高溫高鹽低滲透油藏調(diào)剖技術(shù)研究及應(yīng)用

吳玉昆，鄧明堅(jiān)

（中國(guó)石化江漢油田分公司采油工藝研究院，湖北武漢 430035）

江漢油區(qū)低滲透油藏主要是潛43油組，廣泛分布在王場(chǎng)油田、黃場(chǎng)油田和廣華油田，油藏埋深為2000～3500 m，平均有效厚度3～8 m，地層溫度90～120℃，平均空氣滲透率（26～47.5）×10－3μm2，地層水礦化度（28.5～32.8）×104mg／L。目前潛43油組已全面進(jìn)入中高含水開(kāi)發(fā)階段，尤其是2005年以來(lái)，潛43油組含水上升勢(shì)頭加快，雖然不斷地?cái)U(kuò)邊和補(bǔ)充新井，但穩(wěn)產(chǎn)形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻。通過(guò)分析，導(dǎo)致潛43油組含水上升的主要原因一是天然和人工裂縫水竄；二是低滲透平面內(nèi)孔隙水竄。為此，針對(duì)潛43油組的地質(zhì)情況及地層水竄類(lèi)型，研發(fā)了JCYJ－1和JCDC－1調(diào)剖劑，并在黃35斜－4井開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，見(jiàn)到了較好的增油降水效果。

1 JCYJ－1調(diào)剖劑研究［1－5］

1.1 不同礦化度下JCYJ－1的膨脹性能（常溫）

配制不同礦化度的礦化水，取500 mL倒入高溫高壓養(yǎng)護(hù)釜中，稱(chēng)取JCYJ－1樣品2 g，用紗布包好，放入盛有礦化水的高溫高壓養(yǎng)護(hù)釜中密封浸泡，稱(chēng)量在常溫下的濾干水分樣品重量，計(jì)算經(jīng)過(guò)不同時(shí)間后樣品的膨脹倍數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。從中可以看出：①在不同的礦化度下，JCYJ－1均具有較好的膨脹性能。②隨著礦化度的升高，JCYJ－1膨脹倍數(shù)會(huì)有所降低，但彈性不受影響，仍具有較好的封堵性能。③隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，JCYJ－1膨脹倍數(shù)逐漸增大，8～12 h內(nèi)膨脹最快，24 h后膨脹倍數(shù)增加緩慢，72 h以?xún)?nèi)基本完成膨脹過(guò)程。

1.2 不同礦化度下JCYJ－1的膨脹性能（120℃）

圖1 不同礦化度下JCYJ－1的膨脹性能實(shí)驗(yàn)（常溫）

高溫下的膨脹性能實(shí)驗(yàn)方法參照常溫進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。從中可以看出：①與常溫條件相比，12 h內(nèi)高溫下JCYJ－1膨脹速度加快，12 h后開(kāi)始收縮。②JCYJ－1膨脹倍數(shù)呈現(xiàn)先增大后略降低現(xiàn)象，即調(diào)剖劑先漲大，后略收縮，但收縮比例不大（8%～14%），仍然具有較好的膨脹性能。③隨著礦化度的升高，膨脹倍數(shù)會(huì)有所降低，但彈性不受影響，仍具有較好的封堵性能。

圖2 不同礦化度下JCYJ－1的膨脹性能實(shí)驗(yàn)（高溫）

1.3 巖心模擬實(shí)驗(yàn)

采用三軸巖心實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行JCYJ－1模擬實(shí)驗(yàn)，使調(diào)剖劑可以直接與巖心斷面接觸，減少了容器及管線環(huán)節(jié)；另外該裝置一次可同時(shí)并聯(lián)三個(gè)不同類(lèi)型的巖心，模擬不同滲透率級(jí)差實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察擠堵劑前后各巖心流量變化，來(lái)反映調(diào)剖劑改善剖面的能力，模擬情況更加接近實(shí)際工作。

1.3.1 不同滲透率級(jí)差巖心實(shí)驗(yàn)

為了觀察JCYJ－1通過(guò)不同滲透率巖心后剖面調(diào)整情況，開(kāi)展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1、表2、圖3。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可以看出：JCYJ－1調(diào)剖后注入壓力逐步升高，吸水剖面逐步得到改善，高吸水層相對(duì)吸水量逐漸降低，低吸水層相對(duì)吸水量逐漸升高，達(dá)到了改善吸水剖面的目的。

表1 三塊不同滲透率巖心基本數(shù)據(jù)

表2 堵劑對(duì)不同滲透率巖心封堵實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖3 模擬滲透率級(jí)差剖面吸水率變化情況

1.3.2 模擬裂縫巖心驅(qū)替狀況

根據(jù)裂縫發(fā)育巖心不同情況（表3），開(kāi)展了模擬裂縫巖心實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4、圖4。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出：JCYJ－1調(diào)剖劑對(duì)油水井直接連通的特大裂縫基本沒(méi)有效果，關(guān)閉直通性裂縫巖心后，微小裂縫與非裂縫巖心吸水剖面發(fā)生較大的變化，吸水剖面改善較好。

表3 三塊不同裂縫發(fā)育巖心基本數(shù)據(jù)

表4 堵劑對(duì)裂縫發(fā)育程度不同巖心封堵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖4 模擬裂縫地層調(diào)剖剖面吸水率變化情況

2 JCDC－1調(diào)剖劑研究

2.1 溫度對(duì)JCDC－1的影響

由于溫度決定JCDC－1的反應(yīng)情況，因此，重點(diǎn)研究了溫度對(duì)JCDC－1的影響。在密封恒溫條件下，觀察JCDC－1在不同溫度下成膠時(shí)間，結(jié)果見(jiàn)表5。從中可以看出：隨著溫度的升高，反應(yīng)時(shí)間縮短。

表5 不同溫度下反應(yīng)時(shí)間情況

2.2 濃度對(duì)JCDC－1的影響

通過(guò)研究不同濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著濃度的升高，交聯(lián)時(shí)間縮短。從凝膠生成量來(lái)看，隨著主劑濃度的增加，形成的凝膠越多，上部游離水越少，凝膠從淡乳白色向白色過(guò)度，用玻璃棒沉降深度實(shí)驗(yàn)法觀察其強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)凝膠強(qiáng)度越來(lái)越高，說(shuō)明凝膠強(qiáng)度與主劑及交聯(lián)劑濃度有關(guān)。

2.3 礦化度對(duì)JCDC－1的影響

將JCDC－1放置在不同礦化度水中（130℃）恒溫30 d，結(jié)果見(jiàn)表6。從中可以看出：JCDC－1耐鹽性能良好。

表6 不同礦化度對(duì)凝膠影響實(shí)驗(yàn)

2.4 巖心模擬實(shí)驗(yàn)

2.4.1 單管巖心封堵實(shí)驗(yàn)

選取潛43地層巖心，先用清水驅(qū)替測(cè)堵前滲透率K1，記錄不同排量下啟動(dòng)壓力，然后在1～3 mL／min的排量下驅(qū)替堵劑2 PV，或驅(qū)替至巖心出堵劑為止，然后停止擠堵劑，關(guān)閉巖心進(jìn)出口閘門(mén)，密封靜止，130℃下，反應(yīng)12 h，必要時(shí)先清洗進(jìn)口管線及巖心進(jìn)口端面，然后用清水測(cè)水相滲透率K2及不同排量下啟動(dòng)壓力，計(jì)算堵劑巖心的封堵率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。從中可以看出：JCDC－1堵劑對(duì)潛43的巖心具有較好的封堵效果，封堵率達(dá)到95%以上。

2.4.2 雙管巖心封堵實(shí)驗(yàn)

選取兩塊具有不同滲透率的地層巖心，采用兩塊巖心并聯(lián)的驅(qū)替方式，開(kāi)展JCDC－1調(diào)剖劑對(duì)高、低滲透率巖心的封堵情況實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表8。從中可以看出：不同滲透率的巖心擠堵前后分支流量及滲透率發(fā)生了較大變化，擠堵后滲透率高的巖心流量降低較大，滲透率低的巖心流量增加。從滲透率變化看，滲透率高的巖心滲透率降低較大，而滲透率低的巖心滲透率只略微降低，達(dá)到了封堵高滲透層保護(hù)低滲透層的目的。

表7 巖心封堵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表8 巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 調(diào)剖劑選擇依據(jù)

對(duì)于低滲透裂縫油藏，開(kāi)發(fā)初期和含水上升初期主要以裂縫水竄為主，可以只選擇JCYJ－1調(diào)剖劑；對(duì)于注水壓力高、層薄、注水壓力隨排量上升快的井，選擇JCDC－1調(diào)剖劑；對(duì)于表現(xiàn)出裂縫水竄與低滲透孔隙水竄并存的狀況，采用JCYJ－1調(diào)剖劑與JCDC－1調(diào)剖劑復(fù)合調(diào)剖，即先進(jìn)行JCYJ－1調(diào)剖劑調(diào)剖，然后進(jìn)行JCDC－1調(diào)剖劑調(diào)剖。JCYJ－1調(diào)剖劑主要封堵裂縫，裂縫前緣被封堵后注入水只能向水竄的孔隙推進(jìn)，隨后擠入的JCDC－1調(diào)剖劑就能夠進(jìn)一步封堵孔隙水竄，達(dá)到封堵水竄通道，提高注水波及面積和水驅(qū)效率的目的。

3.2 調(diào)剖施工設(shè)計(jì)

3.2.1 段塞設(shè)計(jì)及用量

JCYJ－1調(diào)剖段塞：清水－JCYJ－1調(diào)剖劑段塞－清水－關(guān)井反應(yīng)5 d（壓力擴(kuò)散）。JCYJ－1調(diào)剖劑用量：油層0.8～1.5 t／m，根據(jù)水竄狀況和壓力確定濃度。

JCDC－1段塞：可采用多段塞的方式，段塞擠入順序?yàn)椋呵逅爸靡海{(diào)剖劑－后處理液－清水。JCDC－1調(diào)剖劑用量：根據(jù)水竄狀況和壓力確定用量，油層8～10 t／m。

段塞組合及段塞數(shù)的多少可根據(jù)地質(zhì)情況和壓力變化適當(dāng)增減。

3.2.2 施工參數(shù)

施工排量控制：5～12 m3／h，施工壓力：小于40 MPa，最高壓力小于地層破裂壓力的80%。

3.2.3 施工管柱及井口

施工管柱：根據(jù)井況決定是否下封隔器保護(hù)套管，為了保證JCYJ－1調(diào)剖劑不至于沉積埋住油層，一般管柱下到油層以下5～10 m。下封隔器施工，必須使用新的措施油管。

3.3 黃35斜－4井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

3.3.1 基本情況

該井施工層位潛43，厚度2.0m／1層，井組對(duì)應(yīng)3口油井，即黃36－1井、黃36－2井、黃35－1井。通過(guò)動(dòng)態(tài)分析，黃35－2井至35－4井方向存在裂縫水竄，同時(shí)裂縫邊緣存在水洗帶，因此，決定利用JCYJ－1調(diào)剖劑抑制裂縫水竄，再使用JCDC－1調(diào)剖劑抑制裂縫邊緣水洗帶孔隙水竄。

3.3.2 施工簡(jiǎn)況

黃35斜－4井從2009年12月2日開(kāi)始，歷時(shí)8天，施工排量45～315 L／min，累計(jì)擠入液量1098 m3，其中，JCYJ－1調(diào)剖劑951 m3，JCDC－1調(diào)剖劑147 m3。JCYJ－1調(diào)剖劑施工壓力從17 MPa上升到30.7 MPa，JCDC－1調(diào)剖劑施工壓力從9.5 MPa上升到21.2 MPa。

3.3.3 調(diào)剖效果分析

（1）吸水指數(shù)下降。調(diào)剖前后吸水情況見(jiàn)圖5，從中可以看出：調(diào)剖后指示曲線變陡，吸水指數(shù)降低，表明裂縫吸水特征得到抑制，調(diào)剖劑產(chǎn)生了一定的效果。

（2）壓降曲線變緩。調(diào)剖前后壓降曲線如圖6。從中可以看出，調(diào)剖前關(guān)井后壓力下降較快，調(diào)剖后關(guān)井后壓力下降較為平緩，這也表明調(diào)剖見(jiàn)到了封堵效果。

圖5 黃35斜－4井調(diào)剖前后吸水指示曲線

圖6 黃35斜－4井調(diào)剖前后壓降曲線

（3）井組產(chǎn)量上升。從調(diào)剖后的對(duì)應(yīng)油井生產(chǎn)情況看，3口對(duì)應(yīng)井均見(jiàn)到了增油效果，含水均有不同程度的下降，對(duì)應(yīng)油井增產(chǎn)情況見(jiàn)表9。

表9 黃35斜－4井調(diào)剖增油效果

4 結(jié)論與建議

（1）通過(guò)動(dòng)態(tài)分析及剩余油研究，江漢油田潛43油藏還存在相當(dāng)多的“殘油區(qū)”，開(kāi)展以調(diào)剖為主的控水穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)研究十分必要。

（2）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，研究的兩種調(diào)剖劑能夠滿(mǎn)足江漢油田薄層低滲高溫高礦化度油層調(diào)剖的需要。

（3）在單井調(diào)剖工藝成熟的基礎(chǔ)上，建議選擇合適的區(qū)塊開(kāi)展低滲透油藏區(qū)塊整體調(diào)剖試驗(yàn)，綜合運(yùn)用示蹤劑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、調(diào)剖、堵水、解堵等多種手段，研究進(jìn)一步提高區(qū)塊采收率的技術(shù)。

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