杜66火驅(qū)生產(chǎn)井氣竄封堵技術(shù)研究

于 浩

（遼河油田曙光采油廠工藝所，遼寧盤(pán)錦 124010）

曙光油田杜66塊經(jīng)過(guò)數(shù)十年的開(kāi)發(fā)，采出程度高達(dá)88.5%，具有“低壓、低產(chǎn)、低速、低油汽比”的特點(diǎn)。為了進(jìn)一步減緩稠油老區(qū)產(chǎn)量遞減速度，2005年6月火驅(qū)開(kāi)發(fā)在杜66塊進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。由于受油藏非均質(zhì)性及蒸汽吞吐階段油井動(dòng)用差異性的影響，轉(zhuǎn)驅(qū)后注入空氣沿氣竄通道單向、單層突進(jìn)，部分生產(chǎn)井產(chǎn)氣量大等問(wèn)題日益突出。針對(duì)以上問(wèn)題，本文開(kāi)展了對(duì)生產(chǎn)井氣竄封堵及配套工藝的研究，使措施井獲得良好的穩(wěn)油控氣效果，同時(shí)讓火線推進(jìn)更加均勻，有利于整個(gè)井組的后續(xù)開(kāi)發(fā)。由于杜66塊物性表現(xiàn)為上高下低的分布特點(diǎn)，層間儲(chǔ)層滲透率差異明顯。單井滲透率變異系數(shù)平均為0.62，突進(jìn)系數(shù)平均為5.1，級(jí)差平均高達(dá)為50倍，非均質(zhì)性較強(qiáng)。其帶來(lái)的危害首先表現(xiàn)在，縱向上層間燃燒不均。其次，平面非均質(zhì)性導(dǎo)致生產(chǎn)井尾氣在各個(gè)方向上分布不均，單井間產(chǎn)氣量差異大。通過(guò)示蹤劑顯示，火驅(qū)一線井見(jiàn)效方向只有3~4個(gè)，并存在2線井見(jiàn)效的情況。

火驅(qū)生產(chǎn)井一旦形成單層，單向突進(jìn)，火線會(huì)更難以控制，最終導(dǎo)致大部分油井將無(wú)法受效，因此亟需采取化學(xué)凝膠封堵,使其優(yōu)先進(jìn)入高滲透層，成膠后調(diào)節(jié)油層縱向上的動(dòng)用程度，同時(shí)，封堵氣竄通道,對(duì)火線的均勻推進(jìn)起積極作用。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1 藥品和主要儀器

實(shí)驗(yàn)藥品：聚丙烯酰胺（1 200萬(wàn)，盤(pán)錦海瀾公司）甲醛、混酚、草酸（均為AR，沈陽(yáng)大方試劑廠）；主要儀器：成膠反應(yīng)釜、水測(cè)填砂模型。

1.2 凝膠體系制備

凝膠體系主要由聚丙烯酰胺、有機(jī)交聯(lián)劑、耐高溫油溶性樹(shù)脂及熱穩(wěn)定劑組成。聚丙烯酰胺和有機(jī)交聯(lián)劑在一定的時(shí)間內(nèi)可形成高強(qiáng)度凝膠。

1.2.1 聚丙烯酰胺用量對(duì)凝膠效果的影響 在實(shí)驗(yàn)溫度為75℃，甲醛用量2.0%，混酚用量0.5%保持不變的情況下，改變解HPAM的用量，觀察配方體系的成膠時(shí)間，并對(duì)膠體強(qiáng)度做了對(duì)比測(cè)試。從圖1中可以看出，聚丙烯酰胺濃度達(dá)到0.5%以上時(shí)，成膠粘度大于105mPa·s滿(mǎn)足封堵要求。

圖1 不同HPAM濃度下成膠時(shí)間對(duì)體系粘度的影響

1.2.2 甲醛的量對(duì)凝膠效果的影響 在實(shí)驗(yàn)溫度為75℃，HPAM用量0.60%，混酚用量0.5%不變的情況下，改變甲醛的用量，進(jìn)行成膠實(shí)驗(yàn)，從圖2可見(jiàn)，甲醛濃度大于1.5%時(shí)，成膠強(qiáng)度滿(mǎn)足封堵要求，而濃度達(dá)到2.5%時(shí)，配方體系在24 h內(nèi)迅速成膠，不利于地面配制與泵送，因此甲醛最佳使用量為1.5%~2.0%。

圖2 不同甲醛濃度下成膠時(shí)間對(duì)體系粘度的影響

1.2.3 混酚的量對(duì)凝膠效果的影響 在實(shí)驗(yàn)溫度為75℃，HPAM用量0.60%，甲醛用量2%，改變混酚的用量不變的情況下，進(jìn)行成膠實(shí)驗(yàn)，從圖3可見(jiàn)，混酚濃度對(duì)體系的影響相比較部分水解聚丙烯酰胺和甲醛的濃度增加對(duì)凝膠強(qiáng)度、成膠時(shí)間的影響要小一些，只要濃度大于0.4%均能正常成膠，濃度大于0.6%后成膠時(shí)間過(guò)快。

圖3 不同混酚濃度下成膠時(shí)間對(duì)體系粘度的影響

通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，隨著部分水解聚丙烯酰胺、甲醛和混酚濃度的增加，堵劑的成膠時(shí)間縮短、強(qiáng)度增大?？紤]到凝膠強(qiáng)度、堵劑的地面粘度（因施工時(shí)要求堵劑具有較好的泵送性）、堵劑成本等因素，確定部分水解聚丙烯酰胺的最佳使用濃度最好為0.6%，甲醛的最佳使用濃度最好為2.0%，混酚的最佳使用濃度最好為0.5%。同時(shí)，在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的前提下，改變部分水解聚丙烯酰胺、甲醛的濃度，可對(duì)堵劑的成膠時(shí)間進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。

1.2.4 pH值對(duì)堵劑成膠時(shí)間的影響 在其它條件不變的情況下，改變堵劑的pH值，則成膠時(shí)間發(fā)生變化，隨著pH值的升高，成膠時(shí)間延長(zhǎng)，當(dāng)pH值達(dá)到10以上時(shí)，堵劑很難成膠。在現(xiàn)場(chǎng)施工可根據(jù)具體需要，可以利用調(diào)節(jié)pH值的方法來(lái)調(diào)節(jié)堵劑的成膠時(shí)間。

表1 pH值對(duì)堵劑成膠時(shí)間的影響

1.2.5 阻力因子及殘余阻力因子測(cè)定 采用不同滲透率填砂模型，在50℃條件下，水測(cè)填砂模型滲透率后（記錄壓力和流量），向填砂模型中正向擠入1.0 PV的凝膠堵劑，并用氮?dú)獗３痔钌肮軌毫Ψ€(wěn)定，恒溫恒壓48 h使其成膠。然后打開(kāi)出口端，正向注入300℃蒸汽（10.0 PV）驅(qū)替，記錄壓力和流量，直至出口端被蒸汽突破為止，記錄蒸汽突破的時(shí)間。然后，反向注水（2.0 PV）驅(qū)替，再用熱油（2.0 PV）反向驅(qū)替，分別記錄壓力變化。

凝膠配方：部分水解聚丙烯酰胺0.6%，甲醛2%，混酚0.5%。

圖4 阻力因子與滲透率關(guān)系曲線

圖5 殘余阻力因子與滲透率關(guān)系曲線

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，巖心滲透率越高，阻力因子越高。同時(shí)，正向汽驅(qū)和反向水驅(qū)后殘余阻力因子小。因此，在選擇性封堵高滲透層或?qū)佣螘r(shí)，阻力因子較高而汽驅(qū)后殘余阻力因子較低，具有明顯的“高封堵能力、低油層傷害”技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1.3 輔助工藝設(shè)計(jì)

為了保證調(diào)堵施工效果，配合應(yīng)用輔助工藝，提高注入堵劑的有效利用率，改善措施效果。首先，針對(duì)上下層系同采的油井，將下層系填砂，單獨(dú)對(duì)上層洗進(jìn)行調(diào)堵。其次，采用了智能控制注入裝置，可使堵劑低速連續(xù)注入地層，增加了堵劑向地層深處的推進(jìn)距離。其主要由往復(fù)高壓泵、溶液攪拌罐、水罐和交聯(lián)劑添加裝置組成?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，用罐車(chē)，將聯(lián)合站的清水放入水罐，通過(guò)葉輪泵抽入攪拌罐內(nèi)，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢韬螅煽煽刂谱冾l的往復(fù)高壓泵，從油管注入井中。注蒸汽吞吐時(shí)為充分發(fā)揮油藏潛力，運(yùn)用配注管柱工藝對(duì)上下層系進(jìn)行單獨(dú)卡封，合理設(shè)計(jì)注汽量，從而提高了注入熱能的利用率，使上下層系都得到有效動(dòng)用，增加油井產(chǎn)能。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及效果分析

截止2013年10月，火驅(qū)氣竄井封堵技術(shù)累計(jì)實(shí)施5井次。措施后對(duì)比上輪吞吐注汽壓力上升1.3 MPa，階段措施增油651.3 t，日產(chǎn)油量同期對(duì)比上升1.5 t，平均單井日產(chǎn)氣量下降2 490 m3，注入空氣波及體積得到了有效提升，火線推進(jìn)更加均勻，下面以曙1-42-636為例對(duì)該技術(shù)做以詳細(xì)分析。

2.1 存在的問(wèn)題

曙1-42-636井1986年10月常規(guī)投產(chǎn)，目前杜家臺(tái)生產(chǎn)井段910.3～1 095.7 m。油層厚度60.2 m，19層。19周期時(shí)轉(zhuǎn)為火驅(qū)新增14井組中的一口生產(chǎn)邊井。該井措施前，產(chǎn)氣量一直較高，由于該井產(chǎn)氣量突增時(shí)，曙1-43-035注氣壓力下降，且曙1-43-035的主吸氣層與該井有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此分析該井與曙1-43-035相關(guān)性更加明顯。

2.2 施工步驟

首先將下層系填砂，根據(jù)油層數(shù)據(jù)，將砂面位置確定在980 m，上下誤差不超過(guò)1 m。測(cè)吸收性合格后，連接地面流程。利用智能注入設(shè)備按照最佳堵劑配方正擠調(diào)剖劑800 m3，現(xiàn)場(chǎng)壓力7.5 MPa。施工完成后關(guān)井候凝48 h后，作業(yè)沖砂至人工井底。按設(shè)計(jì)要求下入配注管柱，達(dá)到配注量后，燜井下泵生產(chǎn)。

2.3 效果分析

措施后，該井注汽壓力明顯上升，與上輪蒸汽吞吐對(duì)比，壓力上升3.1 MPa；生產(chǎn)曲線顯示該井措施后產(chǎn)液量、產(chǎn)油量明顯上升，開(kāi)井86 d，對(duì)比上周期同期，階段措施增油138.1 t。

圖6 曙1-42-636措施前后生產(chǎn)曲線

同時(shí)，措施井曙1-42-636日產(chǎn)氣量明顯較少，從措施前的平均每天7 849 m3，下降至平均每天1 200 m3。從所在井組來(lái)看，曙1-43-035井組共有生產(chǎn)井9口，其中7口井正常生產(chǎn)。措施后，4口井產(chǎn)氣量均有所增加。平均單井每天增加385 m3，說(shuō)明注入空氣波及面積得到了有效提升，火線推進(jìn)更加均勻。

圖7 曙1-43-035井組措施前后各生產(chǎn)井產(chǎn)氣量對(duì)比

3 結(jié)論

（1）火驅(qū)防氣竄封堵技術(shù)，縱向提高了低滲透層動(dòng)用程度，平面上擴(kuò)大了注入空氣有效波及面積，對(duì)火線均勻推進(jìn)起積極作用。

（2）室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，堵劑性能指標(biāo)優(yōu)良，具有成膠時(shí)間可控，成膠粘度可調(diào)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，滿(mǎn)足生產(chǎn)井現(xiàn)場(chǎng)需要。

（3）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果表明，小排量、遠(yuǎn)距離連續(xù)注入化學(xué)堵劑在技術(shù)上可行。既控制產(chǎn)氣量，又保證了油層孔道的聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)火驅(qū)排氣及產(chǎn)油的要求。

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