乳液聚合物调剖体系性能评价与现场应用

摘要：江苏油田层非均质性及水驱指进现象突出，亟需调剖作业封堵高渗通道、改善油藏物性以提高采收率。本文通过优选乳液聚合物、交联剂及助剂浓度，得到一种注入性好、稳定性佳的冻胶体系，可实现油藏深部封堵。结果显示，该体系成胶时间为3d、强度达C级、稳定性良好，在C3-115井组应用中效果显著，调剖措施后PI指数由6.338 MPa提升至10.312 MPa，对应油井累计增油141.4t，具有很好的推广前景。

关键词：调剖；乳液聚合物；冻胶

中图分类号：TE357         文献标识码：A       文章编号：0000–0000（2026）00–000–00

江苏油田中低渗储量占总储量的85%以上，油藏非均质性强、渗透率级差大，随着开发进程不断深入，油藏综合含水持续上升，水驱指进现象愈发严重[1]，制约油田高效开发，亟需化学调剖技术封堵高渗通道，改善油藏非均质性，实现油藏高效稳产目标。

传统调剖用部分水解聚丙烯酰胺主剂多为固体粉末形态，现场易因搅拌不充分形成难溶的“鱼眼”，进而引发实际有效浓度不足、注入困难等问题[2]。乳液兼具溶解速率快、现场配制便捷、注入性能优异等特点，能够彻底解决干粉聚合物溶胀时间长、注入难度大等问题，为中低渗油藏调剖技术升级提供了新路径[3]。

本文针对性研发了一种适配江苏油田中低渗油藏的乳液聚合物冻胶调剖体系，以乳液聚合物与酚醛树脂交联剂交联形成冻胶，具备良好的注入性与稳定性，可实现深部调剖作业[4-5]，有效解决传统体系溶解困难、对大孔喉通道封堵效果差等问题，为江苏油田中低渗油藏控水增油提供了技术支撑。

1实验

1.1 主要试剂

ZB 乳液聚合物、SD-103酚醛树脂交联剂及调剖助剂均为工业品，由山东石大油田技术服务股份有限公司提供。

1.2 主要设备及仪器

RS 600型流变仪，德国HAKKE公司；电子天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；电动搅拌器，德国IKA公司；电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司。

1.3 实验方法

（1）调剖体系的制备

以C3块附近河水为溶剂，在400 r/min转速搅拌下依次加入一定量乳液聚合物、酚醛树脂交联剂及调剖助剂，搅拌均匀后备用。

（2）粘度测定

采用RS 600型流变仪对调剖体系初始及成胶后粘度进行测定，测试条件如下：设定目标油藏温度74℃，转速为7.34 s-1，测试时长5 min。

（3）成胶性能测试

将搅拌均匀的体系密封后置于74℃恒温干燥箱中，定时取出，倾斜45°观察并其流动状态，以体系失去高流动性为节点，确定聚合物溶液成胶时间。其中，冻胶强度评价采用目测代码法[6]。

（4）稳定性评价

将调剖体系置于74℃恒温干燥箱中，定时观察分层、脱水、破胶情况，测定脱水率并记录强度变化。

2  结果与讨论

2.1  乳液聚合物冻胶成胶规律

为探究乳液聚合物浓度对冻胶成胶性能的影响，设计5组不同浓度实验，结果见表1。

表1 乳液聚合物冻胶成胶规律

Tab.2  Gelation Law of Emulsion Polymer Gel

由表1可见，因乳液聚合物分子量较低，各组初始粘度仅3-8 mPa.s，注入性好，有利于向地层深部运移。在乳液聚合物浓度为0.4%-1.0%范围内，五组成胶时间均为3d，成胶后胶体粘度、强度均呈明显上升趋势，表明通过调整乳液聚合物浓度，可实现对冻胶强度的精准调控，适配不同封堵需求。

2.2  乳液聚合物冻胶稳定性评价

稳定性是评价调剖体系长效封堵性能的关键指标。在目标油藏温度74℃下，对5组冻胶样品开展25天恒温老化实验。结果表明，25天后，5组冻胶体系强度均保持C级以上，无明显脱水、破胶现象，脱水率＜1%，粘度保留率＞90%，表明该调剖体系热稳定性优异，可满足现场长效调剖需求。

3 现场试验

3.1 井组概况

选取江苏油田C3块C3-115井作为调剖试验井，该井砂体间存在注水不平衡，层间吸水能力差异大，层间矛盾比较突出，存在窜流通道。为优化注水开发效果，调节流场方向，通过对C3-115井实施调剖措施来改善开发效果。

3.2 调剖剂用量

调剖剂用量采用调剖半径公式进行计算，具体公式如下：

（1）

式中：V为调剖剂用量，m3；R1为调剖剂达到地层的半径，m；R2为过顶替液到达地层的半径，m；h为注水厚度，m；φ为地层的孔隙度，%；a为高渗透层厚度占注水地层厚度的分数；β为方向系数，%。

结合C3-115井地质参数，设计调剖半径45 m，根据上述公式计算，所需调剖体系用量为1570 m3，具体参数见表2。

表2 调剖剂的用量

Table 3 The Dosage of Profile Control Agent

3.3 应用效果评价

3.3.1 压降曲线变化

调剖核心在于封堵高渗窜流通道、改善地层吸水剖面，其效果可通过压降曲线及特征参数直观反映，其关键参数PI值可有效量化油藏渗流场的改善效果[7-8]，计算方法如下：

（2）

式中：PI为注水井的压力指数，MPa；p(t)为关井t后的油管压力，MPa；t为关井时间，min。

由图1可知：调剖前，压降曲线初期快速下降、后期趋于平缓，PI值为6.338 MPa，单位压降产液能力弱，流体沿高渗通道无效窜流；调剖后，压降曲线趋于平缓，PI值升至10.312 MPa，渗流能力显著提升，水驱波及效率大幅提高。

图1 C3-115井压降曲线

Fig. 1  Pressure Drop Curve of Well C3-115

3.3.2 对应油井增油效果

C3-115井实施调剖措施后，对应6口油井均出现不同程度的受效反应，截止至2026年3月13日，整个井组累计增油141.4 t，对应油井含水率最大降幅达2.9%，取得了显著的降水增油效果。

4 结 论

（1）针对江苏油田中低渗油藏非均质性强、水驱指进严重等现象，研发了以乳液聚合物、酚醛树脂交联剂为主体的调剖体系，其注入性能优异、稳定性良好，解决了传统调剖体系溶解困难的问题；

（2）室内实验表明，该体系初始粘度为3-8 mPa·s，成胶时间3 d，成胶强度达C级以上，具备良好的热稳定性，可适配目标油藏需求。

（3）C3-115井组现场试验表明，调剖后PI值由6.338 MPa升至10.312 MPa，有效封堵高渗通道。对应油井累计增油141.4 t，含水率最大降幅2.9%，降水增油效果显著，具有很好的推广前景。

参考文献：

[1] 林玉保.高含水后期储层优势渗流通道形成机理[J].大庆石油地质与开发, 2018, 037(6):33-37.

[2] Xie, Kun,et al. Analysis of Reservoir Applicability of Hydrophobically Associating Polymer[J]. SPE JOURNAL,2016,Vol.21(1): 1-9.

[3] 尉振业;杨昌华;成鹏飞.高强度乳液冻胶体系的研究与应用[J].油田化学,2023,40(02):272-276+283.

[4] 易文君.乳液型聚合物弱凝胶深部调驱体系性能评价实验研究[D].中国石油大学(北京),2019.

[5] 杨卫华,葛红江,徐佳妮,等.HPAM/酚醛凝胶体系的低温成胶性能改进［J］.油田化学,2019,36（4）：630-634.

[6] Sydansk, R. D .A New Conformance-Improvement-Treatment Chromium(III) Gel Technology[C]//Society of Petroleum Engineers.Society of Petroleum Engineers, 1988.

[7] 赵福麟.压力指数决策技术及其应用进展[J].中国石油大学学报(自然科学版),2011,35(01):82-88.

[8] 冯其红,王森,陈存良,等.低渗透裂缝性油藏调剖选井无因次压力指数决策方法[J].石油学报,2013,34(05):932-937.