陳芳

中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司 采油工程研究院 （黑龍江 大慶 163453）

大慶油田外圍低滲透油藏儲(chǔ)層裂縫發(fā)育，致使注入水沿裂縫發(fā)生竄流，油井含水上升速度加快，影響了外圍油田的開(kāi)發(fā)效果。主要原因是注采方向與地層裂縫走向基本一致，注入水沿裂縫突進(jìn)?；瘜W(xué)調(diào)剖可有效封堵裂縫通道，降低其吸水能力，增加基質(zhì)和微裂縫的吸水量，從而遏制注入水的突進(jìn)，使油井含水上升得到有效的控制。但目前常規(guī)使用的調(diào)剖劑，對(duì)封堵裂縫而言，其承壓黏度、有效期等技術(shù)指標(biāo)難以滿足裂縫性油藏調(diào)剖的要求。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和礦場(chǎng)試驗(yàn),表明外圍裂縫性低滲透油田注水井調(diào)劑技術(shù)提高注入水的波及效率，同時(shí)能夠有效封堵低滲透油藏裂縫，控制連通油井含水上升速度。研制的新型調(diào)剖劑具有成膠黏度高、有效期長(zhǎng)、成本低等特點(diǎn)。

1 調(diào)剖劑的封堵機(jī)理

該調(diào)剖劑主要是以聚合物為主劑，以有機(jī)絡(luò)合金屬離子做交聯(lián)劑而形成的凍膠類調(diào)驅(qū)劑，其主劑與交聯(lián)劑在地層條件下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，延遲生成凍膠體系而封堵高滲透或裂縫水流通道，迫使水流改向到剩余油較富集的部位或?qū)游?，從而有效地?cái)U(kuò)大波及體積，提高原油采收率[1]。

2 調(diào)剖劑性能評(píng)價(jià)

針對(duì)外圍裂縫性低滲透油藏的地質(zhì)特點(diǎn)，通過(guò)大量的配方篩選實(shí)驗(yàn)，得出了新型調(diào)剖劑配方及性能技術(shù)指標(biāo)。

2.1 調(diào)剖劑基本配方

（1）聚合物：相對(duì)分子質(zhì)量為1 600×104～2 500× 104，有效含量為1 500～6 000mg/L。

（2）交聯(lián)劑：有效含量一般為500～1 000mg/L。

（3）穩(wěn)定劑：有效含量一般為800～1 500mg/L。

（4）pH值：在較大的pH值范圍內(nèi)調(diào)剖劑均可反應(yīng)成膠，但最佳的pH值范圍是中性或弱堿性。

2.2 主要性能技術(shù)指標(biāo)

（1）適用井溫范圍：40～70℃碳酸鹽巖、砂巖。

（2）調(diào)剖液地面黏度＜200mPa·s，便于泵送及大劑量使用。

（3）凝膠時(shí)間可控：48～60h。

（4）凝膠黏度高：凝膠黏度≥5×104mPa·s。

（5）封堵效率≥95%。

（6）熱穩(wěn)定性、抗鹽性、抗剪切性能好。

該調(diào)剖劑無(wú)論從技術(shù)要求上還是施工規(guī)模上都能滿足裂縫性低滲透油藏調(diào)剖的需要。

2.3 溫度對(duì)成膠時(shí)間和成膠黏度的影響實(shí)驗(yàn)

由于該調(diào)剖劑將對(duì)地層裂縫進(jìn)行全封堵，應(yīng)滿足其近井地帶到油層中部溫度梯度的變化 （40～70℃）要求，所以進(jìn)行了溫度對(duì)成膠時(shí)間和成膠黏度的影響實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 溫度對(duì)成膠時(shí)間和成膠黏度的影響

由表1可以看出，溫度在40～70℃變化時(shí)，成膠時(shí)間的變化范圍為48～60h，成膠黏度變化范圍為5×104～15×104mPa·s，可滿足外圍裂縫性油田地層溫度變化對(duì)調(diào)剖劑的要求。

2.4 熱穩(wěn)定性測(cè)定

為考察所篩選的調(diào)剖劑的熱穩(wěn)定性，將已成膠的調(diào)剖劑放入70℃恒溫箱中，每隔30d以相同方法測(cè)定一次黏度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可以看出該調(diào)剖劑成膠后，性能穩(wěn)定，360d后，凝膠黏度下降幅度較小。

2.5 抗剪切性測(cè)定

在調(diào)剖劑注入過(guò)程中，因其受泵、炮眼、地層孔隙的剪切作用，黏度必然有一定損失。為了考察剪切后調(diào)剖劑成膠性能的變化，開(kāi)展了抗剪切實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)溫度為70℃，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，剪切作用對(duì)調(diào)剖劑的成膠黏度有較大影響，但剪切后成膠黏度仍在5×104mPa·s以上（表3），可滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)封堵強(qiáng)度的要求。

2.6 礦化度對(duì)成膠黏度和成膠時(shí)間的影響

由于現(xiàn)場(chǎng)施工中，配制水的來(lái)源經(jīng)常受到油田的地理位置和水站水質(zhì)等因素的影響，為此進(jìn)行了配制水礦化度對(duì)成膠黏度和成膠時(shí)間的影響實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可以看出：配制水礦化度在2 000～6 000 mg/L之間，對(duì)調(diào)剖劑的成膠時(shí)間和成膠黏度影響很小，因此，該調(diào)剖劑能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)礦化度的要求。

3 室內(nèi)巖心模擬實(shí)驗(yàn)

將優(yōu)選出的調(diào)剖劑進(jìn)行巖心物理模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證該調(diào)剖劑對(duì)巖心的封堵程度，考查驅(qū)替壓力和巖心滲透率對(duì)封堵效果的影響，為現(xiàn)場(chǎng)施工壓力的確定提供參考依據(jù)。通過(guò)巖心模擬實(shí)驗(yàn)確定調(diào)剖劑的阻力系數(shù)、堵塞率、承壓強(qiáng)度和分流率等參數(shù)，對(duì)該調(diào)剖劑進(jìn)行室內(nèi)性能評(píng)價(jià)。

3.1 單管巖心實(shí)驗(yàn)

3.1.1 阻力系數(shù)測(cè)定

由表5可以得出：該調(diào)剖劑在巖心中的阻力系數(shù)為30～50，達(dá)到調(diào)剖劑檢測(cè)指標(biāo)。

表2 熱穩(wěn)定性能實(shí)驗(yàn)

表3 調(diào)剖劑的抗剪切性能

表4 礦化度對(duì)成膠黏度和成膠時(shí)間的影響

3.1.2 突破壓力、堵塞率及耐沖刷性測(cè)定

由表6可以看出：該調(diào)剖劑在長(zhǎng)度為30cm和40cm巖心中的突破壓力均在15MPa以上，巖心堵塞率都大于99%，20PV水驅(qū)后，堵塞率仍在97%以上，說(shuō)明該調(diào)剖劑的耐沖刷性能很好，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工中對(duì)裂縫封堵強(qiáng)度的要求。

3.2 雙管巖心實(shí)驗(yàn)(調(diào)剖劑分流率的測(cè)定)

進(jìn)行雙管巖心實(shí)驗(yàn)可以考察調(diào)剖劑對(duì)高滲透層或部位的封堵能力[2]，以及對(duì)低滲透層或部位的污染程度，更好地評(píng)價(jià)調(diào)剖劑調(diào)剖的性能，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

由表7可以看出：驅(qū)調(diào)剖劑過(guò)程中，高采出程度提高了2.4%；在后續(xù)水驅(qū)過(guò)程中，采出程度提高了7.9%，且分流率達(dá)到了100%。通過(guò)這些數(shù)據(jù)可以得出，該調(diào)剖劑達(dá)到了封堵高滲透層（裂縫）、提高低滲透層吸水能力的目的。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

2009年至2010年，該技術(shù)在大慶朝陽(yáng)溝油田和新站油田對(duì)10口井進(jìn)行了調(diào)剖施工。通過(guò)10口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，總結(jié)出裂縫性低滲透砂巖油田調(diào)剖情況具有以下特點(diǎn)：

4.1 水井注水壓力上升

10口試驗(yàn)井在配注量保持不變的基礎(chǔ)上，注水壓力均有較明顯的提高。截止2010年7月，平均注水壓力由調(diào)剖前的11.6MPa上升至12.8MPa，上升了1.2MPa。先期施工的5口井有效期均達(dá)到14個(gè)月以上，而且繼續(xù)有效。

4.2 水井視吸水指數(shù)降低

調(diào)剖前平均視吸水指數(shù)為 2.59m3/（d·MPa），調(diào)剖施工后下降到2.16m3/（d·MPa）,下降了0.43m3/（d·MPa）。由此可見(jiàn)，調(diào)剖施工有效地降低了裂縫的吸水能力，限制了注入水沿裂縫的突進(jìn)，達(dá)到了對(duì)裂縫封堵的目的。

4.3 連通油井含水下降和產(chǎn)油量上升

與調(diào)剖井連通油井調(diào)剖前后含水和產(chǎn)油量的變化雖然存在選井、選層、地層剩余油分布等諸多影響因素，但仍然是驗(yàn)證調(diào)剖效果的重要內(nèi)容和最終目的。由2009年施工的5口調(diào)剖井相連通的14口油井可知：調(diào)剖前平均日產(chǎn)液5.16t、日產(chǎn)油2.18t、含水57.7%；調(diào)剖后平均日產(chǎn)液6.99t、日產(chǎn)油4.39t、含水率37.2%。平均日產(chǎn)油增加2.21t，平均含水率下降20.5%，累計(jì)增油5 861.2t。裂縫性油田的注水井的調(diào)剖施工，取得了較好的增油降水效果。

表5 調(diào)剖劑的阻力系數(shù)測(cè)定結(jié)果

表6 突破壓力、堵塞率及耐沖刷性測(cè)定結(jié)果

表7 雙管分流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

4.4 典型井分析

大66-66井為新站油田的注水井，砂巖厚度5.8m，有效厚度2.4m。該井于2007年進(jìn)行3次地應(yīng)力測(cè)試，具體情況如下：

第一次測(cè)試：注入壓力11.8MPa，排量12m3/d，儲(chǔ)層出現(xiàn)北西46°的天然裂縫，縫長(zhǎng)約300m。

第二次測(cè)試：注入壓力12.1MPa，排量86m3/d，北西的天然裂縫沒(méi)有多大變化，但在井孔西又出現(xiàn)較短的縫。

第三次測(cè)試：注入壓力12.2MPa，排量120m3/d，北西46°天然裂縫縫長(zhǎng)約400m，但這時(shí)北東出現(xiàn)2條較短的人工裂縫，其方向?yàn)楸睎|45°左右，縫長(zhǎng)均約100m。

大66-66井從開(kāi)發(fā)初期到2007年11月注水壓力均低于11.8MPa，此時(shí)裂縫沒(méi)有明顯開(kāi)啟。裂縫方向5口采出井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表8。

在2007年11月之后大66-66井注水壓力有所上升，注水壓力超過(guò)11.8MPa，保持在11.8～12.2 MPa之間。沿裂縫方向的5口采出井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表9。

大66-66井2010年注水壓力均高于12.0MPa，此時(shí)又有2條新裂縫開(kāi)啟。裂縫方向采出井含水6個(gè)月內(nèi)迅速上升。裂縫方向采出5口井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表10。

由表8、9和表10可以看出：隨著大66-66井注水壓力的提高，地層裂縫開(kāi)啟，連通油井中裂縫方向采出井含水明顯上升，從2010年1月至2010年6月，平均含水由15.98%上升到56.68%，上升了40.7%，說(shuō)明裂縫是導(dǎo)致油井含水上升的最主要的原因。

表8 大66-66井裂縫方向油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)

表9 大66-66井裂縫方向油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)

表10 大66-66井裂縫方向油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)

2010年6月對(duì)大66-66井進(jìn)行了調(diào)剖施工，對(duì)主要見(jiàn)水裂縫進(jìn)行了封堵，共擠入新型調(diào)剖劑96m3，施工現(xiàn)場(chǎng)注入壓力上升1.2MPa（扣除摩阻），注入排量由0.3m3/min下降到0.12m3/min，替擠清水18.2m3。

調(diào)剖施工后，注水壓力明顯升高，由調(diào)前的12.8MPa上升到15MPa，上升了2.2MPa。調(diào)剖施工后，連通油井含水不同程度得到降低，見(jiàn)到了很好的效果，含水由56.68%下降到35.76%，下降了20.92%（表11）。

通過(guò)對(duì)大66-66井調(diào)剖前后數(shù)據(jù)的分析 （表11），可以看出：裂縫的開(kāi)啟以及開(kāi)啟程度的大小，對(duì)裂縫方向連通油井的含水影響很大，注入水沿裂縫的竄流是連通油井受效差、含水上升速度快的主要原因；對(duì)裂縫的有效封堵可在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較好的增油降水效果。

表11 大66-66井調(diào)剖前后連通油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比

5 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

注水井堵水調(diào)剖可以有效改善吸水剖面,擴(kuò)大注人水波及體積,提高注水開(kāi)發(fā)效果和水驅(qū)采收率,是解決油藏剖面矛盾的一項(xiàng)有效措施。根據(jù)措施效果總結(jié)分析得出以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):

（1）大慶外圍朝陽(yáng)溝油田、新站油田儲(chǔ)層裂縫發(fā)育，注入水沿裂縫竄流是此類裂縫性低滲透砂巖油田油井見(jiàn)水過(guò)早、含水上升速度快的主要原因。

（2）該技術(shù)針對(duì)裂縫性低滲透砂巖油田的地質(zhì)特點(diǎn)而研究開(kāi)發(fā)，其調(diào)剖劑具有性能穩(wěn)定、適應(yīng)溫度范圍廣、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足對(duì)裂縫性低滲透砂巖油田儲(chǔ)層裂縫調(diào)剖的需要。

（3）該技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)10口井，成功率100%，有效期較長(zhǎng)（先期施工5口井均在14個(gè)月以上），見(jiàn)到了明顯的增油降水效果。

[1]何曼如,王江波,李洛鋒,等.延緩交聯(lián)聚合物深度調(diào)驅(qū)技術(shù)在靖安油田長(zhǎng)6油藏的應(yīng)用[J].中國(guó)西部科技,2011,10（18）:37-39.

[2]董小麗,賈曉菊,苑慧瑩,等.裂縫儲(chǔ)層注水井深部調(diào)剖技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用,2009,28（8）:55-60.