劉 東，李云鵬，張風(fēng)義，張彩旗，羅義科

(中海油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452)

引 言

弱凝膠調(diào)驅(qū)是新近發(fā)展起來(lái)的提高波及效率的技術(shù)［1］。弱凝膠具有低成本、高穩(wěn)定性、強(qiáng)適應(yīng)性和成膠時(shí)間可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，因此該項(xiàng)技術(shù)既可以應(yīng)用于常規(guī)油藏和稠油油藏的驅(qū)油，也可以應(yīng)用于油藏深度調(diào)剖，從而真正實(shí)現(xiàn)深度調(diào)剖和驅(qū)油的雙重效果［2－3］。其具有聚合物弱凝膠堵水和調(diào)節(jié)油層內(nèi)部流體流度2種功能，是新型的提高原油采收率的方法［4－5］。

1 油藏地質(zhì)概況與開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

渤海某稠油油田油層發(fā)育于明化鎮(zhèn)組下段與館陶組頂部，明化鎮(zhèn)組下段為主力油層段。儲(chǔ)層為河流相沉積砂體，具有高孔、高滲及非均質(zhì)性較強(qiáng)的特征。油水關(guān)系復(fù)雜，油藏類型眾多，以巖性－構(gòu)造復(fù)合油藏為主，區(qū)塊內(nèi)的主力砂體邊底水相對(duì)較為發(fā)育。油田于2005年9月開(kāi)始陸續(xù)投產(chǎn)，目前生產(chǎn)井49口，注水井8口，日產(chǎn)油為680 m3/d，油田綜合含水率為80%。地層流體具有明顯的分區(qū)性，L區(qū)地層原油黏度為50 mPa·s，4口注水井6口采油井，全面注水開(kāi)發(fā)，日產(chǎn)油量為244 m3/d，含水率為79%，采出程度為11.6%。M區(qū)地層原油黏度為225 mPa·s，高部位注水開(kāi)發(fā)，3口注水井15口采油井，日產(chǎn)油為200 m3/d，含水率為86%，采出程度為4.4%。N區(qū)地層原油黏度為420～650 mPa·s，1口注水井17口采油井，主要依靠天然能量開(kāi)采，日產(chǎn)油量為170 m3/d，含水率為71%，采出程度為1.6%。L區(qū)和M區(qū)由于非均質(zhì)性較強(qiáng)，層間和平面矛盾突出:縱向上高滲透率層位吸水量大，中低滲透層位吸水量小或不吸水;平面上注入水沿高滲透通道向生產(chǎn)井突破，主力注水井各層吸水不均，各油井水驅(qū)效果差異大。N區(qū)由于原油黏度大，注水方案研究開(kāi)發(fā)效果不理想，目前依靠天然能量開(kāi)發(fā)，逐漸暴露出靠近邊底水的油井含水上升快、油層高部位需要保持地層能量等問(wèn)題。

L區(qū)塊于2010年4月開(kāi)始進(jìn)行調(diào)驅(qū)，截至2010年12月，累計(jì)注入弱凝膠量為4.8×104m3。M區(qū)塊于2007年7月開(kāi)始進(jìn)行調(diào)驅(qū)前酸化，2007年8月開(kāi)始注入弱凝膠，2008年11月停注，累計(jì)注入弱凝膠量為5.4×104m3。N區(qū)塊于2008年6月將1口采油井轉(zhuǎn)為注入井，未注水直接注入弱凝膠調(diào)驅(qū)，截至2009年11月，累計(jì)注入弱凝膠量為6.1 ×104m3。

2 調(diào)驅(qū)見(jiàn)效特征及效果分析

3個(gè)井組中M、N 2個(gè)區(qū)塊見(jiàn)效明顯，累計(jì)增油量分別為1.8×104、1.4×104m3，L區(qū)塊無(wú)增油效果。N區(qū)塊N1井注入弱凝膠，周圍受益井有N2m、N3m、N4、N5井。N1井于2008年5月24日注入弱凝膠，累計(jì)注入量為6.2×104m3。N1井周圍受效油井于2008年12月出現(xiàn)見(jiàn)效特征，主要表現(xiàn)如下。

(1)高含水油井增油降水。以N4井為例，從2009年8月初開(kāi)始，其含水率由80%下降至63%，日產(chǎn)液略微下降;日產(chǎn)油由16 m3/d上升至28 m3/d。分析主要是由于構(gòu)造高部位注水，一定程度上抑制了邊底水的推進(jìn)。

(2)低含水油井含水保持平穩(wěn)，供液能力增強(qiáng)，產(chǎn)液量持續(xù)上升，產(chǎn)油量增加。以N5井為例，從2008年10月末開(kāi)始，其產(chǎn)液量上升明顯，含水率穩(wěn)定，日產(chǎn)油由11 m3/d上升至15 m3/d。分析原因?yàn)樽⑷肴跄z起到了明顯的能量補(bǔ)充作用。

3 弱凝膠提高采收率影響因素

3.1 聚合物性質(zhì)

聚合物注入濃度較高的M和N井組，調(diào)驅(qū)效果好于注入聚合物濃度較低的L井組(圖1)。注入聚合物濃度未達(dá)到成膠臨界濃度時(shí)，會(huì)影響弱凝膠的成膠強(qiáng)度和成膠穩(wěn)定性。當(dāng)聚合物濃度低于臨界濃度值時(shí)，因黏度增加很小，可基本認(rèn)為不成膠;當(dāng)聚合物濃度高于該值時(shí)，聚合物與交聯(lián)劑反應(yīng)后會(huì)使體系黏度顯著增加，并且聚合物濃度越高，體系交聯(lián)速度越快，弱凝膠黏度越大。

圖1 井組注入聚合物濃度對(duì)比

3.2 地質(zhì)油藏因素

(1)原油黏度。從礦場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)看，原油黏度大的井組弱凝膠調(diào)驅(qū)效果好于原油黏度小的井組。流度比對(duì)面積波及效率影響很大，面積波及效率隨流度比增加而降低。水驅(qū)油流度比往往大于1，而且隨著注水時(shí)間的增加，水驅(qū)油流度比越來(lái)越大。在水驅(qū)時(shí)，隨著流度比的增加，注入流體突破時(shí)波及面積減少;隨著流度比的降低，注入流體前緣推進(jìn)較均勻，突破時(shí)波及面積較大。弱凝膠調(diào)驅(qū)不僅可以增加注入水的黏度，還可以降低水相相對(duì)滲透率，大大改善水驅(qū)油流度比，提高波及效率。從井組試驗(yàn)情況來(lái)看，油水流度比大，弱凝膠改善油水流度比的效果越明顯。

(2)滲透率級(jí)差。滲透率級(jí)差越大，殘余油飽和度分布越不均勻。調(diào)剖前水驅(qū)主要波及的是高滲透層，低滲透層基本上沒(méi)有波及到，隨著調(diào)剖劑的注入，調(diào)剖劑主要進(jìn)入高滲透層，阻塞大孔道中水流通道，迫使后續(xù)水驅(qū)進(jìn)入低滲透層，進(jìn)而提高采出程度。滲透率級(jí)差越小，調(diào)剖劑對(duì)各滲透率層都有所進(jìn)入，從而對(duì)低滲透層造成損害，對(duì)后注流體的改向作用不大。由表1可以看出，滲透率級(jí)差越大，調(diào)剖效果越好，級(jí)差大的N井組和M井組調(diào)驅(qū)效果好于級(jí)差小的L井組。弱凝膠工藝對(duì)縱向、平面非均質(zhì)性嚴(yán)重的油藏有較好的調(diào)驅(qū)效果。

表1 井組注入井滲透率級(jí)差對(duì)比

(3)邊底水影響。邊底水主要通過(guò)影響地層中弱凝膠的濃度從而對(duì)弱凝膠成膠強(qiáng)度和成膠穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。一般認(rèn)為，聚合物分子量越高，濃度越大，弱凝膠體系穩(wěn)定性越好。調(diào)驅(qū)過(guò)程中，邊底水的侵入有可能稀釋弱凝膠，降低聚合物的濃度，從而影響弱凝膠的成膠強(qiáng)度，影響調(diào)驅(qū)效果。從井組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，L井組距離邊底水距離最近，最有可能受邊底水侵入的影響，從而調(diào)驅(qū)效果較差(表2)。

表2 井組距離邊底水距離平均值對(duì)比

3.3 注入?yún)?shù)因素

(1)調(diào)驅(qū)時(shí)機(jī)影響調(diào)驅(qū)效果?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，弱凝膠調(diào)驅(qū)最佳時(shí)機(jī)是油藏注水開(kāi)發(fā)早期，高含水階段調(diào)驅(qū)效果較差。對(duì)于稠油油田，早期進(jìn)行調(diào)驅(qū)，高滲透層中水道還沒(méi)有形成，注入壓力較高，調(diào)驅(qū)劑難免進(jìn)入中低滲透層，進(jìn)而對(duì)后續(xù)水驅(qū)中低滲透層的開(kāi)發(fā)造成不利影響［6］。晚期進(jìn)行調(diào)驅(qū)，高滲透層中注采井間水道已經(jīng)連通，調(diào)驅(qū)效果受到影響。在高含水期時(shí)，注入凝膠的濃度和性能由于水的稀釋作用變差。調(diào)剖后，在后續(xù)水驅(qū)過(guò)程中，如果凝膠強(qiáng)度不夠，高滲透層將優(yōu)先突破，，無(wú)法起到流體改向的作用;如果強(qiáng)度過(guò)高，不利于弱凝膠在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移，減少了弱凝膠驅(qū)替的作用，也會(huì)對(duì)采出程度造成不利影響［7］。

(2)注入速度。注入速度的大小，對(duì)油藏開(kāi)發(fā)有3方面的影響:①高速注入會(huì)導(dǎo)致弱凝膠在注入設(shè)備、防砂管柱和近井地帶的高速剪切下產(chǎn)生嚴(yán)重降解，影響成膠性能和調(diào)驅(qū)效果［5］;②注入速度過(guò)快，可能會(huì)導(dǎo)致周圍連通油井含水上升速度加快;③注入速度過(guò)快，弱凝膠在進(jìn)入高滲層的同時(shí)也進(jìn)入低滲透層，恢復(fù)注水后，低滲透層由于啟動(dòng)壓力增加，吸水指數(shù)反而下降［8］。調(diào)驅(qū)效果較好的M和N井組注入速度低于調(diào)驅(qū)效果差的L井組(圖2)。

圖2 累計(jì)注入量隨時(shí)間變化關(guān)系

4 結(jié)論

(1)聚合物的濃度影響弱凝膠的成膠強(qiáng)度和成膠穩(wěn)定性。

(2)弱凝膠調(diào)驅(qū)不僅可以增加注入水的黏度，而且還可以降低水相相對(duì)滲透率，大大改善水驅(qū)油流度比，提高波及效率。從井組試驗(yàn)情況來(lái)看，油水流度比大，弱凝膠改善油水流度比的效果越明顯。

(3)滲透率級(jí)差越大，水驅(qū)后殘余油飽和度分布越不均勻。

(4)從井組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，離邊底水距離較遠(yuǎn)的井組調(diào)驅(qū)效果好于離邊底水近的井組。

(5)調(diào)驅(qū)時(shí)機(jī)影響調(diào)驅(qū)效果，高含水階段調(diào)驅(qū)效果較差。

(6)注入速度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致弱凝膠在注入設(shè)備、防砂管柱和近井地帶的高速剪切下產(chǎn)生嚴(yán)重降解，從而影響調(diào)驅(qū)效果。

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