裂縫性油藏聚合物微球調(diào)剖效果及流線場分析

黎曉茸，賈玉琴 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710021）

樊兆琪 （中國石油大學（北京）石油工程學院，北京102249）

楊棠英，劉笑春 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710021）

裂縫性油藏聚合物微球調(diào)剖效果及流線場分析

黎曉茸，賈玉琴 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710021）

樊兆琪 （中國石油大學（北京）石油工程學院，北京102249）

楊棠英，劉笑春 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710021）

基于實際裂縫性油藏聚合物微球試驗區(qū)調(diào)剖前后的動態(tài)數(shù)據(jù)分析，建立了試驗區(qū)井組流線模型，綜合評價了試驗井組聚合物微球調(diào)剖效果，提出了調(diào)剖后注水井壓力響應特征與油井見效特征。應用試驗井組流線模型，從可視化流線場角度對比了試驗區(qū)注入聚合物微球前后流線及波及系數(shù)的變化。最后，根據(jù)試驗區(qū)注聚合物微球效果評價，提出了提高裂縫性油藏波及系數(shù)的措施。

裂縫性油藏；聚合物微球；調(diào)剖；流線場；效果評價

裂縫性油藏開發(fā)過程中，由于注采井間裂縫、高滲通道較為發(fā)育，造成注入水沿裂縫、高滲通道方向竄流，導致油井產(chǎn)油量低等問題，深部調(diào)剖技術［1，2］可以有效封堵裂縫、高滲通道以改善油井工作狀況，聚合物微球是近年提出來的深部調(diào)剖劑。雷光倫等［3］利用微材料合成方法，設計合成了孔喉尺度聚合物凝膠微球，并進行了微球在多孔介質(zhì)中流動的室內(nèi)實驗和現(xiàn)場初步試驗?，F(xiàn)場試驗表明，孔喉尺度聚合物凝膠微球對油層具有良好的適應性，可顯著降低高含水油井的含水率，增加原油產(chǎn)量。張霞林等［4］研制了一種暫命名為“聚合物彈性微球乳液”的新型調(diào)剖驅油劑，并通過室內(nèi)實驗表明聚合物彈性微球乳液是一種具有潛力的調(diào)剖驅油劑。自聚合物微球被提出以后，眾多學者［5～8］開展了相關的室內(nèi)實驗，研究了聚合物微球的性能及其影響因素；同時，國內(nèi)許多油田針對聚合物微球開展了礦場試驗，部分礦場試驗增產(chǎn)效果明顯［5，9～12］。關于聚合物微球的研究較多，但是評價聚合物微球試驗效果的系統(tǒng)方法仍是空白。為此，筆者從礦場動態(tài)出發(fā)，建立了聚合物微球調(diào)剖效果系統(tǒng)評價方法，以指導聚合物微球礦場試驗后的措施調(diào)整，為更好地開展深部調(diào)剖提供理論依據(jù)。

1 實際裂縫性油藏試驗區(qū)概況及調(diào)剖實施方案

1．1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)油層埋深1800m左右，平均有效厚度12．4m，孔隙度12．74%，滲透率1．81×10－3μm2。2006年6月以后，試驗區(qū)逐漸增加月注水量，月注采比從2．0增大到2．5左右，油井產(chǎn)液穩(wěn)定，含水率上升速度加快，產(chǎn)油量逐漸降低，由4．5t／d（2006年1月）降至3．2t／d（2010年5月）。油井動態(tài)數(shù)據(jù)顯示，試驗區(qū)部分油井含水率上升較快，注采井間存在高滲通道。針對以上問題，選取試驗區(qū)3個反九點注水井組（圖1）開展了聚合物微球調(diào)剖試驗。

圖1 試驗區(qū)調(diào)剖井組

1．2 實施方案

試驗區(qū)內(nèi)3口注水井于2010年6月開始注入聚合物微球，均采用4段塞注聚模式。其中，第1、2段塞濃度和注入時間相當，第3段塞的濃度較小，為第1、2段塞的1／2或2／3，注入時間為70～80d。微球尺寸組合模式：μm級＋nm級＋nm級＋μm級。具體注入?yún)?shù)見表1。

表1 試驗區(qū)聚合物微球注入?yún)?shù)

2 試驗區(qū)效果評價

2．1 試驗區(qū)注水井壓力響應特征

聚合物微球注入地層后受注入水的推進作用進入大孔徑喉道，膨脹封堵后可迫使注水井注入壓力抬升，大量室內(nèi)試驗證明了這一觀點［5，7］。所以，注入壓力可作為礦場評價聚合物微球封堵效果的標準之一。

依據(jù)礦場數(shù)據(jù)繪制注水井壓力響應曲線，觀察92－36井注水壓力曲線（圖2（a））發(fā)現(xiàn)，在日注水量不變的前提下，油壓、套壓曲線呈“階梯”型上升，2條曲線變化模式與文獻［5］中室內(nèi)試驗結果相似。94－36井與92－36井注水壓力曲線變化趨勢相同。觀察94－34井注水井壓力曲線（圖2（b））發(fā)現(xiàn)，在日注水量不變的前提下，油壓、套壓曲線呈“幾”字型上升。

圖2 試驗井組注水井壓力響應

試驗區(qū)注入聚合物微球初始尺寸為：μm級＋nm級，小于孔喉半徑，在地層中運移時不斷水化膨脹，直至堵塞孔喉發(fā)生封堵，封堵后表現(xiàn)為注水壓力曲線有一個抬升段；封堵一定時間后，當注水壓力抬升到足夠大時，微球發(fā)生彈性變形，突破孔喉向前運移直至下次封堵，表現(xiàn)為注水壓力曲線有一個水平段。聚合物微球濃度降低至不能封堵孔道后隨注入水產(chǎn)出。92－36井“階梯”型注水壓力曲線表明聚合物微球在92－36井組內(nèi)能有效封堵大孔道，調(diào)剖效果較好，注入聚合物微球期間注入壓力抬升10．6%。94－34井“幾”字型注水壓力曲線表明聚合物微球在94－34井組內(nèi)封堵時效較短，發(fā)生一次封堵后失效，注入聚合物微球期間注入壓力僅抬升4．7%。由此說明，所用聚合物微球尺寸與94－34井附近地層孔喉尺寸不匹配，聚合物微球調(diào)剖效果較差，建議重新篩選出與孔喉尺寸相匹配的聚合物微球。

2．2 試驗區(qū)油井見效特征

聚合物微球注入地層后發(fā)生封堵，迫使原來高滲通道方向的注入水轉向進入低滲透區(qū)域，有效增大了注入水的波及體積。所以，可以從油井動態(tài)角度開展礦場聚合物微球封堵效果評價。

統(tǒng)計整理3個試驗井組動態(tài)數(shù)據(jù)，得到井組平均動態(tài)變化曲線，見圖3。觀察發(fā)現(xiàn)92－36井組注入聚合物微球期間產(chǎn)液量、產(chǎn)油量呈現(xiàn)“U”型變化，注入聚合物微球結束一段時間后，產(chǎn)液量、產(chǎn)油量迅速下降。94－36井組動態(tài)變化趨勢與92－36井組相似。相比92－36井組，94－34井組動態(tài)注入聚合物微球期間產(chǎn)液量、產(chǎn)油量無明顯上升趨勢。

圖3 試驗井組動態(tài)曲線

由于聚合物微球能有效封堵高滲通道，迫使液流轉向，在低滲透區(qū)域沒有被有效動用的情況下，油井供液暫時不足，產(chǎn)液量、產(chǎn)油量降低，即92－36井組動態(tài)曲線中“U”型下降階段；低滲透層中的原油被驅替至油井后，產(chǎn)液量、產(chǎn)油量回升，對應“U”型上升階段。而94－34井組注入的聚合物微球封堵效果較差，低滲層動用程度很低，所以產(chǎn)液量、產(chǎn)油量沒有上升階段。隨著注入水的驅替，聚合物微球的封堵性能逐漸失效，注采井之間的高滲通道再次連通，低滲層不能被有效波及，導致油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量大幅降低。

基于試驗區(qū)3個調(diào)剖井組的動態(tài)數(shù)據(jù)可知：92－36井組與94－36井組聚合物微球調(diào)剖效果較好，94－34井組調(diào)剖效果不明顯。但對比井組、單井動態(tài)發(fā)現(xiàn)，從注入聚合物微球至單井產(chǎn)量開始大幅遞減，油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量升高或穩(wěn)定的持續(xù)時間小于6個月，即注聚合物微球有效期較短。隨聚合物微球變形、突破、運移，聚合物微球沿程濃度逐漸降低，不易再次發(fā)生暫堵是注聚合物微球有效期短的主要原因。因此，適當加大聚合物微球用量或者多段塞間歇式注入聚合物微球能有效延長有效期。

3 試驗區(qū)流線場

3．1 流線模型建立

基于應用廣泛的流線模擬器Frontsim，結合試驗區(qū)實際參數(shù)，建立注入聚合物微球的流線模型，模型參數(shù)見表2。模型中部署反九點井網(wǎng)（圖1），井排距330m×170m。

表2 試驗區(qū)參數(shù)

3．2 流線對比

在所建立試驗區(qū)流線模型的基礎上進行試驗區(qū)動態(tài)歷史擬合，調(diào)整試驗井組內(nèi)高滲通道的分布及規(guī)模（方位、導流能力等），在保證擬合精度的前提下，得到試驗井組注入聚合物微球前的流線分布，見圖4（a）。應用屬性場重啟手段實現(xiàn)聚合物微球調(diào)剖的效果，結合試驗區(qū)物性參數(shù)，得到試驗井組注入（）。

圖4 92－36井組流線分布對比

如圖4所示，聚合物微球調(diào)剖前，92－36井組內(nèi)的流線分布不均勻，由于高滲通道的存在，由注水井發(fā)散的流線多聚集于上半個井組，其余部分流線稀疏，且動用程度較低；92－36井注入聚合物微球后，有效封堵了高滲通道，流線發(fā)生轉向，井組內(nèi)流線分布相對均勻，未動用區(qū)域得以有效動用。應用統(tǒng)計學方法計算調(diào)剖前后的波及系數(shù)發(fā)現(xiàn)，相比調(diào)剖前，井組波及系數(shù)提高0．9%。

4 結論

1）建立了結合試驗井組動、靜態(tài)數(shù)據(jù)與流線模型的調(diào)剖效果評價方法，并應用于某裂縫性油藏聚合物微球試驗區(qū)，試驗區(qū)內(nèi)92－36井組與94－36井組調(diào)剖效果較好，94－34井組調(diào)剖效果不明顯。

2）提出了聚合物微球調(diào)剖后注水井壓力響應特征與油井見效特征：調(diào)剖效果好時，注水壓力曲線呈“階梯”型上升，油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量曲線呈“U”型變化，之后快速下降；調(diào)剖效果不明顯時，注水壓力曲線呈“幾”字型，油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量曲線無明顯變化。

3）應用流線模型，從可視化流線場角度對比了試驗區(qū)注入聚合物微球前后流線的變化，調(diào)剖前后試驗井組波及系數(shù)提高0．9%。

4）基于試驗區(qū)注聚合物微球效果評價，提出了增大聚合物微球注入量、聚合物微球多段塞間歇式注入2種提高試驗區(qū)波及系數(shù)的措施。

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［編輯］ 蕭 雨

TE357．46

A

1000－9752（2012）07－0125－04

2011－09－26

黎曉茸（1964－），女，2003年西安石油大學畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事提高采收率工藝技術研究。