吳起油田弱凝膠微粒復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用

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(延長(zhǎng)油田股份有限公司吳起采油廠，陜西延安 717600)

吳起油田不同程度地存在人造和天然微裂縫，微裂縫在注水開(kāi)發(fā)初、中期是油藏高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要因素。在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中逐步形成微裂縫型大孔道，地層滲透率變大，注入水沿裂縫、大孔道指進(jìn)嚴(yán)重，層內(nèi)矛盾日益突出，造成油井高含水甚至水淹，尤其對(duì)于非均質(zhì)性嚴(yán)重的儲(chǔ)層，嚴(yán)重影響了油井產(chǎn)量和注水效果，水驅(qū)低效問(wèn)題日益嚴(yán)重。普通的調(diào)剖、調(diào)驅(qū)工藝措施在控制油藏含水上升方面有作用，但由于深度有限，隨著時(shí)間推移及措施次數(shù)增多，效果逐漸變差。與普通的調(diào)剖、調(diào)驅(qū)技術(shù)相比，弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)可以達(dá)到在油藏的深部調(diào)整與改善地層非均質(zhì)性，擴(kuò)大水驅(qū)波及率的效果，加之該弱凝膠調(diào)驅(qū)劑配方還能作為驅(qū)油劑驅(qū)相改善水驅(qū)油不利的流度比，提高注水掃油效率，其性能更加優(yōu)良，可以為油田的增儲(chǔ)上產(chǎn)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益[1-3]。

1 吳起油田調(diào)驅(qū)技術(shù)現(xiàn)狀

吳起油田油藏非均質(zhì)性嚴(yán)重，相對(duì)物性較差，滲透率為0.8～1.4 mD；隨著注水開(kāi)發(fā)，層內(nèi)和層間矛盾日益突出，造成油井高含水甚至水淹，嚴(yán)重影響了油井產(chǎn)量和注水效果，水驅(qū)低效及無(wú)效問(wèn)題日益嚴(yán)重。尤其是舊井轉(zhuǎn)注注水井，由于轉(zhuǎn)注前均實(shí)施了壓裂，人工裂縫的存在造成注水后含水上升現(xiàn)象嚴(yán)重，治理難度較大[4-6]。2013年全廠治理高含水井組44個(gè)，均采用常規(guī)調(diào)剖、調(diào)驅(qū)措施，其中轉(zhuǎn)注井29口，7口措施無(wú)效；投注井15口，其中1口措施無(wú)效。44個(gè)治理井組中有效期達(dá)到6個(gè)月以上的只有17個(gè)，僅僅占治理總井?dāng)?shù)的38.6%。且隨著輪次的增多，效果逐漸變差。 現(xiàn)在急需一種有效的治理措施，既能有效治理高含水井，可以在油藏深部調(diào)整和改善地層非均質(zhì)性，又能提高注入水的掃油效率。

2 弱凝膠微粒復(fù)合調(diào)驅(qū)劑的合成

調(diào)驅(qū)劑主要以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)等有機(jī)高分子化合物及無(wú)機(jī)物添料作為原料，用氧化還原法將控制劑、增強(qiáng)劑等按照一定比例混合，在交聯(lián)劑存在、一定溫度及氮?dú)獗Ｗo(hù)下使聚合與交聯(lián)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高黏聚合物，經(jīng)過(guò)切割、干燥、粉碎及篩分后得到調(diào)驅(qū)劑產(chǎn)品[7-8]。它的驅(qū)動(dòng)性強(qiáng)、可變性好、封堵強(qiáng)度高、施工用量少，其黏彈性比地下交聯(lián)聚合物調(diào)驅(qū)劑和地面預(yù)交聯(lián)顆粒調(diào)驅(qū)劑好，解決了普通調(diào)驅(qū)劑進(jìn)地層后因復(fù)雜因素造成的不成膠問(wèn)題，同時(shí)解決了普通調(diào)驅(qū)劑不易進(jìn)入地層深部等弊端[9-10]。

適用條件：①油層深部非均質(zhì)性嚴(yán)重；②普通調(diào)剖效果逐漸變差，調(diào)剖已無(wú)法繼續(xù)擴(kuò)大注入水的波及率，經(jīng)濟(jì)效益變差；③注入水沿裂縫、大孔道指進(jìn)嚴(yán)重油層；④注水井井況良好、層間干擾小。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

根據(jù)吳起油田的地層特征，結(jié)合弱凝膠深部調(diào)驅(qū)技術(shù)的原理，本次研究選擇了鐵邊城、寨子河等油區(qū)作為試驗(yàn)區(qū)，在問(wèn)題注水井中選擇了10個(gè)井組進(jìn)行弱凝膠深部調(diào)驅(qū)試驗(yàn)，試驗(yàn)實(shí)施的注水井都是舊井轉(zhuǎn)注井，傳統(tǒng)工藝治理難度大。

3.1 實(shí)施步驟

(1)調(diào)驅(qū)前測(cè)對(duì)應(yīng)生產(chǎn)油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量、含水量數(shù)據(jù)。

(2)調(diào)驅(qū)前洗井至進(jìn)出口水質(zhì)一致。

(3)連接地面管線，試壓25 MPa不刺不漏為合格。

(4)按用量及段塞設(shè)計(jì)要求，采用2個(gè)配液池交替配制調(diào)驅(qū)劑，具體濃度及粒徑可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，要求連續(xù)注入，中途不得停泵。

(5)注入調(diào)驅(qū)劑時(shí)，注入過(guò)程中應(yīng)密切監(jiān)測(cè)施工壓力、排量及油井產(chǎn)出液的變化。

(6)注完調(diào)驅(qū)劑后，要求用泵連續(xù)正反頂替清水25 m3，以過(guò)量頂替調(diào)驅(qū)劑，并徹底清除配液池內(nèi)剩余的調(diào)驅(qū)劑。

(7)調(diào)驅(qū)完成后，恢復(fù)正常注水。

(8)正常注水3天后，錄取注水壓力、注水量，6天內(nèi)測(cè)吸水指示曲線、壓降曲線各一條。

3.2 調(diào)驅(qū)設(shè)計(jì)配方

為緩解平面矛盾，決定對(duì)該井實(shí)施裂縫堵水措施，改變水驅(qū)方向，擴(kuò)大水驅(qū)體積，提高水驅(qū)效率，從而達(dá)到井組均衡水驅(qū)的目的。方案設(shè)計(jì)5個(gè)段塞(表1)：

(1)第一段塞是驅(qū)油劑1段塞，目的是對(duì)深部地層進(jìn)行預(yù)處理，使后續(xù)堵劑能夠在低壓下注入。

(2)第二段塞是有機(jī)堵劑段塞，目的是與先期注入的聚合物絮凝反應(yīng)，對(duì)地層初步封堵。

(3)第三段塞是主體堵劑段塞，目的是對(duì)地層高滲透帶進(jìn)行橋堵，使后續(xù)堵劑能在高滲透部位駐留。

(4)第四段塞是主體堵劑段塞，對(duì)深部地層進(jìn)一步封堵。

(5)第五段塞是驅(qū)油劑1段塞，目的是將先期注入的堵劑向更遠(yuǎn)地帶推進(jìn)，并對(duì)孔隙空間的剩余油進(jìn)行驅(qū)替。

由于本次調(diào)驅(qū)主要是充分發(fā)揮層內(nèi)的潛力，對(duì)層內(nèi)進(jìn)行深部調(diào)驅(qū)，因此其劑量設(shè)計(jì)以調(diào)驅(qū)半徑參數(shù)為主要計(jì)算依據(jù)，應(yīng)用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

Q=βπR2HΦ

(1)

式中Q——調(diào)驅(qū)劑用量，m3；

R——調(diào)驅(qū)半徑，40 m(由于層內(nèi)的非均質(zhì)性差異，高滲部位的調(diào)驅(qū)半徑實(shí)際遠(yuǎn)大于該值)；

H——吸水厚度，7.5 m；

Ф——處理層孔隙度，8.5%；

β——用量系數(shù)，取0.6。

由上式算出調(diào)驅(qū)劑用量，實(shí)際準(zhǔn)備量稍大。

表1 注水井調(diào)驅(qū)施工參數(shù)設(shè)計(jì)Table 1 Design of construction parameters of water injection well adjustment drive

3.3 實(shí)施效果評(píng)價(jià)

3.3.1 措施前后井組產(chǎn)能分析

試驗(yàn)的10口井通過(guò)實(shí)施弱凝膠深部調(diào)驅(qū)后，井組日增產(chǎn)在10%以上，對(duì)應(yīng)油井措施有效率達(dá)90%以上，達(dá)到了預(yù)期效果，擴(kuò)大了驅(qū)油波及體積，有效地堵塞了水竄孔道；對(duì)應(yīng)生產(chǎn)井措施前總液量180.91 m3、日產(chǎn)凈油60.34 t，施工后總液量下降為130.69 m3、日產(chǎn)凈油70.12 t，平均日產(chǎn)能增加9.78 t；綜合含水由施工前的60.8%下降到36.8%，6個(gè)月有效期內(nèi)累計(jì)增油1 782 t，降水增油效果明顯(表2)。

表2 試驗(yàn)井組調(diào)驅(qū)前后產(chǎn)量對(duì)比Table 2 Comparison of yield before and after test well group adjustment drive

3.3.2 措施前后注水指示曲線分析

分析注水指示曲線(圖1)，施工前平均吸水強(qiáng)度指數(shù)為3.12 m3/(d·MPa)，平均啟動(dòng)壓力為6.2 MPa；地層存在高吸水層，施工后平均吸水強(qiáng)度指數(shù)為1.95 m3/(d·MPa)，減小1.20 m3/(d·MPa)；啟動(dòng)壓力為7.3 MPa，升高1.1 MPa，說(shuō)明原高滲透層得到有效封堵，低滲透層得到動(dòng)用。

3.3.3 實(shí)施前后注水壓力分析

由圖2可以看出，調(diào)驅(qū)前該井近井地帶經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期沖刷，存在高滲透大孔道壓力擴(kuò)散速度很快，在停井8 h后的壓力觀測(cè)中，壓力由8 MPa下降至0.6 MPa，整個(gè)過(guò)程壓力共下降7.4 MPa，壓力下降速度較快；措施后在同樣觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，壓力由8 MPa下降至2.1 MPa，僅下降5.9 MPa，判斷分析認(rèn)為，井底高滲透帶已經(jīng)得到有效封堵。

圖1 措施前后注水指示曲線Fig.1 Water injection indicator curves before and after measure

圖2 措施前后壓降曲線Fig.2 Pressure drop curves before and after measures

4 結(jié)論

(1)產(chǎn)品中加入了控制劑，使得顆粒的膨脹速度變慢，從而更容易進(jìn)入地層的深部。

(2)凝膠顆粒的熱穩(wěn)定性好，產(chǎn)品通過(guò)加入增強(qiáng)劑和穩(wěn)定劑，使得顆粒膨脹的保持率達(dá)到96%左右。

(3)通過(guò)調(diào)整單體配比、合成反應(yīng)條件及加工工藝所制備的調(diào)驅(qū)劑，克服了普通調(diào)驅(qū)劑遇到底下復(fù)雜條件不易成膠的問(wèn)題，解決了傳統(tǒng)工藝制備的調(diào)驅(qū)劑顆粒密度大、難以到達(dá)地層深部等缺點(diǎn)。

(4)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，找到了適合吳起油田高含水井治理的調(diào)驅(qū)配方及工藝技術(shù)。