论文部分内容阅读
[摘 要]堵水调剖即封堵优势渗流通道、调整吸水剖面，以达到提高水驱效果的目的。在我国，注水开发依旧是目前油田开发的主要方式，随着开发的不断深入，由于储层的非均质性，注入水会沿着高渗带不断突进，形成水流优势渗流通道，这种渗流通道会造成注入水的无效循环，导致含水升高、產量下降，影响注水开发的效果。堵水调剖可以减少油井出水，提高油层压力，扩大注入水的波及面积，提高采收率。
[关鍵词]注水开发；堵水调剖；优势渗流通道
中图分类号：P684 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0372-01
1 油田开发现状及存在问题
目前，国内的油藏大部分都是开发20年以上的老油田，采出程度较高，经过长期的注水开发，水淹比较严重，剩余油分布高度分散，部分区块采出程度已接近30%，综合含水已达90%以上，单井产油量较低，形成高采出程度下低速生产的局面。从近几年新侧钻井生产状况看，投产初期或投产后短期内含水即迅速上升，挖潜难度大，已进入高含水高采出程度阶段，油层动用程度较高，水淹严重。平面注水的方向性，造成地层高渗带、大孔道的形成使油组层间平面矛盾加剧，使层间及平面的治理工作日趋困难。
在长井段合采过程中，由于层间物性的差异，层间干扰、各层相互矛盾非常突出，造成部分油层动用程度较低，出力状况差，动用程度在50%左右。部分井实施分注，但动用程度虽有一定的提高但是并未达到理想状况，仍有部分层未被利用起来，所测吸水剖面资料显示，两级三段分注方式中有的层位不吸水，有的层位强吸水，层间矛盾依然突出。以大港油田一个开发断块为例，随着开井油水井井数比的增加，阶段注采比下降，日产液水平上升，地层压力呈下降趋势，在饱和压力以上运行，区块流压也呈下降趋势。区块开发初期由于井网不完善，含水上升速度快。含水率与采出程度关系曲线显示，采出程度超过20%之后，耗水量开始上升，日产液水平上升。
2 调剖工艺及参数分析
2.1 调剖施工工艺
堵水就是要从油井控制产水量，调剖是要从水井控制注水位置和方式，国内开展堵水调剖措施的研究开始于19世纪50年代，经历了采油井的堵水、注水井的调剖、开发井组的调剖和油田区块的整体调剖几个阶段。要保障堵水调剖措施的顺利实施，首先需要准确的了解地下储层的开发状况以及开发过程中存在的各种问题，以便对症下药。其次堵水调剖剂的应用也至关重要，调剖剂的优选复杂，只有选取适合油田开发开采环境的注水调剖剂，才能高效的保证堵水调剖的成功实施。再次，需要合理的施工方案和合格的施工设备。
注水调剖施工分为地上设备和地下设备两个方面。地上设备包含配液池、注水调剖泵以及压力等计量仪器。地下设备主要是注入管柱和堵水调剖剂的安装位置。油井堵水分层可以采用卡封隔器，亦可通过钻式电缆桥塞的方式，或者采用填砂方式。堵水调剖剂的安置和使用直接影响堵水调剖的效果，国内有学者通过建立堵水调剖剂安放位置与采收率的数学模型，并通过模拟实验，建立其相关关系，认为堵水调剖剂放在井间压力梯度最小的地方，采收率最高。
2.2 调剖剂优选
调剖剂技术主要有聚合物冻胶、凝胶类，聚合物微球类，体膨颗粒类，微生物类及化学类等类型。冻胶在国内的应用较为广泛，一般应用于井间距离较近的调剖和深部油藏调剖，对于近井调剖，冻胶调剖剂可以有效适用于层内非均质性严重或者层间存在高渗条带的油藏，而对于深部油藏的调剖，冻胶对于非均质厚油层的调剖效果好。弱凝胶也成为流动凝胶，由聚合物和交联剂两部分组成，弱凝胶调剖是一个动态的封堵过程，可以改善油藏深部的非均质性，对于深部油藏厚油层内存在优势渗流通道或者裂缝等造成的无效水循环具有很好的封堵效果。但是，聚合物弱凝胶多不抗盐，不适用矿物度高、温度较高的地层。聚合物微球是一种纳米、微米级别的活性微球，通过微球遇水后膨胀，吸附封堵孔喉，进而改变流体的运动方向，以达到调剖堵水的作用。但由于其纳米及微米级的特性，聚合物微球适用于低孔低渗的储层。体膨颗粒调剖是新兴的一种适用于深部油藏的调剖技术，体膨颗粒遇水后变软，可以变形，在外力的作用下，随水运移至大孔道或者高渗条带层位，进而起到封堵调剖的作用。体膨颗粒的适用性更强，抗温、抗盐能力较好，并且由于其方便、简单、经济以及风险小的优势被广泛认可，对我国已处于开发后期的老油田的深部挖潜，提供了可靠的技术手段。
3 应用效果分析
以大港油田为例，首先，根据吸水剖面、产液剖面、注水井和采油井的压力变化等参数，确定调剖井，优势渗流通道是调剖的主要目标之一，优势通道的形成有两方面的因素，一是受控于沉积成岩作用，另一种是开发过程中形成的水驱通道，判断的依据主要有平均渗透率、有效厚度以及单层的突进系数，此外，还有吸水指数、单位厚度的注水量、含水上升速度等。其次，根据注采井组的开发状况确定调剖的范围，注采井的关联性研究至关重要，一般可以通过曲线对比、关联分析等，建立数学模型，得到油水井间的关联性。最后，综合地下储层各项因素，确定调剖半径和堵水调剖剂的用量，完成堵水调剖施工措施。对开发区块的注水井，治理措施包括转注、调剖和封层，措施见效率26.1%，增油效果明显。采油井措施包括补孔、堵水和解堵，效果较好，产量增加明显。其中堵水效果较好，通过封层后含水有所控制，初期含水从93.7%下降到84.2%，取得较好效果。
4 结论
笔者通过研究老油田开发现状，分析了开发后期存在的矛盾和问题，主要包含两个方面，一是层间矛盾严重，油层的动用程度低，二是注水开发效果差，原因是由于层间非均质性造成高渗带的注入水突进，导致高渗带的无效水循环，影响油井产量。针对目前老油田开发过程中存在的问题，笔者总结了堵水调剖工艺的施工方案，并且对堵水调剖剂进行分类对比和优选，以大港油田开发断块为例，分析堵水调剖技术的应用效果。
参考文献
[1] 赵延茹，梁伟，赵晓红，芦玉花，戴宇婷.油田堵水调剖技术研究进展与发展趋势[J].内蒙古石油化工，2011，（21）：117-121.
[2] 熊春明，唐孝芬.国内外堵水调剖技术最新进展及发展趋势[J].石油勘探与开发，2007，（01）：83-88.
[3] 李宜坤，覃和，蔡磊.国内堵水调剖的现状及发展趋势[J].钻采工艺，2006，（05）：105-106+123+143.
[4] 袁谋，尹文军.大面积堵水调剖技术工业化应用研究[J].石油勘探与开发，2003，（02）：88-90.
[关鍵词]注水开发；堵水调剖；优势渗流通道
中图分类号：P684 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0372-01
1 油田开发现状及存在问题
目前，国内的油藏大部分都是开发20年以上的老油田，采出程度较高，经过长期的注水开发，水淹比较严重，剩余油分布高度分散，部分区块采出程度已接近30%，综合含水已达90%以上，单井产油量较低，形成高采出程度下低速生产的局面。从近几年新侧钻井生产状况看，投产初期或投产后短期内含水即迅速上升，挖潜难度大，已进入高含水高采出程度阶段，油层动用程度较高，水淹严重。平面注水的方向性，造成地层高渗带、大孔道的形成使油组层间平面矛盾加剧，使层间及平面的治理工作日趋困难。
在长井段合采过程中，由于层间物性的差异，层间干扰、各层相互矛盾非常突出，造成部分油层动用程度较低，出力状况差，动用程度在50%左右。部分井实施分注，但动用程度虽有一定的提高但是并未达到理想状况，仍有部分层未被利用起来，所测吸水剖面资料显示，两级三段分注方式中有的层位不吸水，有的层位强吸水，层间矛盾依然突出。以大港油田一个开发断块为例，随着开井油水井井数比的增加，阶段注采比下降，日产液水平上升，地层压力呈下降趋势，在饱和压力以上运行，区块流压也呈下降趋势。区块开发初期由于井网不完善，含水上升速度快。含水率与采出程度关系曲线显示，采出程度超过20%之后，耗水量开始上升，日产液水平上升。
2 调剖工艺及参数分析
2.1 调剖施工工艺
堵水就是要从油井控制产水量，调剖是要从水井控制注水位置和方式，国内开展堵水调剖措施的研究开始于19世纪50年代，经历了采油井的堵水、注水井的调剖、开发井组的调剖和油田区块的整体调剖几个阶段。要保障堵水调剖措施的顺利实施，首先需要准确的了解地下储层的开发状况以及开发过程中存在的各种问题，以便对症下药。其次堵水调剖剂的应用也至关重要，调剖剂的优选复杂，只有选取适合油田开发开采环境的注水调剖剂，才能高效的保证堵水调剖的成功实施。再次，需要合理的施工方案和合格的施工设备。
注水调剖施工分为地上设备和地下设备两个方面。地上设备包含配液池、注水调剖泵以及压力等计量仪器。地下设备主要是注入管柱和堵水调剖剂的安装位置。油井堵水分层可以采用卡封隔器，亦可通过钻式电缆桥塞的方式，或者采用填砂方式。堵水调剖剂的安置和使用直接影响堵水调剖的效果，国内有学者通过建立堵水调剖剂安放位置与采收率的数学模型，并通过模拟实验，建立其相关关系，认为堵水调剖剂放在井间压力梯度最小的地方，采收率最高。
2.2 调剖剂优选
调剖剂技术主要有聚合物冻胶、凝胶类，聚合物微球类，体膨颗粒类，微生物类及化学类等类型。冻胶在国内的应用较为广泛，一般应用于井间距离较近的调剖和深部油藏调剖，对于近井调剖，冻胶调剖剂可以有效适用于层内非均质性严重或者层间存在高渗条带的油藏，而对于深部油藏的调剖，冻胶对于非均质厚油层的调剖效果好。弱凝胶也成为流动凝胶，由聚合物和交联剂两部分组成，弱凝胶调剖是一个动态的封堵过程，可以改善油藏深部的非均质性，对于深部油藏厚油层内存在优势渗流通道或者裂缝等造成的无效水循环具有很好的封堵效果。但是，聚合物弱凝胶多不抗盐，不适用矿物度高、温度较高的地层。聚合物微球是一种纳米、微米级别的活性微球，通过微球遇水后膨胀，吸附封堵孔喉，进而改变流体的运动方向，以达到调剖堵水的作用。但由于其纳米及微米级的特性，聚合物微球适用于低孔低渗的储层。体膨颗粒调剖是新兴的一种适用于深部油藏的调剖技术，体膨颗粒遇水后变软，可以变形，在外力的作用下，随水运移至大孔道或者高渗条带层位，进而起到封堵调剖的作用。体膨颗粒的适用性更强，抗温、抗盐能力较好，并且由于其方便、简单、经济以及风险小的优势被广泛认可，对我国已处于开发后期的老油田的深部挖潜，提供了可靠的技术手段。
3 应用效果分析
以大港油田为例，首先，根据吸水剖面、产液剖面、注水井和采油井的压力变化等参数，确定调剖井，优势渗流通道是调剖的主要目标之一，优势通道的形成有两方面的因素，一是受控于沉积成岩作用，另一种是开发过程中形成的水驱通道，判断的依据主要有平均渗透率、有效厚度以及单层的突进系数，此外，还有吸水指数、单位厚度的注水量、含水上升速度等。其次，根据注采井组的开发状况确定调剖的范围，注采井的关联性研究至关重要，一般可以通过曲线对比、关联分析等，建立数学模型，得到油水井间的关联性。最后，综合地下储层各项因素，确定调剖半径和堵水调剖剂的用量，完成堵水调剖施工措施。对开发区块的注水井，治理措施包括转注、调剖和封层，措施见效率26.1%，增油效果明显。采油井措施包括补孔、堵水和解堵，效果较好，产量增加明显。其中堵水效果较好，通过封层后含水有所控制，初期含水从93.7%下降到84.2%，取得较好效果。
4 结论
笔者通过研究老油田开发现状，分析了开发后期存在的矛盾和问题，主要包含两个方面，一是层间矛盾严重，油层的动用程度低，二是注水开发效果差，原因是由于层间非均质性造成高渗带的注入水突进，导致高渗带的无效水循环，影响油井产量。针对目前老油田开发过程中存在的问题，笔者总结了堵水调剖工艺的施工方案，并且对堵水调剖剂进行分类对比和优选，以大港油田开发断块为例，分析堵水调剖技术的应用效果。
参考文献
[1] 赵延茹，梁伟，赵晓红，芦玉花，戴宇婷.油田堵水调剖技术研究进展与发展趋势[J].内蒙古石油化工，2011，（21）：117-121.
[2] 熊春明，唐孝芬.国内外堵水调剖技术最新进展及发展趋势[J].石油勘探与开发，2007，（01）：83-88.
[3] 李宜坤，覃和，蔡磊.国内堵水调剖的现状及发展趋势[J].钻采工艺，2006，（05）：105-106+123+143.
[4] 袁谋，尹文军.大面积堵水调剖技术工业化应用研究[J].石油勘探与开发，2003，（02）：88-90.