疏松砂巖稠油油藏調(diào)剖試驗(yàn)效果評價(jià)

馮有奎，唐　穎，閆　偉，李永康

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京100083；2.中信石油技術(shù)開發(fā)（北京）有限公司，北京100004；3.華油能源集團(tuán)，北京100088）

疏松砂巖稠油油藏調(diào)剖試驗(yàn)效果評價(jià)

馮有奎1，唐穎2，閆偉3，李永康3

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京100083；2.中信石油技術(shù)開發(fā)（北京）有限公司，北京100004；3.華油能源集團(tuán)，北京100088）

KBM油田屬疏松砂巖稠油油藏，開發(fā)過程中含水率上升快、產(chǎn)量遞減大、控水穩(wěn)油難度大，需通過試驗(yàn)研究確定高效開發(fā)措施。針對該油田的矛盾和特點(diǎn)，采用聚合物水膨體、聚合物凍膠等組合調(diào)堵劑，2013年4—8月在該油田中區(qū)G和D層開展了深部調(diào)剖試驗(yàn)，平均單井注入調(diào)堵劑量為2 187m3。試驗(yàn)結(jié)果表明：注入壓力平均增加1.5 MPa；吸水剖面改善顯著，420井主力層吸水厚度由5.5m增至9.5m，主力吸水層的吸水強(qiáng)度由11.2m3/m下降到3.2 m3/m；受效油井增油效果明顯，23口采油井中19口見到效果，見效率為82.6%，綜合含水率由88%下降到83%，年累積增油量達(dá)13 408 t；調(diào)堵有效期長，調(diào)剖有效期超過12個(gè)月。根據(jù)計(jì)算分析，阻力系數(shù)提高到3.26，調(diào)驅(qū)后地層滲流阻力明顯減小。建議該油田開發(fā)過程中優(yōu)選適合疏松砂巖稠油油藏特點(diǎn)并具有調(diào)剖和驅(qū)油雙重效果的調(diào)剖體系。

疏松砂巖 稠油油藏 深部調(diào)驅(qū) 增油 阻力 系數(shù) 提高采收率

在疏松砂巖稠油油藏開發(fā)過程中，無論水驅(qū)還是蒸汽驅(qū)，出砂和竄流都會加劇開發(fā)矛盾，使得該類油藏開發(fā)效率低［1］。在滲流理論指導(dǎo)下開發(fā)該類油藏，采用低強(qiáng)度或淺封堵的調(diào)剖和調(diào)驅(qū)措施效果均不理想，需要在管流理論指導(dǎo)下，尋找適合高滲透砂巖油藏增產(chǎn)的調(diào)堵技術(shù)。開展調(diào)剖試驗(yàn)的目的是封堵高滲流通道、改善吸水剖面、增大水驅(qū)波及體積、有效阻止竄流、提高水驅(qū)開發(fā)效率、降低油井含水率、提高產(chǎn)量，同時(shí)尋找適合該油田的技術(shù)措施，為下一步油田綜合治理打好基礎(chǔ)。KBM油田5口調(diào)剖井采用聚合物水膨體和聚合物凍膠等調(diào)堵劑進(jìn)行試驗(yàn)，高滲透層封堵效果好，增油降水效果顯著，有效期長。該試驗(yàn)的成功為提高疏松砂巖稠油油藏的開發(fā)效果提供了可借鑒的方法。

1 KBM油田調(diào)剖試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

KBM油田位于哈薩克斯坦西部里海東岸布扎奇半島，走向呈東西向條帶狀，東高西低，是一個(gè)長度為30 km、寬度約為6 km的構(gòu)造-巖性油藏。試驗(yàn)層位為G和D層，發(fā)育白堊系三角洲—前三角洲相砂體，儲層石英含量為26%～39%，長石含量為10%～29%，硅酸鹽碎屑含量約為25%。砂體成巖作用弱，膠結(jié)疏松，呈不規(guī)則到半固結(jié)狀態(tài)。最大膠結(jié)物含量約為10%，為粘土，摻雜有淤泥。儲層平均埋深為300～450m，平均孔隙度為30%，平均滲透率為200×10-3～800×10-3μm2，地層溫度為25～30℃，地層水礦化度大于40 000mg/L，地層原油粘度為340～400mPa·s，平均地面脫氣原油密度為0.94 g/cm3，屬于中度偏重型低溫高礦化度淺層疏松砂巖稠油油藏。

油田中區(qū)經(jīng)歷30 a的開發(fā)，主力層已進(jìn)入高含水、特高含水開發(fā)階段，平面上水淹嚴(yán)重，含水率高于90%的井?dāng)?shù)超過87.4%。同時(shí)，縱向上油藏物性差異大、平面上儲層砂體尖滅或分布的非均質(zhì)性導(dǎo)致驅(qū)油波及效率低、效果差，剩余油分布異常零散，地下注采對應(yīng)關(guān)系復(fù)雜［2］。

1.2調(diào)堵劑選擇

根據(jù)KBM油田主力儲層特點(diǎn)，確定調(diào)堵劑篩選原則：首先考慮油藏保護(hù)，其次考慮具有強(qiáng)力封堵、固結(jié)油層疏松砂巖等作用。

聚合物凍膠是一種堵水不堵油的選擇性調(diào)堵劑，封堵強(qiáng)度可調(diào)，封堵效果好，是連續(xù)相調(diào)剖劑，可單獨(dú)或與分散相調(diào)堵劑組合使用，封堵地層高滲流通道，起到調(diào)驅(qū)的效果［3］。

聚合物水膨體是一種遇水膨脹遇油不變的選擇性調(diào)堵劑，封堵效果好，是分散相調(diào)剖劑［4］，可單獨(dú)或與連續(xù)相調(diào)堵劑組合使用，封堵地層高滲流通道，同時(shí)對形成管流油藏起到實(shí)體占位和增強(qiáng)凍膠封堵效果的作用［5］。

根據(jù)注入井狀況及與采油井的連通情況，采用聚合物水膨體、聚合物凍膠、聚合物強(qiáng)化凍膠、過頂替液多級段塞大劑量設(shè)計(jì)，能夠起到封堵高滲流條帶、調(diào)整注水剖面的作用，進(jìn)而達(dá)到深部調(diào)驅(qū)的目的［6］。

1.3試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

調(diào)剖是調(diào)驅(qū)的基礎(chǔ)，只有通過調(diào)剖處理好油水井間的優(yōu)勢通道，才能更好地開展深部調(diào)驅(qū)，達(dá)到提高采收率的目的［7］。按照整體部署、分步實(shí)施、及時(shí)調(diào)整的原則，在KBM油田開展深部調(diào)驅(qū)試驗(yàn)。根據(jù)注入井轉(zhuǎn)注時(shí)間、累積注入量、開發(fā)方式和剩余油分布等特點(diǎn)，確定注入井不同的竄流類型，有針對性地選擇調(diào)堵劑類型和用量。同時(shí)在調(diào)剖的基礎(chǔ)上，適時(shí)開展深部調(diào)驅(qū)［8］。

根據(jù)試驗(yàn)井組注入井靜態(tài)和動態(tài)資料分析，將調(diào)剖試驗(yàn)5個(gè)井組（圖1）分為3類。第1類443和417井組，滲透率高，累積注入量大，剩余油飽和度低，選擇的調(diào)堵劑需要封堵能力強(qiáng)、強(qiáng)度高、用量大。第2類420和367井組，轉(zhuǎn)注時(shí)間短，累積注入量少，選擇的調(diào)堵劑只需中等強(qiáng)度的。第3類418井組，皆為新轉(zhuǎn)注水井，選擇的調(diào)剖劑用量少、強(qiáng)度低。各注入井試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

圖1　 KBM油田試驗(yàn)井組分布Fig.1　Testwellgroup distribution in KBM oilfield

表1　調(diào)剖注入井段塞設(shè)計(jì)Table1　Slug design of injection wellwith profile control

2　試驗(yàn)區(qū)效果評價(jià)

2.1試驗(yàn)實(shí)施

2013年4月21日至8月16日先后在KBM油田完成了5個(gè)井組的調(diào)剖試驗(yàn)現(xiàn)場施工，平均單井注入調(diào)堵劑量為2 187m3。從2013年8月17日施工結(jié)束到2014年5月初，對5個(gè)井組進(jìn)行跟蹤觀察和分析。注入井注入壓力上升、吸水剖面得到改善、受效油井產(chǎn)量明顯增加。

2.2降水增油效果

隨著調(diào)剖措施在各注入井的依次實(shí)施，井組產(chǎn)油量出現(xiàn)多次峰值（圖2），由施工前平均產(chǎn)油量為113 t/d，上升至2014年4月產(chǎn)油量為150 t/d，最高峰值為172 t/d，綜合含水率由88%下降到83%，年累積增油量為13 408 t。

圖2　5個(gè)井組生產(chǎn)動態(tài)曲線Fig.2　Dynamic production curvesof5wellgroups

23口采油井中19口見到效果，受效油井?dāng)?shù)占試驗(yàn)井組一線油井總數(shù)的82.6%。大部分受效油井含水率降低明顯，產(chǎn)油量增加主要是基于含水率的下降（表2）。注劑期限為17～24 d，從見效井生產(chǎn)特征可以看到，大部分井注劑后1～2個(gè)月含水率開始下降，相應(yīng)地產(chǎn)油量明顯上升，而且后續(xù)水驅(qū)階段增油效果仍在持續(xù)。

表2　截至2014年3月見效井生產(chǎn)特征Table2　Production characteristicsof response producersby the end ofMarch 2014

2.3注入壓力變化特征

調(diào)剖試驗(yàn)實(shí)施中，采用了大劑量、多段塞封堵高滲透通道，調(diào)剖后注水井注入壓力明顯增大，5口注入井注入壓力由調(diào)剖前的0MPa上升到1.0～1.8 MPa，油井動液面基本保持穩(wěn)定（圖3）。

圖3　注入壓力與油井動液面變化特征Fig.3　Variation characteristicsof injection pressureand working fluid level in oilwell

根據(jù)注劑后注入井中油層的吸水剖面變化特征可以評價(jià)調(diào)剖效果［9］。注水井調(diào)剖前后壓力曲線變化表明，高滲透層得到有效封堵，注水井壓力逐步回升，注水狀況不斷在改善。420井調(diào)剖前后吸水剖面對比分析可以看到，主力層G層吸水厚度由5.5m增至9.5m；吸水強(qiáng)度從8.4m3/m下降到5.3m3/ m。主力吸水層的吸水強(qiáng)度由11.2m3/m下降到3.2 m3/m，有效封堵高滲透吸水條帶，弱吸水層段或不吸水層段吸水強(qiáng)度明顯增加，由此可以確定，縱向上水驅(qū)波及體積增大，水驅(qū)效率得到改善。

2.4注劑后地層導(dǎo)流能力評價(jià)

注入井注入不同的流體，在霍爾曲線上反映為不同直線段［10］，用曲線分段回歸求出各直線段斜率，其斜率與水驅(qū)直線段斜率之比為阻力系數(shù)。阻力系數(shù)越大，說明地層導(dǎo)流能力越低，阻力系數(shù)越小，說明地層導(dǎo)流能力越強(qiáng)［11］。根據(jù)試驗(yàn)井組注水井累積霍爾曲線（圖4）計(jì)算的阻力系數(shù)為3.26。試驗(yàn)結(jié)果顯示，注劑后和后續(xù)水驅(qū)階段地層滲流阻力大幅度增加，這表明對大孔道的調(diào)堵是有效的，而且調(diào)堵作用期長，對改善G層層內(nèi)矛盾和平面矛盾具有重要作用。

圖4　試驗(yàn)井組累積霍爾曲線Fig.4　Accumulated Hall curve of the testwellgroups

驅(qū)替特征曲線是試驗(yàn)井組或單井開發(fā)形勢的直觀顯示，若直線段向產(chǎn)油量坐標(biāo)軸傾斜，說明開發(fā)效果變好，否則開發(fā)形勢變差［12-13］。從試驗(yàn)井組2口井的驅(qū)替特征曲線（圖5）可以看到，注劑后直線段明顯向產(chǎn)油量坐標(biāo)軸傾斜，說明注劑見到效果，后續(xù)水驅(qū)階段效果持續(xù)。表明注入化學(xué)藥劑具有長效封堵作用，可以調(diào)堵高滲流通道，增大驅(qū)油波及體積，調(diào)堵效果好。

圖5　注入井驅(qū)替特征曲線Fig.5　Displacementcharacteristic curve of injectionwell

通過對注入過程的跟蹤分析和研究，由注入藥劑調(diào)堵高滲流通道、增大波及系數(shù)和長效封堵作用可知：①存在油藏大孔道。5個(gè)井組注入井施工前注水壓力顯示為0MPa（實(shí)際為負(fù)壓），施工初期采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%～2%的聚合物水膨體顆粒調(diào)剖液，表現(xiàn)為自吸，自吸最大速度達(dá)48m3/h；注入一定聚合物水膨體后壓力迅速上升；再注入高粘度聚合物凍膠調(diào)剖劑后壓力出現(xiàn)下降。粒徑為1～5mm的聚合物水膨體顆粒很容易注入地層且能夠進(jìn)一步運(yùn)移，由此可以判斷地層中存在高滲流通道。②可啟動未動用層。調(diào)剖過程中注入壓力上升到2.0 MPa后，繼續(xù)增加調(diào)堵劑的強(qiáng)度和注入量很難進(jìn)一步提高注入壓力。這一方面是由于注入調(diào)堵劑在高滲透帶深入推進(jìn)，另一方面是由于啟動了新的未動用層。③層段間干擾較小。這5個(gè)井組調(diào)剖后平均注水壓力保持在1.4MPa以上，穩(wěn)定時(shí)間超過12個(gè)月，表明高滲透層段得到有效封堵，之后，并未形成明顯的次生大通道。另外，雖然啟動了其他動用程度較低的油層，但未出現(xiàn)與其他高滲流層段的竄流。

2.5井組驅(qū)替特征評價(jià)

從見效油井分布可以看到，見效井主要分布于東部和南部，西北部相對較差。從東北到西南呈現(xiàn)條帶狀分布，與沉積物源方向一致。沿砂體分布的主流線方向效果明顯，這與前期開展的示蹤劑研究結(jié)果吻合。

3　結(jié)論

對KBM油田疏松砂巖稠油油藏應(yīng)用聚合物凍膠和聚合物水膨體堵劑進(jìn)行調(diào)剖試驗(yàn)是成功的，從5個(gè)井組增油降水效果可以看到，針對該類油藏調(diào)剖措施是有效和可行的。針對疏松砂巖稠油油藏形成的大孔道，連續(xù)相的聚合物凍膠和分散相的聚合物水膨體堵劑組合成功對大孔道進(jìn)行封堵，高強(qiáng)度和大劑量堵劑是高效長效封堵的保障。

建議加強(qiáng)油藏研究，精準(zhǔn)描述竄流通道，為調(diào)剖劑種類和數(shù)量匹配提供依據(jù)，也是調(diào)剖成功的重要保障。

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編輯劉北羿

Effectevaluation on profile controlexperiments in the unconsolidated sandstoneheavy oil reservoir

Feng Youkui1，Tang Ying2，YanWei3，LiYongkang3

（1.SchoolofEnergy Resources，China University ofGeosciences（Beijing），Beijing City，100083，China；2.CITICPetroleum Technology Development（Beijing）Limited，Beijing City，100004，China；3.SPTEnergy Groups Inc.，Beijing City，100088，China）

KBM oilfield belongs to unconsolidated sandstone heavy oil reservoir.It is difficult to control thewater cut and make oil production stable for thewater cut rises quickly and the oil production declines greatly in the process of development.Efficient developmentmeasure should be taken through experimental research.According to the characteristics of the oilfield，combined plugging agents such as polymer water swelling and polymer gelwere applied.During April to August 2013，a deep profile control experiment wasmade in the G and D layers of the oilfield central area.The average amount of the injected plugging agents is 2 187m3in each well.The results showed that the injection pressure raised by 1.5MPa averagely.The injection profilewas improved apparently：the swelling thickness of themain layers in oilwell 420 raised from 5.5m to 9.5m and the swelling strength of themain layers dropped from 11.2m3/m to 3.2m3/m.The effectof oilproduction increaseswas obvious in the response producer：82.6%of the total23 oilwells had good response.Composite water cutdropped from 88%to 83%.Accumulated annual oil production increased to 13 408 t.The effective period of the profile control and water pluggingwasmore than 12months long.The resistance factor rises to 3.26 based on the calculation and analysis.The formation flow resistance decreased obviously after profile controland flooding.A profile controlsystem that fits for the unconsolidated sandstone heavy oil reservoir and hasboth effects of profile controland flooding is suggested tobeoptimized and used in theoilfield development.

unconsolidated sandstone；heavy oil reservoir；deep profile control and flooding；oil production increment；re-sistance factor；EOR

TE345

A

1009-9603（2015）03-0124-05

2015-03-10。

馮有奎（1969—），男，甘肅定西人，高級工程師，碩士，從事油田勘探與開發(fā)綜合地質(zhì)研究。聯(lián)系電話：13651280528，E-mail：fyk815@163.com。