齊40蒸汽驅(qū)注汽井深部調(diào)剖技術(shù)研究與應(yīng)用

胡良偉(遼河油田公司歡喜嶺采油廠 遼寧 盤錦 124114)

一、實(shí)施背景

齊40塊1987年以蒸汽吞吐方式投入開發(fā)，1998年10月開展了4個(gè)井組蒸汽驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，2003年7月開展了蒸汽驅(qū)擴(kuò)大試驗(yàn),增加了7個(gè)井組，2006年12月至2008年3月工業(yè)化轉(zhuǎn)驅(qū)。油層動(dòng)用不均導(dǎo)致區(qū)塊在2010年后開始大面積汽竄，含水由84.7%上升到目前的89.6%。

為改善吸汽剖面，提高油層縱向及平面的動(dòng)用程度，擴(kuò)大蒸汽驅(qū)波及體積，提高注汽井組產(chǎn)量，提出開展注汽井深部調(diào)剖技術(shù)研究與應(yīng)用。

二、高溫調(diào)剖劑研究

1.技術(shù)指標(biāo)的確定

齊40蒸汽驅(qū)是將高溫蒸汽作為載熱流體和驅(qū)動(dòng)介質(zhì)，從注汽井持續(xù)注汽，從相鄰生產(chǎn)井持續(xù)產(chǎn)油的過程，這就要求使用的高溫調(diào)剖劑在高溫地層下成膠、成膠后在高溫實(shí)現(xiàn)持續(xù)封堵性能，因此確定技術(shù)指標(biāo)：(1)成膠溫度在100-150℃之間；(2)耐溫達(dá)到300℃；(3)在高溫蒸汽沖刷30天后封堵率仍達(dá)到95%；(4)調(diào)剖劑成膠時(shí)間在24－72h可控。

2.高溫調(diào)剖劑篩選

目前蒸汽吞吐井用高溫調(diào)剖劑主要有顆粒型高溫調(diào)剖劑、高溫三相泡沫調(diào)剖劑和高溫發(fā)泡劑三種，三種高溫調(diào)剖劑耐溫均滿足條件，從封堵率來看顆粒型高溫調(diào)剖劑最好，其它兩種由于泡沫存在半衰期不能實(shí)現(xiàn)持久封堵，為保證封堵效果，選擇顆粒型高溫調(diào)剖劑做為蒸汽驅(qū)注汽井用調(diào)剖劑。

3.成膠骨架調(diào)整

蒸汽驅(qū)注汽井用高溫調(diào)剖劑的成膠骨架耐溫必須達(dá)到300℃，并且具有長(zhǎng)期固化性能，為此對(duì)此類化學(xué)品進(jìn)行調(diào)研，應(yīng)用熱固性樹脂＋交聯(lián)劑是最佳選擇，熱固性樹脂有種類繁多，通過優(yōu)選，確定由耐溫性能好、成本低、原料易得的PF樹脂＋交聯(lián)劑作為成膠骨架。PF樹脂＋交聯(lián)劑成膠后耐溫可達(dá)520℃，滿足蒸汽驅(qū)注汽井要求。

為實(shí)現(xiàn)深部注入，施工時(shí)間長(zhǎng)，為此要求成膠時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，成膠時(shí)間在24－72h可控。顆粒使用濃度對(duì)成膠時(shí)間不影響，根據(jù)蒸汽吞吐井實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，使用濃度10%，根據(jù)成膠時(shí)間來確定PF樹脂＋交聯(lián)劑使用濃度，通過正交試驗(yàn)法，模擬地層溫度120℃下并添加濃度為10%顆粒，通過實(shí)驗(yàn)，可以看出PF樹脂濃度在8-12%，交聯(lián)劑濃度在8-14%時(shí)成膠時(shí)間在24－72h可控，為此確定PF樹脂使用濃度為8-12%，交聯(lián)劑使用濃度為8－14%。

4.性能考查

(1)配置好的高溫調(diào)剖劑工作液粘度為70-100mPa·s，成膠溫度為120℃，成膠時(shí)間在24-72h可控。

(2)高溫老化試驗(yàn)，成膠體在300℃下老化試驗(yàn)結(jié)果可以看出，成膠體耐溫性好，損失量低，30天內(nèi)失重率小于10%，收縮率小于5%。

(3)巖心封堵試驗(yàn)，試驗(yàn)巖心為長(zhǎng)45cm、直徑3.7cm的填砂巖心，試驗(yàn)過程：向巖心模型中通入高溫(300℃)蒸汽，測(cè)定封堵前后的滲透率，計(jì)算封堵率。經(jīng)測(cè)定，封堵前巖心封堵率為98.5%，封堵后的巖心經(jīng)30天的蒸汽沖刷后，封堵率仍為95%以上。

通過以上性能評(píng)價(jià)，調(diào)整后的顆粒型高溫調(diào)剖劑技術(shù)指標(biāo)滿足注汽井長(zhǎng)期注高溫、高壓蒸汽的要求，適合在蒸汽驅(qū)注汽井應(yīng)用。

三、選井條件及施工參數(shù)設(shè)計(jì)

1.選井條件研究

對(duì)油層非均質(zhì)性，吸汽剖面，周圍油井動(dòng)態(tài)進(jìn)行綜合分析研究，確定選井原則：(1)注汽單元間配汽誤差大于20%；(2)注汽單元內(nèi)層間縱向滲透率級(jí)差大于2倍以上；(3)井間存在汽竄；(4)注汽壓力下降；(5)井組出現(xiàn)產(chǎn)油量下降，含水升高情況。

2.施工參數(shù)設(shè)計(jì)

(1)調(diào)剖劑用量設(shè)計(jì)

根據(jù)齊40塊汽化溫度和壓力關(guān)系，確定蒸汽腔范圍。以汽腔半徑為處理半徑，同時(shí)考慮調(diào)剖劑用量對(duì)蒸汽波及效率的影響，調(diào)剖劑用量為10－15%段塞時(shí)的蒸汽波及系數(shù)基本達(dá)到最大值。此后增大調(diào)剖用量,蒸汽的波及系數(shù)增加較小。

同時(shí)考慮注汽井吸汽剖面、注汽壓力、注汽量、對(duì)應(yīng)油井汽竄及生產(chǎn)等情況進(jìn)行綜合分析，合理設(shè)計(jì)藥劑用量，得出以下設(shè)計(jì)：(1)65井組設(shè)計(jì)處理半徑30m，調(diào)剖劑用量為15－20%段塞。(2)74井組設(shè)計(jì)處理半徑平均20m，調(diào)剖劑用量為15－20%段塞。

(2)顆粒使用濃度設(shè)計(jì)

顆粒使用濃度是保證封堵效果的一個(gè)重要因素，為達(dá)到深部調(diào)剖的目的，顆粒使用濃度確定為由低到高原則，根據(jù)蒸汽吞吐井實(shí)施經(jīng)驗(yàn)確定使用顆粒濃度為5－15%，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工壓力、排量變化情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

(3)固相顆粒粒徑設(shè)計(jì)

調(diào)剖顆粒的粒徑分布與地層巖石孔道的匹配對(duì)封堵效果影響很大，由于地層的非均質(zhì)性和長(zhǎng)期注汽，地層的滲透率變化較大，孔隙大小分布不均勻,因此確定調(diào)剖顆粒的粒徑分布為遠(yuǎn)細(xì)近粗原則。

固相顆粒粒徑優(yōu)化運(yùn)用1/3－2/3架橋理論，同時(shí)考慮儲(chǔ)層最大孔徑，地層的非均質(zhì)性和長(zhǎng)期注汽等影響因素進(jìn)行綜合分析，遠(yuǎn)井地帶確定使用固相顆粒粒徑80－120μm，近井地帶受蒸汽長(zhǎng)期沖刷，孔道擴(kuò)大，根據(jù)蒸汽吞吐井高溫調(diào)剖經(jīng)驗(yàn)固相顆粒粒徑選用1－3mm。

(4)施工排量及壓力設(shè)計(jì)

為保證調(diào)剖劑能夠有效地進(jìn)入高滲層，采取低壓低排量注入方式，注入壓力控制在10MPa以內(nèi)，注入排量控制在10－15m3/h，并在施工中根據(jù)注入壓力情況適當(dāng)調(diào)整配方濃度，保證封堵效果。

(5)施工安全設(shè)計(jì)

在井口安裝單流閥，防止高溫蒸汽倒流竄出傷人。

在施工前2天停關(guān)注汽井，降低油層溫度，同時(shí)為保證施工效果在注入藥劑前擠入100m3熱污水(溫度在50-70℃)，進(jìn)一步降低油層溫度。

四、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

201 2年在齊40塊蒸汽驅(qū)注汽井現(xiàn)場(chǎng)施工14井次，有效12井次，措施有效率達(dá)到86%，階段增油15197t，增產(chǎn)效果顯著。

1.油層動(dòng)用程度提高。措施后平均單井組階段增油達(dá)到1086t，注汽壓力平均提高1.1MPa，平均含水下降了2.1%，表明汽竄層段得到有效封堵，改善了吸汽剖面，提高了油層動(dòng)用程度。

2.汽竄井減少。實(shí)施高溫調(diào)剖的注汽井組共有127口油井，其中措施前有汽竄井32口，措施后減少到15口，說明蒸汽單層突破現(xiàn)象得到明顯改善。

五、結(jié)論及認(rèn)識(shí)

1.隨著蒸汽驅(qū)開發(fā)不斷深入，油層縱向及平面上動(dòng)用程度不均是制約蒸汽驅(qū)開發(fā)的主要矛盾。

2.通過對(duì)顆粒型高溫調(diào)剖劑的成膠骨架調(diào)整、配方濃度的優(yōu)化滿足了注汽井長(zhǎng)期注高溫、高壓蒸汽的要求，適合在蒸汽驅(qū)注汽井應(yīng)用，具有耐溫高、封堵效果好、穩(wěn)定期長(zhǎng)的特點(diǎn)。

3.通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，深部調(diào)剖技術(shù)能有效地改善注汽井的吸汽剖面，提高蒸汽驅(qū)替效果，提高油層動(dòng)用程度，在齊40塊蒸汽驅(qū)開發(fā)中后期具有廣闊推廣應(yīng)用價(jià)值。