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三次采油提质增效中深度调剖的应用

2021-03-20 471 上传者：管理员

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。

关键词：
A区块
优势渗流通道
低效无效循环
油富集
深度调剖
驱油效率
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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。

参考文献：

[1]杨勇.正韵律油层优势渗流通道的形成条件和时机[J].油气地质与采收率,2008,15(3):105-107.

[2]李秀兰.优势渗流通道中的高速非达西渗流动态特征分析[J].石油地质与工程,2009,23(6):62-63.

[3]王鸣川,石成方,朱维耀,等.优势渗流通道识别与精确描述[J].油气地质与采收率,2016,23(1):79-84.

[4]孙明,李治平.注水开发砂岩油藏优势渗流通道识别与描述技术[J].新疆石油天然气,2009(1):51-56.

[5]卢福申,曹书瑜,贺得才,等.凝胶颗粒调剖的模拟实验[J].油气地质与采收率,2004,11(6):61-63.

[6]陈远.耐碱聚合物微球颗粒调剖技术[J].油气田地面工程,2011,30(9):86-87.

[7]龚晶晶,唐小云,曹华,等.曲流河储层优势渗流通道特征及剩余油分布[J].石油天然气学报,2014,36(7):117-121.