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摘 要：滨五油藏是典型的高温高盐、中低渗透油气藏，中高含水的开发中期阶段出现了层间动用差异、平面上注水不均衡等问题。为此应用新型的聚合物微球调驱理论，合成了适合滨五油层物性的聚合物微球，室内对聚合物微球的粒径、溶胀、封堵驱油性能进行了研究，分析了调驱机理。结果表明，所测微球具有低粘度、耐温、耐盐特性，溶胀后最大粒径可增大30倍，模拟实验封堵率大于90%，采收率提高20%以上。
关键词：聚合物微球 粒径 溶涨 调驱 矿场试验 增油
一、前言
滨5块是一个受岩性、构造、断层控制的中低渗透的低饱和油气藏，主要含油层系沙三下、沙四上，含油面积5.62km2，地质储量786.1×104t，油层埋深2380-2900m，油井37口，水井20口，采出程度11.8%，目前处于中高含水、低采油速度的开发中期阶段。
1.开发中存在的问题
1.1层间动用差异大
1.1.1水井吸水剖面不均衡
从滨5块吸水剖面测试资料分析，吸水好和吸水较好的厚度占测试厚度的38.9%。
1.1.2油井动用程度不均衡
根据滨5块近几年产液剖面测试资料分析，油层实际动用程度75.1%。
1.2 平面上注水不均衡
统计19口注水井，日注能力相差较大，有36.8%的水井日注量小于10m3/d，平均3.4m3/d；而日注量大于30m3d的水井也占31.6%，平均51.8m3/d；导致局部地层能量不足，而部分井区水窜，水驱效果差。
1.3 层内高渗条带造成注入水突进
滨5块储层渗透率差异大，沙三下渗透率明显高于沙四上，另外沙三下4组内部存在高渗透条带，纵向上高渗透层与低渗透层渗透率相差5～10倍，这些层见水早，水淹严重，对低渗透层产生严重层内干扰，影响整体动用状况。
2.调驱技术现状
目前油田常用的封堵调驱剂归纳起来主要有2种类型
2.1固体分散体堵剂：能有效的堵塞地下的大孔道和裂缝，但不适用于低渗油藏深部调驱。
2.2冻胶堵剂：可放置在离井眼不同距离的地层，进行深部封堵。但在90℃以下，注入水矿化度不超过50000mg/L，交联体系在地层孔隙内长时间的运移造成扩散、稀释、剪切、降解等，从而造成本来在地面成胶条件就苛刻的交联体系在地下成胶情况变差，不适合高温油藏。
二、低渗油藏聚合物微球调驱提高采收率技术思路
聚合物微球是采用高分子聚合技术合成的系列有弹性的纳～微米级新型有机聚合物微粒，其特点是微球初始粒径较小，溶于水后可水化溶涨，粒径增大。聚合物微球的原始粒径可在几十、几百纳米直至微米级，调驱时能够随着注入水进入地层深部，吸水后不断涨大，然后在油藏渗流通道的孔喉处实现架桥堵塞，并在驱替压力下，颗粒在油藏孔隙中运移、溶涨、封堵、变形、再运移、再封堵，使得注入水不断改向，从而有效增大注水在油层尤其是深部的波及体积，实现提高采收率的目标。
三、聚合物微球体系的室内研究
1.聚合物微球的制备
按配方称取一定量的丙烯酰胺单体（AM）、交联剂N，N′-亚甲基二丙烯酰胺（Bis-A）、引发剂过硫酸钾（KPS）加入100mL烧杯中，向烧杯中加入预定量的去离子水，开启磁力搅拌，溶解待用；称取一定量的油溶性引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）、油溶性单体St或AN、分散剂Span-80、交联剂DVB和一定量的环己烷，加入装有温度计、搅拌器、冷凝回流装置的三口瓶中，开启机械搅拌，控制转速300～400r/min，搅拌混合均匀；将烧杯内溶液加入三口瓶中。三口瓶置于50℃恒温水浴中，搅拌混合30min，缓慢升温至65℃，反应至预定时间，撤去加热装置，冷水冷却至室温，即得产物。
2.性能测定
2.1 膨胀性
随着水化时间的增长，平均粒径尺寸首先下降然后上升，最终趋于平稳，尺寸大小为1微米左右。其中多数曲线中粒径分布集中在两个区域，其中一个区域颗粒粒径较小，在100纳米左右，但是却集中了绝大多数的颗粒。而另外一个区域的颗粒粒径较大，在400纳米-1000纳米之间。这个区域集中了粒径较大的颗粒，也是光散射强度最大的区域。这两个区域几乎囊括了所有聚合物颗粒。
2.2 耐温性
实验中体系没有出现分层现象，稳定性较好。升高温度有利于增加微球的溶胀速度，但对此类微球溶胀的粒径影响较弱，此后随着水化时间的延长，微球的水化层透明度较高，导致仪器难以界定微球的边缘，所以所测粒径变小。
2.3 耐盐性
微球在在清水里15天可膨胀至46um，在模拟矿化水里15天可膨胀至32um。从图5可以看出，在高浓度氯化钠溶液中，聚合物微球仍能吸水膨胀。
2.4 深部封堵能力
实验室内研究初步表明，在90℃时该类微球在0-30天内发生有效膨胀，体积逐渐增大，封堵强度逐渐增大.微球对低渗地层具有较好的封堵性能，且膨胀30天仍然具有运移能力，说明其稳定性好，的确具有深部调驱能力。
四、现场应用
根据滨5块油藏特征，应用耐高温聚合物微球在B5-12井在线连续调剖100d，微球平均浓度1100mg/L，累计注水入调驱工作液量4508m3。该井组对应3口油井，调剖前井组日液41.2m3/d，日油7.3t，含水82.3%，调后日油16t，含水70%。日油增加了8.7t，含水下降了12.3%。尤其是B5-26井，调剖后日油由4.5t升至9.2t，增加4.7t，含水由85.5%降至68.6%，下降近20%，截止到2010年11月累计增油2070.9t。
从B5-12井组水井及对应油井效果分析，见到了明显的增油降水作用，说明微球在滨5断块高温低渗的油藏条件下具有“注得进，堵得住，能移动”的深部调驱剂的特性。
五、认识与结论
1.调驱机理创新，聚合物微球深部调驱剂逐级封堵孔喉直至深部调驱，实现驱替液流波及扩大的作用。
2.微球具有能在高温低渗油藏条件下“注得进，堵得住，能移动”深部调驱的特性。
3.微球以高浓度小段塞方式组合低浓度段塞方式注入，以及“平注慢采”注入方式提高采收率作用明显。
4.聚合物微球深部调驱技术可改善油层的非均质性，是进一步提高中低渗油藏采收率有效途徑。
参考文献
[1] 孙焕泉，王涛等.新型聚合物微球逐级深部调剖技术[J].油气地质与采收率，2006，4：77-79.
[2]陈明清，刘晓亚等.PEG大分子单体的合成及纳米级微球的制备[J].功能高分子学报，2001，9：263-267.
[3]左榘.激光光散射原理及在高分子科学中的应用[M].郑州：河南科学技术出版社，1994，85-228.
作者简介：刘干，男，助理工程师，2005年毕业于华东石油大学石油工程专业，现从事油藏管理工作。
关键词：聚合物微球 粒径 溶涨 调驱 矿场试验 增油
一、前言
滨5块是一个受岩性、构造、断层控制的中低渗透的低饱和油气藏，主要含油层系沙三下、沙四上，含油面积5.62km2，地质储量786.1×104t，油层埋深2380-2900m，油井37口，水井20口，采出程度11.8%，目前处于中高含水、低采油速度的开发中期阶段。
1.开发中存在的问题
1.1层间动用差异大
1.1.1水井吸水剖面不均衡
从滨5块吸水剖面测试资料分析，吸水好和吸水较好的厚度占测试厚度的38.9%。
1.1.2油井动用程度不均衡
根据滨5块近几年产液剖面测试资料分析，油层实际动用程度75.1%。
1.2 平面上注水不均衡
统计19口注水井，日注能力相差较大，有36.8%的水井日注量小于10m3/d，平均3.4m3/d；而日注量大于30m3d的水井也占31.6%，平均51.8m3/d；导致局部地层能量不足，而部分井区水窜，水驱效果差。
1.3 层内高渗条带造成注入水突进
滨5块储层渗透率差异大，沙三下渗透率明显高于沙四上，另外沙三下4组内部存在高渗透条带，纵向上高渗透层与低渗透层渗透率相差5～10倍，这些层见水早，水淹严重，对低渗透层产生严重层内干扰，影响整体动用状况。
2.调驱技术现状
目前油田常用的封堵调驱剂归纳起来主要有2种类型
2.1固体分散体堵剂：能有效的堵塞地下的大孔道和裂缝，但不适用于低渗油藏深部调驱。
2.2冻胶堵剂：可放置在离井眼不同距离的地层，进行深部封堵。但在90℃以下，注入水矿化度不超过50000mg/L，交联体系在地层孔隙内长时间的运移造成扩散、稀释、剪切、降解等，从而造成本来在地面成胶条件就苛刻的交联体系在地下成胶情况变差，不适合高温油藏。
二、低渗油藏聚合物微球调驱提高采收率技术思路
聚合物微球是采用高分子聚合技术合成的系列有弹性的纳～微米级新型有机聚合物微粒，其特点是微球初始粒径较小，溶于水后可水化溶涨，粒径增大。聚合物微球的原始粒径可在几十、几百纳米直至微米级，调驱时能够随着注入水进入地层深部，吸水后不断涨大，然后在油藏渗流通道的孔喉处实现架桥堵塞，并在驱替压力下，颗粒在油藏孔隙中运移、溶涨、封堵、变形、再运移、再封堵，使得注入水不断改向，从而有效增大注水在油层尤其是深部的波及体积，实现提高采收率的目标。
三、聚合物微球体系的室内研究
1.聚合物微球的制备
按配方称取一定量的丙烯酰胺单体（AM）、交联剂N，N′-亚甲基二丙烯酰胺（Bis-A）、引发剂过硫酸钾（KPS）加入100mL烧杯中，向烧杯中加入预定量的去离子水，开启磁力搅拌，溶解待用；称取一定量的油溶性引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）、油溶性单体St或AN、分散剂Span-80、交联剂DVB和一定量的环己烷，加入装有温度计、搅拌器、冷凝回流装置的三口瓶中，开启机械搅拌，控制转速300～400r/min，搅拌混合均匀；将烧杯内溶液加入三口瓶中。三口瓶置于50℃恒温水浴中，搅拌混合30min，缓慢升温至65℃，反应至预定时间，撤去加热装置，冷水冷却至室温，即得产物。
2.性能测定
2.1 膨胀性
随着水化时间的增长，平均粒径尺寸首先下降然后上升，最终趋于平稳，尺寸大小为1微米左右。其中多数曲线中粒径分布集中在两个区域，其中一个区域颗粒粒径较小，在100纳米左右，但是却集中了绝大多数的颗粒。而另外一个区域的颗粒粒径较大，在400纳米-1000纳米之间。这个区域集中了粒径较大的颗粒，也是光散射强度最大的区域。这两个区域几乎囊括了所有聚合物颗粒。
2.2 耐温性
实验中体系没有出现分层现象，稳定性较好。升高温度有利于增加微球的溶胀速度，但对此类微球溶胀的粒径影响较弱，此后随着水化时间的延长，微球的水化层透明度较高，导致仪器难以界定微球的边缘，所以所测粒径变小。
2.3 耐盐性
微球在在清水里15天可膨胀至46um，在模拟矿化水里15天可膨胀至32um。从图5可以看出，在高浓度氯化钠溶液中，聚合物微球仍能吸水膨胀。
2.4 深部封堵能力
实验室内研究初步表明，在90℃时该类微球在0-30天内发生有效膨胀，体积逐渐增大，封堵强度逐渐增大.微球对低渗地层具有较好的封堵性能，且膨胀30天仍然具有运移能力，说明其稳定性好，的确具有深部调驱能力。
四、现场应用
根据滨5块油藏特征，应用耐高温聚合物微球在B5-12井在线连续调剖100d，微球平均浓度1100mg/L，累计注水入调驱工作液量4508m3。该井组对应3口油井，调剖前井组日液41.2m3/d，日油7.3t，含水82.3%，调后日油16t，含水70%。日油增加了8.7t，含水下降了12.3%。尤其是B5-26井，调剖后日油由4.5t升至9.2t，增加4.7t，含水由85.5%降至68.6%，下降近20%，截止到2010年11月累计增油2070.9t。
从B5-12井组水井及对应油井效果分析，见到了明显的增油降水作用，说明微球在滨5断块高温低渗的油藏条件下具有“注得进，堵得住，能移动”的深部调驱剂的特性。
五、认识与结论
1.调驱机理创新，聚合物微球深部调驱剂逐级封堵孔喉直至深部调驱，实现驱替液流波及扩大的作用。
2.微球具有能在高温低渗油藏条件下“注得进，堵得住，能移动”深部调驱的特性。
3.微球以高浓度小段塞方式组合低浓度段塞方式注入，以及“平注慢采”注入方式提高采收率作用明显。
4.聚合物微球深部调驱技术可改善油层的非均质性，是进一步提高中低渗油藏采收率有效途徑。
参考文献
[1] 孙焕泉，王涛等.新型聚合物微球逐级深部调剖技术[J].油气地质与采收率，2006，4：77-79.
[2]陈明清，刘晓亚等.PEG大分子单体的合成及纳米级微球的制备[J].功能高分子学报，2001，9：263-267.
[3]左榘.激光光散射原理及在高分子科学中的应用[M].郑州：河南科学技术出版社，1994，85-228.
作者简介：刘干，男，助理工程师，2005年毕业于华东石油大学石油工程专业，现从事油藏管理工作。