浮，不易发生沉降，不需要聚合物携带；交联聚合物层：使聚合物微球具有弹性及变形性，在一定压力下可产生变形与突破，具有在更深地层形成封堵的特性；凝胶核：增加微球膨胀封堵时的强度。

图3 聚合物微球结构示意图Fig.3 Schematic diagram of the structure of polymer microspheres

图4 微球在水中悬浮性示意图Fig.4 Microsphere suspension in water diagram

2.3 聚合物微球室内实验性能

（1）聚合物微球水化前后的膨胀形态 浓度为600mg·L-1聚合物微球溶液，室温下放置30d，在显微镜下观察形态变化，见图5。

图5 微球水化前溶液显示Fig.5 Microspheres hydration solution before display

图6 微球水化后溶液显示Fig.6 Microspheres after hydration solution display

由微球水化前后显微观测可知，微球在室温条件下，膨胀系数高，且水化后仍为规则的球形。聚合物微球一般粒径可达到纳米级，膨胀后可达到微米级，半径膨胀到原来10 倍左右，具有良好的封堵性能。

（2）聚合物微球封堵性能评价 通过室内实验，验证微球封堵性能，并确定微球深部封堵效果。

室温下，以矿化度为13000mg·L-1的地层水为配置水的不同浓度聚合物微球体系对渗透率为1500×10-3μm2的填油砂模拟岩心进行封堵实验，得到压力变化与注入体积倍数关系，见图7。

图7 聚合物微球封堵岩心实验Fig.7 Polymer microspheres plugging experiment

（3）聚合物微球稳定性评价 在100℃温度下和矿化度为13000mg·L-1的联合站污水配置微球溶液，聚合物微球水化2h 及30d，由显微镜下观察（图8）可以看出，聚合物微球经过30d 溶胀后膨胀，该实验证实在高温高矿化度下，聚合物微球仍具有较好的膨胀性，无分解现象，表明该微球体系具有较好稳定性能。而采油七厂地层温度最高达到90℃，矿化度达到11000mg·L-1，在我厂地层聚合物微球具有良好的封堵稳定性。

图8 高矿化度下微球稳定性实验Fig.8 Stability test of microsphere with high salinity

3 结论

聚合物微球作为一种新发展起来的深部调剖堵水材料，具有良好的弹性能满足调剖剂注得进、堵得住、能深部运移的要求。水窜通道注入微球后能够很好抬升注水井注入压力，改变水驱流向，提高波及体积。

（1）聚合物微球在100℃，矿化度13000mg·L-1情况下，具有较高稳定性，满足采油七厂污水配置要求；

（2）膨胀形态规则，膨胀性能高，具有较高封堵强度，且膨胀后呈规则球状，封堵率较高；

（3）物理化学结构优势，外层水化层，在水溶液中不易沉降，溶液粘度低，驱替液携带容易。只需微球溶液即可完成封堵，成本较低。

（4）具有变形性，能够突破深入地层，不会在近井地带发生堆积，可实现逐级深部调剖功能。

［1］罗强,唐可,罗敏，等.聚合物微球在人造砾岩岩心中的运移性能［J］.油气地质与采收率,2014，（1）：63-65.

［2］王德晴,高立峰.葡萄花油田深度调剖技术实践与认识［J］.内蒙古石油化工,2014，（1）：119-120.

［3］李永太,刘文华,谭中良，等.大孔道深度调剖的研究与应用［J］.油气采收率技术,1999，（3）：24-28.