摘要:A区块投入开发后,由于部分井区优势渗流通道的存在,造成注入水波及体系小,油水井之间低效无效循环严重,影响了开发效果。通过识别A区块优势渗流通道,应用数值模拟技术优选深度调剖时机并加以实施,有效地封堵了优势渗流通道,使后续流体转向到剩余油富集的油层,提高了驱油效率。深度调剖实施10口井,实现增油0.38×104t,创造经济效益285.82万元。
A区块2017年投产,2018年投入三元驱开发。区块投产后,部分井组注入压力偏低且压力不升,吸入剖面显示存在强吸水层段,层内矛盾突出,周围油井综合含水率接近98.0%。注入井注入量高,采出井液量高,低效无效注采状况严重,单井能耗大,注入井单耗高达417.6kWh,采出井单耗1200kWh,远高于区块平均水平。通过识别优势渗流通道,明确调剖时机,实施空白水驱阶段深度调剖10个井组,取得了较好的增油降水的效果。
1、优势渗流通道识别
1.1 井组判断
根据优势渗流通道的影响因素及在油田开发中所表现出的特征,结合A区块实际的动态特征来确定优势渗流通道井组的评定参数[1,2]。各项参数的筛选遵循以下原则:优选油层厚度大、连通性好,河道砂一类连通厚度比例大于25%;吸入能力强,注入压力低于7.5MPa且压力不升,注入强度大于4.0m3/(d·m);周围油井至少2个以上方向综合含水率大于96.0%。按照以上原则,优选存在优势渗流通道井组10个。符合优势渗流通道井组各项参数状况见表1。
1.2 层位判断
对存在优势渗流通道的井组,根据测井解释中水淹情况及油水井动用状况、强吸水层段的注入强度等确定优势渗流通道存在的层位,优选层段厚度、单层相对吸水量、水淹级别等五项参数,作为优势渗流通道判定参数[3,4]。具体参数判定界限如下:单层有效厚度大于2.0的厚油层;水淹级别为高水淹的层段;单层相对吸入量大于35%的层段;油水井河道砂连通方向在2个以上,强吸水层段吸入强度大于8.0m3/(d·m)。以上五项参数中,前三项为判定优势渗流通道的必选条件,其余两项仅需满足其中一项即可。根据以上判定标准,确定10个井组的优势渗流通道层位。符合优势渗流通道选层原则的各项参数状况见表2。
1.3 注入参数
根据以上选井选层原则,确定具有优势渗流通道特征的共有10个井组,优势渗流通道平均有效厚度为3.2m,平均注入压力仅为5.6MPa,平均层段相对吸入量高达62.4%,强吸收层段的吸水强度为14.1m3/(d·m),比全井吸入强度高9.4m3/(d·m)。由于注入溶液沿优势渗流通道做低效无效循环,层内矛盾突出,很难再扩大波及体积,导致注入压力偏低,影响后续化学剂的注入效果。符合优势渗流通道选层原则的各项参数状况见表3。
2、深度调剖方案设计
2.1 调剖时机选择
对于存在优势渗流通道的井组,应用数值模拟技术,对比在空白水驱阶段、注入化学剂0.05PV、0.10PV、0.15PV、0.20PV(孔隙体积)时,实施深度调剖采出程度的变化情况。研究结果表明,实施深度调剖时机越早,采出程度越大,且越早调剖,采出程度提高幅度越大;因此,调剖时机应选择在注入化学剂0.10PV之前。空白水驱阶段实施调剖,其采出程度达17.8%,比注入化学剂0.20PV时调剖多提高采收率1.7%;因此,本次调剖确定在空白水驱阶段。不同注入孔隙体积实施深度调剖采出程度变化见图1。
2.2 调剖药剂选择
由于区块将转入注入弱碱三元复合驱驱油阶段,因此注入井选用耐碱调剖剂与堵水剂相结合的调剖体系,采用聚合物溶液携带颗粒进行深度调剖。耐碱调剖剂具有较好的适应油层的能力,颗粒粒径在0.1~4.0mm,膨胀倍数为15~40,具有较强的抗压强度、耐温性和生物稳定性,可自主选择进入油层。对于不同渗透率岩心,药剂溶解膨胀后能有效地滞留在优势渗流通道中,封堵率均在95%以上[5,6],使后续流体转向驱替剩余油富集部位的油层,达到改善开发效果的目的[7,8]。
2.3 调剖剂用量设计
根据以往弱碱三元复合驱调剖矿场实践,调剖半径应为注采井距的1/3左右,区块平均井距为125m,因此确定调剖半径为45m。单井调剖液用量可由圆柱体体积[9]公式求得:公式1。
式中:Q为调剖剂用量,m3;R为调剖半径,m;F为调剖方向数;H为调剖层有效厚度,m;ϕ为孔隙度,%;N为连通方向数。
按式(1)计算得,孔隙度26.0%,调剖剂总用量39860m3,平均单井用量3986m3。
2.4 注入方案设计
为了使调剖剂达到油层深部,实现深度封堵的目的,调剖采用两个段塞注入,按照粒径由小到大、浓度由低到高的阶梯注入方式,采用聚合物溶液的质量浓度800mg/L的携带液进行注入。第一段塞注入1.0~2.0mm小粒径、浓度5000mg/L的调剖液;第二段塞注入2.0~3.0mm大粒径、浓度5500mg/L的调剖液。方案采用逐次提浓、提高粒径的阶梯式注入方式,可以避免调剖剂堵塞油层近井地带,确保其顺利进入油层深部。在施工过程中,根据现场的实际情况调整单井注入压力的升幅,把压力控制在合理的范围内。
3、深度调剖方案实施
3.1 应用效果
深度调剖10口井,历时3个月,累计注入调剖液39866m3。调剖后,注入压力由5.6MPa上升到10.0MPa,上升了4.4MPa;视吸入指数由12.9m3/(d·MPa)下降到6.0m3/(d·MPa),下降了6.9m3/(d·MPa)。渗透率大于0.5μm2的高渗透率油层相对吸入量由43.2%下降到33.5%,下降了9.7%;渗透率小于0.3μm2的低渗透率油层相对吸入量由16.3%上升到26.7%,增加了10.4%。周围25口采油井日产液量下降275t,日产油量增加21t,综合含水率下降2.0个百分点,注采井单耗大幅度降低。注入井单耗由417.6kWh下降到348.0kWh,降幅16.7%,平均单井节约用电69.6kWh,累计节电25.4×104kWh;采出井单耗由1200kWh下降到1024kWh,降幅14.7%,平均单井节约用电176kWh,累计节电80.32×104kWh。深度调剖实施前后注采状况统计见表4。
3.2 经济效益
10个井组在空白水驱阶段实施深度调剖后,有效降低了优势渗流通道的吸入能力,累计节约注水量4.38×104m3,累计减少产液量5.02×104t,实现增油0.38×104t。注入井累计节约用电25.40×104kWh;采出井累计节约用电80.32×104kWh。实施调剖总投入416万元,创经济效益285.82万元[10]。
4、结论
1)根据优势渗流通道影响因素及表现特征,应用测井解释资料、监测资料等,评价井组发育状况、连通状况、动用状况、生产数据等,可以综合识别井组的优势渗流通道。其主要存在于发育好、连通好、水淹级别高、注入压力低且压力不升的强吸水层段的井层。
2)深度调剖注入方案采用调剖颗粒粒径由小到大、注入浓度由低到高的阶梯注入方式,可以促进调剖药剂进入优势渗流通道深部并滞留。调剖方案现场实施后,高渗透率油层的相对吸入量由43.2%下降到33.5%,实现了有效封堵。
3)数值模拟结果表明,深度调剖的时机选择应是越早实施越好。对存在优势渗流通道的井组实施深度调剖,有效控制了无效注采,达到了采油井增油降水的目的。
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