深層稠油高鹽水驅(qū)油藏深部化學(xué)調(diào)驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用
————以吐哈油田魯X區(qū)塊為例

黃兆海

（中國(guó)石油遼河油田分公司外部市場(chǎng)項(xiàng)目管理部，遼寧 盤錦 124010）

魯X區(qū)塊位于吐哈盆地南部魯克沁稠油構(gòu)造帶，是受英也爾和魯克沁斷層控制的斷背斜帶，主力含油層系是三疊系中統(tǒng)克拉瑪依組Ⅱ油組，為復(fù)雜斷塊邊底水油藏[1-2]，該區(qū)塊油層中深2 600 m，孔隙度22.9%，滲透率319×10-3μm2，地溫梯度2.51 ℃/100 m，50 ℃原油黏度324 mPa·s，地面原油密度0.965 9 g/cm3，地層水為CaCl2型、總礦化度達(dá)96 691 mg/L，Ⅱ油組層間、層內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)，采用注水開發(fā)、空心桿摻稀生產(chǎn)。目前存在油井水竄嚴(yán)重，指進(jìn)現(xiàn)象突出，綜合含水高達(dá)90.3%，平均單井日產(chǎn)油僅1 t，以往采用的調(diào)剖體系處理半徑小、抗剪切性較差，導(dǎo)致措施效果逐年變差，為此，急需開展深部化學(xué)調(diào)驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用，改善層間、層內(nèi)矛盾，封堵水竄優(yōu)勢(shì)通道，提高水驅(qū)波及范圍[3-4]。通過(guò)研究與應(yīng)用，研制出了一種具有耐鹽、抗剪切、封堵率高、有效期長(zhǎng)、驅(qū)替效果好的兩段塞深部調(diào)驅(qū)劑，應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)優(yōu)化施工參數(shù)，取得了明顯的控水增油效果。

1 調(diào)驅(qū)思路及配方

1.1 調(diào)驅(qū)思路

根據(jù)區(qū)塊水竄情況，按照“注得進(jìn)、堵得住、走得遠(yuǎn)”的施工設(shè)計(jì)，對(duì)該塊提出“近井調(diào)堵、遠(yuǎn)井驅(qū)油、先堵后調(diào)”的調(diào)堵、驅(qū)油結(jié)合的調(diào)驅(qū)思路：①采用封堵段塞對(duì)地層中的水竄通道進(jìn)行封堵，提高注入壓力，以調(diào)整縱向剖面為主要目的；②采用調(diào)驅(qū)段塞進(jìn)行深部調(diào)驅(qū)，驅(qū)替井間剩余油，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離調(diào)驅(qū)。

1.2 調(diào)驅(qū)配方

通過(guò)資料文獻(xiàn)調(diào)研，要實(shí)現(xiàn)深部調(diào)驅(qū)必須保證成膠時(shí)間可控、穩(wěn)定性好、抗剪切能力強(qiáng)的要求[5]，為此通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了125組配方實(shí)驗(yàn)。

1.2.1 配方組成

通過(guò)室內(nèi)評(píng)價(jià)試驗(yàn)篩選出了以抗鹽HPAM、樹脂類交聯(lián)劑、改性尿素類穩(wěn)定劑、多酚類增強(qiáng)劑、銨鹽類pH值調(diào)節(jié)劑為主的調(diào)驅(qū)體系配方，同時(shí)，在封堵段塞添加抗鹽型體膨顆粒，粒徑為0.1～0.3 mm和0.5～1.0 mm，進(jìn)一步增加封堵強(qiáng)度。

1.2.2 配方濃度

調(diào)驅(qū)段塞配方：聚合物0.20%+交聯(lián)劑A 0.02%+交聯(lián)劑B 0.20%+穩(wěn)定劑0.04%+增強(qiáng)劑0.02%+ pH值調(diào)節(jié)劑0.02%；封堵段塞配方：聚合物0.50%+交聯(lián)劑A 0.02%+交聯(lián)劑B 0.20%+穩(wěn)定劑0.04%+增強(qiáng)劑0.02%+ pH值調(diào)節(jié)劑0.02%+體膨顆粒0.50%。

1.2.3 性能指標(biāo)

成膠溫度：50～90 ℃；成膠時(shí)間：48～72 h可調(diào)；凝膠黏度：3 000～22 000 mPa·s；耐礦化度：170 000 mg/L；耐鹽型體膨顆粒膨脹率：5～8倍；膨脹時(shí)間：12～24 h；耐礦化度：170 000 mg/L。

2 調(diào)驅(qū)體系性能評(píng)價(jià)

2.1 段塞黏損評(píng)價(jià)

2.1.1 實(shí)驗(yàn)條件與步驟

巖心模型：采用φ25 mm×500 mm不銹鋼填砂管，用粒度中值0.15～0.20 mm的石英砂460 g裝滿壓實(shí)，兩端用細(xì)篩網(wǎng)封住，經(jīng)測(cè)試模擬巖心孔隙度22.4%，滲透率306×10-3μm2。

實(shí)驗(yàn)溫度：70 ℃ ；注入速度：1 mL/min；黏度計(jì)：GT300 PLUS型凝膠旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)。

首先記錄原始成膠黏度（μ0）、然后分別記錄通過(guò)巖心1～5次后黏度（μ1、μ2、μ3、μ4、μ5）。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

調(diào)驅(qū)體系通過(guò)填砂模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 凝膠黏損實(shí)驗(yàn)結(jié)果 mPa·s

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，封堵段塞通過(guò)5次后，黏損為35.7%；調(diào)驅(qū)段塞通過(guò)5次后，黏損為26.3%；經(jīng)過(guò)多次剪切和吸附滯留后黏度下降幅度變小，說(shuō)明調(diào)驅(qū)劑抗剪切性能好，可滿足現(xiàn)場(chǎng)深部調(diào)驅(qū)需求。

2.2 段塞封堵率評(píng)價(jià)

2.2.1 實(shí)驗(yàn)條件與步驟

巖心模型：采用φ25 mm×500 mm不銹鋼填砂管，用粒度中值0.15～0.20 mm的石英砂400 g裝滿，兩端用細(xì)篩網(wǎng)封??；實(shí)驗(yàn)溫度：70 ℃ ；注入速度：1 mL/min；儀器：LDY50-180巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀。

首先測(cè)定巖心初始水相滲透率K1，作為封堵前滲透率，然后將配制好的封堵段塞注入0.2 PV到巖心模型中，靜置24 h后，進(jìn)行水驅(qū)，測(cè)定巖心封堵后水相滲透率K2，計(jì)算封堵率E。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

封堵效率實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 段塞封堵率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，封堵段塞具有良好的封堵性能，封堵效率達(dá)到90%以上，滿足近井地帶調(diào)剖封堵的要求。

2.3 段塞驅(qū)油評(píng)價(jià)

2.3.1 實(shí)驗(yàn)條件與步驟

巖心采用魯X區(qū)塊某井巖心，巖心尺寸為φ25 mm×153 mm，孔隙度23.1%，滲透率為334×10-3μm2；實(shí)驗(yàn)溫度：70 ℃ ；注入速度：水驅(qū)速度0.10 mL/min，注調(diào)驅(qū)段塞速度0.01 mL/min；實(shí)驗(yàn)用水：注入水；實(shí)驗(yàn)用油：區(qū)塊某井的井下油樣；調(diào)驅(qū)段塞黏度：1 930 mPa·s（70 ℃）。

用油樣將巖心飽和，第一階段用1.0 PV注入水驅(qū)替，第二階段用0.5 PV調(diào)驅(qū)段塞及0.5 PV注入水驅(qū)替，測(cè)試各階段的采收率，進(jìn)行驅(qū)油效果對(duì)比[6-7]。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 段塞驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，調(diào)驅(qū)后采收率是在水驅(qū)采收率15.95%基礎(chǔ)上又增加了21.06%，說(shuō)明調(diào)驅(qū)段塞的注入擴(kuò)大了注入水波及范圍，驅(qū)油效果顯著。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施總結(jié)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研優(yōu)選了魯X-A井組開展化學(xué)深部調(diào)驅(qū)技術(shù)實(shí)施，該井組位于區(qū)塊西南部，是被四條四級(jí)斷層切割為一個(gè)獨(dú)立的小斷塊，井組內(nèi)為1注3采，井間距96～123 m，井組采出程度12.54%，注采關(guān)系對(duì)應(yīng)好，油井采出水測(cè)試結(jié)果分析表明，注入水主要竄流為一個(gè)方向。實(shí)施前注水壓力16 MPa，日注水40 m3，注入水全部突破生產(chǎn)井，實(shí)施前井組日產(chǎn)液31.51 m3，日產(chǎn)油2.75 t，含水91.3%。

根據(jù)井組特點(diǎn)開展了施工參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體情況如下。

3.1 用量設(shè)計(jì)

封堵段塞：考慮注入水優(yōu)勢(shì)通道、生產(chǎn)井等情況封堵方向設(shè)計(jì)系數(shù)為三分之一，處理半徑設(shè)計(jì)20 m，計(jì)算得出封堵段塞用量1 800 m3。

調(diào)驅(qū)段塞：考慮束縛水、剩余油等因素影響，修正系數(shù)取值為0.4，處理半徑取值1/3井距，計(jì)算得出調(diào)驅(qū)段塞用量6 000 m3。

3.2 注入方式

采用籠統(tǒng)注入管柱，喇叭口下至油層上界20 m，采用“先堵后調(diào)”施工方式，首先注入封堵段塞，封堵主要竄流通道，然后進(jìn)行深部調(diào)驅(qū)，設(shè)計(jì)注入壓力不超過(guò)同等排量下的注水壓力[8]。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

為保證調(diào)驅(qū)劑質(zhì)量，選用三缸柱塞泵（最高壓力60 MPa，最大排量7 m3/h）注入設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施于2019年歷經(jīng)3個(gè)月完成，累計(jì)注入調(diào)驅(qū)劑7 856 m3，施工排量在2.0～3.5 m3/h，注入壓力由初期的21 MPa升高到28 MPa。

4 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

4.1 注水情況

魯X-A井措施后日注水量由措施前40 m3降低到20 m3，注水壓力由16.0 MPa升高到18.4 MPa，升高了2.4 MPa，通過(guò)措施前、后視吸水指數(shù)測(cè)試對(duì)比（表4），啟動(dòng)壓力由10.2 MPa升高到13.1 MPa，升高了2.9 MPa，措施后曲線斜率變大，說(shuō)明地層吸水能力下降，水竄通道得到了有效封堵。

表4 措施前后視吸水指數(shù)測(cè)試結(jié)果

4.2 吸水剖面情況

通過(guò)措施前后吸水剖面測(cè)試結(jié)果分析（表5），吸水剖面得到了有效改善，其中，2個(gè)層吸水增加，分別增加了9.1%和10.9%，1個(gè)層吸水降低了20.0%。

表5 措施前后吸水剖面測(cè)試結(jié)果

4.3 油井情況

對(duì)應(yīng)3口油井在深部調(diào)驅(qū)開始實(shí)施1個(gè)月后產(chǎn)量就有明顯提升，主要竄流通道的油井產(chǎn)油量增加明顯，最高日產(chǎn)油達(dá)到7.48 t，其他兩口井產(chǎn)油量也有一定升高，井組日產(chǎn)油最高達(dá)9.24 t，目前井組日產(chǎn)油4.74 t，含水降低了5.1%，有效天數(shù)已達(dá)537 d，累計(jì)增油1 074 t，控水增油效果明顯。

5 結(jié)論及建議

（1）針對(duì)深層稠油高鹽水驅(qū)油藏研究出了一種具有耐鹽、抗剪切、封堵率高、有效期長(zhǎng)、驅(qū)替效果好的兩段塞深部調(diào)驅(qū)劑，并通過(guò)室內(nèi)評(píng)價(jià)確定了配方最佳使用濃度。

（2）通過(guò)室內(nèi)評(píng)價(jià)表明，兩段塞深部調(diào)驅(qū)劑黏損率小、封堵率達(dá)到90%以上，驅(qū)油效果好，可滿足深層稠油高鹽水驅(qū)油藏調(diào)驅(qū)需求。

（3）提出了“近井調(diào)堵、遠(yuǎn)井驅(qū)油、先堵后調(diào)”的調(diào)堵、驅(qū)油結(jié)合的調(diào)驅(qū)思路，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果表明，深部調(diào)驅(qū)措施抑制了水竄優(yōu)勢(shì)通道，改善了油層吸水情況，擴(kuò)大了水驅(qū)波及范圍，控水增油效果明顯，為同類油藏提高注水開發(fā)效果提供了一種新方法。