顆粒與泡沫復(fù)合調(diào)剖組合優(yōu)選與應(yīng)用效果

強(qiáng) 星，徐麗娜，易曉輝，張永平，石 璐，蔚學(xué)彬

（1.中國(guó)石化河南油田分公司第二采油廠，河南南陽(yáng)473400；2.中國(guó)石化河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院）

河南油田稠油熱采共投入井樓、古城、王集、新莊及楊樓五個(gè)油田，熱采區(qū)塊平均單井吞吐周期已達(dá)11輪次，這些稠油油藏分布在盆地邊緣地帶，距物源近，主要為三角洲水下分流河道和前緣席狀砂沉積，砂體多變，斷層發(fā)育，油層埋藏淺，壓實(shí)程度差，泥質(zhì)含量高，非均質(zhì)嚴(yán)重，構(gòu)造復(fù)雜，具有淺、薄、稠、散的特點(diǎn)。油層埋藏深度90～1 100 m，絕大部分在200～900 m 之間。單層厚度一般在1～4 m之間，層系組合厚度一般在3～10 m 之間。

由于受厚油層注汽嚴(yán)重蒸汽超覆、層內(nèi)或?qū)娱g強(qiáng)非均質(zhì)性、相鄰井注采過(guò)程同步注入蒸汽沿井間主流線舌進(jìn)、多輪次吞吐后呈現(xiàn)井間熱連通或壓力連通、注采參數(shù)不合理等因素影響，汽竄影響井次逐年增加，汽竄見(jiàn)竄時(shí)間不斷縮短，熱采區(qū)塊汽竄逐年加劇。采用單一的顆粒、泡沫調(diào)剖劑已無(wú)法滿(mǎn)足汽竄嚴(yán)重井組治理需要。通過(guò)選擇合適的顆粒與發(fā)泡劑將其組合使用，能夠有效抑制井組汽竄，改善油井生產(chǎn)效果［1-4］。

1 顆粒調(diào)剖劑的選擇

目前稠油熱采區(qū)塊主要采用BSC-1、GCS-1粉煤灰兩種高溫顆粒調(diào)剖劑。BSC-1調(diào)剖劑是以硅微粉等耐高溫材料為主要原料，添加分散劑、懸浮劑等助劑。調(diào)剖劑進(jìn)入地層后，優(yōu)先進(jìn)入高滲透層，沉積駐留在孔隙中，堵塞喉道，對(duì)蒸汽產(chǎn)生流動(dòng)阻力和物理堵塞作用，改善和抑制油井汽竄現(xiàn)象，改變蒸汽流向，擴(kuò)大平面上和縱向上的蒸汽波及體積，提高油層動(dòng)用程度。該調(diào)剖劑顆粒粒徑較?。６戎兄担?8.15μm），封堵率大于96%，適用于高滲帶汽竄井治理。

GCS-1粉煤灰調(diào)剖劑是以粉煤灰、油井水泥為主要原料，添加懸浮劑與增稠劑等助劑。調(diào)剖劑進(jìn)入地層后，優(yōu)先進(jìn)入大孔道、高滲透層，形成有一定的強(qiáng)度的大顆粒，封堵汽竄通道，達(dá)到抑制汽竄的目的。調(diào)剖劑顆粒粒徑較大（粒度中值：33.45 μm），稠 化時(shí)間 時(shí)間長(zhǎng)（大于8 h）、封 堵 率 大 于99%，適用于大孔道汽竄井治理。

從室內(nèi)實(shí)驗(yàn)來(lái)看，GCS-1粉煤灰調(diào)剖劑封堵率高于BSC-1調(diào)剖劑，更適合在汽竄嚴(yán)重井上使用。

2 高溫發(fā)泡劑的選擇

選取5種高溫發(fā)泡劑，測(cè)試不同溫度下發(fā)泡體積、半衰期、阻力因子。

2.1 不同溫度下發(fā)泡體積和半衰期的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)用品：配制好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的5 種發(fā)泡劑溶液。實(shí)驗(yàn)儀器：HJ-5多功能自動(dòng)攪拌器，1 000 mL 燒杯，玻璃棒，秒表，可視高溫高壓反應(yīng)釜。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別記錄繪制不同溫度時(shí)發(fā)泡劑溶液發(fā)泡體積曲線和半衰期曲線圖，如圖1和圖2所示。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知：5種高溫發(fā)泡劑中，A 發(fā)泡體積是隨著溫度的升高而降低的，其余隨著溫度的升高，發(fā)泡體積先增大后減小，并且B 發(fā)泡劑的發(fā)泡體積明顯比其它4種小。

5種發(fā)泡劑的溶液的半衰期均是隨溫度的升高而降低的，但是當(dāng)溫度超過(guò)100℃時(shí)，因?yàn)閴毫Φ脑黾佑欣谂菽３址€(wěn)定，所以半衰期有所變長(zhǎng)，但是隨著溫度的繼續(xù)上升，半衰期是逐漸縮短的。油藏溫度條件下A、D 和E 的穩(wěn)泡能力較好；當(dāng)溫度超過(guò)150℃后，B和E的穩(wěn)泡能力比其他發(fā)泡劑強(qiáng)。

圖1 高溫發(fā)泡劑的發(fā)泡體積

圖2 高溫發(fā)泡劑的半衰期

2.2 高溫發(fā)泡劑阻力因子測(cè)定

分別在50 ℃、70 ℃、100 ℃、150 ℃、200 ℃、250℃、300℃溫度條件下測(cè)量5種發(fā)泡劑溶液的阻力因子大小，見(jiàn)表1。

表1 5種發(fā)泡劑不同溫度的阻力因子

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知：5種發(fā)泡劑的阻力因子均隨溫度的升高而降低，但各種發(fā)泡劑的下降幅度不同。小于150 ℃條件下，A 發(fā)泡劑和C 發(fā)泡劑的封堵能力大于E、D 和B發(fā)泡劑，5種發(fā)泡劑中B的封堵能力最差。大于200 ℃條件下，E的封堵能力最強(qiáng)，其次分別為A 和D，B 和C 封堵能力相近，均低于其他三種發(fā)泡劑的封堵能力。

綜合發(fā)泡體積、半衰期、阻力因子實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取性能較好的E發(fā)泡劑。

3 顆粒與泡沫雙管封堵驅(qū)油實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)采用兩個(gè)填砂管，分別填裝60目和120目的石英砂，從而使得兩管的滲透率不同。往填砂管中飽和地層水，飽和完后，計(jì)算出填砂管內(nèi)飽和水的體積，即填砂管的孔隙體積；測(cè)量出填砂管兩端的壓差，根據(jù)達(dá)西公式，計(jì)算出兩個(gè)填砂管的水相滲透率大小。飽和原油，兩管飽和好油后并聯(lián)起來(lái)進(jìn)行蒸汽驅(qū)，當(dāng)高滲管蒸汽驅(qū)驅(qū)到階段含水率達(dá)到98%時(shí)，轉(zhuǎn)換成調(diào)剖劑溶液驅(qū)替，若采用顆粒與泡沫復(fù)合溶液，則先注入顆粒溶液并靜置24小時(shí)之后注入泡沫溶液。當(dāng)雙管注入溶液達(dá)到1 PV 時(shí)，實(shí)驗(yàn)停止。記錄高低滲管累積驅(qū)油效率。

表2 高低滲管驅(qū)油效率實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)表明（表2）：采用雙劑驅(qū)油效率高于單劑驅(qū)油效率，逐漸增加顆粒溶液劑量用有利于提高低滲管驅(qū)油效率，從而提高整體的驅(qū)油效率。

4 顆粒與泡沫復(fù)合調(diào)剖應(yīng)用效果

由于油井多向汽竄（汽竄通道數(shù)大于3條）和每個(gè)方向的汽竄程度不同，對(duì)于多向汽竄油井進(jìn)行調(diào)剖一次性施工。注入單一調(diào)剖劑，調(diào)剖劑容易沿汽竄強(qiáng)度較大的通道推進(jìn)，而調(diào)剖劑進(jìn)入其它通道較少，造成整體汽竄通道封堵效果差。從汽竄規(guī)律來(lái)看，汽竄主要沿高滲層推進(jìn)，滲透率較高層位動(dòng)用程度較高，潛力較?。坏蜐B層位動(dòng)用程度較低，具有一定的潛力。為了提高調(diào)剖劑對(duì)每個(gè)汽竄通道的封堵效果，采用顆粒與泡沫復(fù)合調(diào)剖工藝，分兩次施工，先注入顆粒調(diào)剖劑封堵汽竄程度度最強(qiáng)的通道或高滲層，再注入泡沫段塞并注氮封堵汽竄程度度較弱的通道或次高滲層，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)用低滲層位，調(diào)整吸汽剖面的目的。

顆粒與泡沫復(fù)合調(diào)剖工藝在河南油田累計(jì)應(yīng)用40井次，調(diào)剖前共計(jì)汽竄通道117條，調(diào)剖后有72條汽竄通道得到有效封堵，有5條汽竄通道汽竄減弱，有16條汽竄通道汽竄未能封堵（另有24條汽竄通道組合注汽封堵效果不評(píng)價(jià)），封堵率82.7%，表明顆粒與氮?dú)馀菽瓘?fù)合調(diào)剖能夠有效抑制井組汽竄。措施后油井生產(chǎn)效果得到一定的改善，平均單井排水期由32天縮短至14天，平均單井峰值產(chǎn)油由5.3 t上升至6.6 t，平均單井綜合含水由87.6%下降至80.7%，平均單井油汽比由0.19上升至0.21，累計(jì)增油4721.3 t，平均單井組增油118 t，擴(kuò)大了蒸汽波及體積，改善油井生產(chǎn)效果。

X2306井是新莊南三塊新淺25斷塊的一口大斜度定向井，累計(jì)吞吐7個(gè)周期。調(diào)剖前有5條汽竄通道，調(diào)剖后4條汽竄通道得到有效封堵，1條汽竄通道減弱。措施前該井注氣量594 t，生產(chǎn)111天，產(chǎn)油231 t，峰值產(chǎn)油7.7t，油汽比0.39；措施后注氣量588 t，生產(chǎn)67天，產(chǎn)油282 t，峰值產(chǎn)油12.1 t，油汽比0.47；調(diào)剖井增油51 t，井組增油132 t。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）選取室內(nèi)實(shí)驗(yàn)封堵性能較好的顆粒調(diào)剖劑與發(fā)泡性能較好的發(fā)泡劑進(jìn)行組合并現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，措施后能有效抑制井組汽竄。

（2）顆粒與泡沫復(fù)合調(diào)剖應(yīng)用效果良好，調(diào)剖后縮短了油井排水期，提高了油井油汽比，改善了油井生產(chǎn)效果。

［1］ 馬道詳，強(qiáng)星，蔣莉，等.CY／GCS-1粉煤灰調(diào)剖劑的研制與應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2010，24（6）：122-124.

［2］ 馬道祥，石曉渠，張清軍，等.河南井樓油田樓資27井區(qū)氮?dú)馀菽{(diào)驅(qū)技術(shù)應(yīng)用研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（3）：108-110.

［3］ 張杰.栲膠復(fù)合氮?dú)馀菽w系調(diào)堵劑性能評(píng)價(jià)及應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2012，19（5）：642-645.

［4］ 張文玉，路群祥，周建華，等.河南油田稠油熱采井組合封竄技術(shù)及應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2012，26（2）：110-111.