化學(xué)調(diào)堵提高斷塊油藏采收率技術(shù)應(yīng)用

姬洪明

化學(xué)調(diào)堵提高斷塊油藏采收率技術(shù)應(yīng)用

姬洪明

（中石化華東油氣分公司泰州采油廠，江蘇 泰州 225300）

注水開發(fā)是目前國內(nèi)油藏主要穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的開發(fā)方式，但因平面、層間非均質(zhì)性，油井受效方向單一，甚至注入井與采油井形成水淹通道，俗稱高耗水帶，制約油田穩(wěn)產(chǎn)。為緩解平面、層間矛盾，必須進行油藏深度調(diào)堵，本文重點介紹如何應(yīng)用化學(xué)堵劑治理S8-6斷塊高耗水帶，該斷塊為2注6采井網(wǎng)，歷年受效井4口，注水井S8-9于2018年9月實施化學(xué)堵水，實施化學(xué)堵水后流線得到改善，平面波及系數(shù)進一步提高，2019年新增受效井2口，二次受效井2口，井組日產(chǎn)油從31 t增加至44.02 t，實現(xiàn)最高日增油13.02 t，提高井組采收率0.44%。

穩(wěn)產(chǎn)方案； 化學(xué)堵水； 三維模型； 流線調(diào)整

1 油田概況

1.1 構(gòu)造特征

S8-6斷塊戴一段油藏屬于受構(gòu)造控制的層狀邊水驅(qū)動的巖性-構(gòu)造油藏，構(gòu)造高部由巖性控制的復(fù)合圈閉。構(gòu)造高點埋深2 280 m，閉合高度50 m，圈閉面積0.95 km2。

圖1 S8-6斷塊構(gòu)造圖

1.2 流體性質(zhì)

原油性質(zhì)：戴一段油藏地面原油密度0.904 g/cm3，地面原油粘度71 mPa·s，含硫0.49％，凝固點24.3 ℃，初餾點106 ℃，為低含硫中質(zhì)油特征。

天然氣性質(zhì)：借用帥垛油田資料，戴一段采得天然氣樣，天然氣為原油中的溶解氣，成分甲烷為主，占55.72%，乙烷占10.35%，丙烷占18.11%，其他烴類氣體含量較少，非烴類氣體CO2占3.18%。

地層水性質(zhì)：根據(jù)帥垛油田主體資料，地層水礦化度為30.52 g/L，水型均以碳酸氫鈉型為主，pH值為7.01。

2 S8-6斷塊開采現(xiàn)狀及潛力分析

2.1 開發(fā)形勢

S8-6斷塊戴一段Ⅱ油藏地質(zhì)儲量6.43×105t，于2015年2月投入開發(fā)，初期依靠天然能量開發(fā)，能量衰竭很快。2016年5月轉(zhuǎn)入注水開發(fā)，2018年8月油井6口，開井6口，注水井2口，開井2口，采油井產(chǎn)油31.26 t/d，平均單井產(chǎn)油5.2 t/d，產(chǎn)液50.14 t/d，平均單井產(chǎn)液8.36 t/d，綜合含水37.65%；注水井日配注60 m3，目前實注60 m3（帥8-9、帥5-16）。截至2018年8月31日累積產(chǎn)液5.00×104t，累積產(chǎn)油4.13×104t，累積注水3.36×104m3，累積注采比0.67，采出程度6.4%。S8-13、S8-7井高含水生產(chǎn)，其他井為低含水階段。

2.2 存在問題

S8-13、S8-7高含水生產(chǎn)，S8-9井于2016年12月10日注水，累計注水2.12×104t，S8-13井動液面從1 994 m上升至637 m，含水從10%突升至64%，S8-7井動液面從1 926 m上升至62 m，含水從8%突升至67%，S8-6、S8-10、S8-11、S8-12響應(yīng)特征不明顯。依據(jù)油水井動態(tài)響應(yīng)特征判斷水線的主要方向為S8-13、S8-7，該方向形成優(yōu)勢通道。下步建議對S8-9井進行調(diào)剖，均衡水線方向，增加受效井，提高井組采收率。

2.3 PI決策技術(shù)

決策技術(shù)是指以值為區(qū)塊整體調(diào)剖決策參數(shù)的技術(shù)。值是指由注水井井口的壓降曲線與時間的微積分。計算公式如下：

式中：-注水井的壓力指數(shù)，MPa；(t)-注水井關(guān)井時間t后井口的油管壓力，MPa；-關(guān)井時間，min。

根據(jù)S8-6井試井資料，回歸得出根據(jù)(t)== -4ln() + 22.788，其相關(guān)系數(shù)為1，計算S8-6井的值為3.96，值較小，具備調(diào)剖的必要性。

圖2 S8-9壓降分析圖

3 室內(nèi)實驗

3.1 實驗儀器及方法

實驗材料及設(shè)備：根據(jù)S8-6區(qū)塊地質(zhì)特點，選擇堵劑為聚丙烯酰胺、交聯(lián)劑、交聯(lián)聚合物穩(wěn)定劑，另外選擇原油及地層水、烘箱、高溫巖心驅(qū)替裝置。

實驗評價方法：利用正交法對不同聚合物濃度、交聯(lián)劑濃度、成膠時間下成膠強度進行測定，用目測法對成膠體系進行初步篩選，之后用流變儀測定膠體黏彈性，針對區(qū)塊特點選擇合理的配方。

物理模擬：使用填砂巖心管驅(qū)替物模裝置，先進行水驅(qū)實驗，當(dāng)水驅(qū)含水至98%后，在巖心的注入端注入合理的配方，待成膠后進行水驅(qū)實驗，根據(jù)最終采收率評價體系的效果。

3.2 凍膠性能評價

3.2.1 凍膠強度評價

S8-6斷塊地層溫度近80 ℃，物理模擬實驗采用有機體系作為交聯(lián)劑，該交聯(lián)劑可降低地層吸附，耐溫性好，穩(wěn)定成膠范圍50～120 ℃，實驗結(jié)果見表1。

從表1可以看出，在9組實驗中D級中等強度凍膠有4種配方，F(xiàn)級強凍膠2種配方，H級超強凍膠1種配方。

表1 不同配方濃度下的成膠時間與成膠強度

3.2.2 凍膠彈性評價

采用HAAKE MARS Ⅲ流變儀，測試中等強度凍膠、強凍膠、超強凍膠彈性模量G′。從表2中可以看出，不同的凍膠強度主要影響因素為聚合物的濃度，隨著濃度的增加，彈性模量逐步增加，濃度從3 000 mg/L增加至5 000 mg/L，彈性模量從 1 920 mPa增加至5 670 mPa，說明聚合物濃度越高，在地層中被破壞的時間越長。

表2 3種不同強度凍膠體系的彈性模量

3.2.3 封堵性能評價

通過封堵性能和殘余阻力系數(shù)評價3種成膠強度體系，3種體系水驅(qū)封堵率92.2%~99.2%，均能滿足S8-6區(qū)塊的要求。

表3 不同濃度凍膠體系封堵性能

3.3 提高采收率性能評價

利用物理模擬實驗，模擬注水井調(diào)剖后注水效果，從模擬的結(jié)果可以看出，初期模型含油飽和度98.7%，水驅(qū)至經(jīng)濟界限含水98%后，采收率為18.8%，對注水井進行調(diào)剖后，模型內(nèi)的含油飽和度為54.2%，采收率為44.5%，較僅水驅(qū)提高采收率25.7%。綜合評價注水井進行化學(xué)調(diào)剖后，可進一步提高采收率。

圖3 模型、水驅(qū)油、調(diào)剖、調(diào)剖后水驅(qū)效果圖

表4 不同措施過程的可視化模擬圖像分析數(shù)據(jù)表

4 數(shù)值模擬及礦場試驗

4.1 模型建立

（1）建立STARS模型，根據(jù)已經(jīng)建好的地質(zhì)模型進行粗化并導(dǎo)入數(shù)模，粗化后模型為45m×27m，利用Builder過程向?qū)Ы⒒瘜W(xué)驅(qū)模型。

（2）根據(jù)油、水的高壓物性，輸入體積系數(shù)、黏度、氣油比與壓力的變化曲線，同時輸入油水、氣液相滲資料。

4.2 方案預(yù)測

利用CMG數(shù)值模擬軟件對研究區(qū)進行精細(xì)歷史擬合，對區(qū)域內(nèi)的8口井進行歷史擬合，擬合程度較高。方案設(shè)計，方案一：根據(jù)目前的生產(chǎn)制度，預(yù)測1年的累產(chǎn)油；方案二：對S8-9井進行化學(xué)堵水，預(yù)測1年的累產(chǎn)油。根據(jù)預(yù)測的成果，模擬流線的變化。

圖4 S8-6斷塊方案模擬預(yù)測增油

通過模擬預(yù)測，方案二較方案一預(yù)測增油為 1 800 t，從流線圖可以看出，化學(xué)調(diào)驅(qū)前S8-9注水主要流向S8-7、S8-13井，調(diào)驅(qū)后帥8-9的注水流線逐步流向S8-10、S8-11、S8-12井，逐步受效。

4.3 礦場試驗

2018年9月S8-9井組開展調(diào)剖試驗，注水井帥8-9累計注入堵劑1 094 m3，注入壓力由13 MPa上升至22.5 MPa。

2018年10月調(diào)剖效果初現(xiàn)，處于主水線方向上的S8-7井和S8-13井動液面明顯下降，弱水線方向上的S8-10井和S8-11井供液有向好趨勢。至2018年12月份，油井明顯見到調(diào)剖效果，增油明顯。截至2019年7月27日，實現(xiàn)井組最高日增油13.02 t，調(diào)驅(qū)累計增油1 312 t，提高井組采收率0.44%。

表5 不同措施過程的可視化模擬圖像分析數(shù)據(jù)表

5 結(jié)論與建議

（1）S8-6斷塊油井受效方向單一，水線推進不均衡，于2018年9月注水井S8-9實施化學(xué)堵水，截至2019年7月累計增油1 312 t，提高井組采收率0.44%，預(yù)計提高采收率0.6%。

（2）化學(xué)堵劑方案設(shè)計思路，決策技術(shù)具備簡單、易操作的優(yōu)勢，通過計算注入井值，選擇小于5的作為化學(xué)堵水的目標(biāo)井，進行初步篩選，從動態(tài)方面進行充分論證，確定水線流向及優(yōu)勢通道，進行二次篩選，從而確定最終實施化學(xué)堵水的注水井。

（3）針對篩選的注入井，研究水淹規(guī)律，定性描述優(yōu)勢通道（高耗水帶）的物性變化，根據(jù)優(yōu)勢通道孔候特征，確定合理的堵劑強度、堵劑彈性。

（4）S8-6斷塊化學(xué)堵水的成功，建議下步推廣從油藏工程、數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗3方面進行論證，確保礦場措施有效率。

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Application of Chemical Plugging Control in Enhancing Oil Recovery in Fault-block Reservoirs

（Sinopec East China Branch Taizhou Oil Production Plant, Jiangsu Taizhou 225300, China）

Waterflood development is the main way to stabilize and increase oil production in domestic reservoirs at present, but because of the heterogeneity of plane and interlayer, the waterflooding channel has been formed between injection well and production well, commonly known as high water consumption zone, restricting stable production of oil field. In order to alleviate the contradiction of plane and interlayer, it is necessary to carry out deep reservoir adjustment and plugging. In this paper, how to apply chemical plugging agent to control the high water consumption zone of fault block S8-6 was mainly introduced, the fault block S8-6 used a 2-injection-6 production pattern and was developed in 4 wells in the past years, the water injection well S8-9 implemented chemical water shutoff in September 2018. After the implementation of chemical water shutoff, the streamline was improved and the plane sweep coefficient was further enhanced. In 2019, two new effective wells and two secondary effective wells were added, and the daily oil production of well groups increased from 31 t to 44.02 t, the maximum daily oil increase was 13.02 t and the recovery factor of well group was increased by 0.44%.

production plan; chemical water shutoff; three-dimensional model; streamline adjustment

沈陽工業(yè)大學(xué)簡介

沈陽工業(yè)大學(xué)是一所以工為主，涵蓋工、理、經(jīng)、管、文、法、哲、藝術(shù)等八大學(xué)科門類的多科性教學(xué)研究型大學(xué)。學(xué)校始建于1949年，1985年由沈陽機電學(xué)院更名為沈陽工業(yè)大學(xué)。原為國家機械工業(yè)部所屬院校，1998年起由中央和地方共建。以遼寧省管理為主。

學(xué)校由位于遼寧省沈陽市的中央校區(qū)、興順校區(qū)、國家大學(xué)科技園和位于遼寧省遼陽市的遼陽校區(qū)“三區(qū)一園”組成。中央校區(qū)（主校區(qū)）位于沈陽市裝備制造業(yè)聚集的國家級經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。

學(xué)?？傉嫉孛娣e158.99萬平方米，校舍建筑面積64.16萬平方米，設(shè)有20個學(xué)院、2個教學(xué)部和2個工程實訓(xùn)中心，共設(shè)53個本科專業(yè)、18個專科專業(yè)。學(xué)校現(xiàn)有普通本科生19889人，碩士研究生2738人，博士研究生276人，在站博士后17人，其他類碩士生511人，?？粕?682人，成人教育學(xué)生7611人，外國留學(xué)生183人。學(xué)校具有學(xué)士、碩士、博士三級學(xué)位授予權(quán)。有1個國家重點二級學(xué)科（電機與電器），4個一級學(xué)科為省一流學(xué)科，16個二級學(xué)科為省重點學(xué)科。建有電氣工程、材料科學(xué)與工程、機械工程和儀器科學(xué)與技術(shù)4個博士后科研流動站。5個一級學(xué)科具有博士學(xué)位授予權(quán)，13個一級學(xué)科和11個二級學(xué)科具有碩士學(xué)位授予權(quán)。設(shè)有工程碩士、會計碩士、金融碩士、工商管理碩士（MBA）以及工程管理碩士（MEM）5個專業(yè)學(xué)位類別，其中工程碩士包含13個領(lǐng)域。2010年，獲批教育部專業(yè)學(xué)位研究生教育綜合改革試點單位。機械工程領(lǐng)域獲“全國工程碩士研究生教育特色工程領(lǐng)域”。

TE357

A

1004-0935（2020）05-0594-04

2020-04-10

姬洪明（1986-），男，工程師，碩士學(xué)位，山東濰坊人，2011畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣田開發(fā)專業(yè)，現(xiàn)從事油田開發(fā)工作。