易永根,申 坤,賀 琦,黃戰(zhàn)衛(wèi),師現(xiàn)云,折利軍
(中國石油長慶油田分公司第一采油廠,陜西延安 716000)
裂縫對低滲透油田開發(fā)具有雙重影響,一方面裂縫起著導流作用,提高滲流量,進而提高油井產(chǎn)能;另外一方面,裂縫加劇了低滲透油田的非均質(zhì)性[1-2]。安塞油田開發(fā)層系主要為三疊系長2、長6、長10,屬于特低滲、低壓、低產(chǎn),構(gòu)造平緩,屬內(nèi)陸淡水湖泊三角洲沉積體系,油層非均質(zhì)性嚴重,儲層普遍存在天然垂直微裂縫,主裂縫方向北東-西南向,裂縫方位與砂體走向趨于一致。微裂縫分布不均勻,在原始壓力下一般呈閉合狀態(tài),注水后,易沿裂縫水竄,水線推進速度較快,主向油井含水、壓力上升速度快,甚至快速水淹,水驅(qū)狀況變差。同時它多采用菱形反九點井網(wǎng)進行注水開發(fā),注水井多為水力壓裂投注[3-6]。目前長6、長4+5 油藏由于天然微裂縫發(fā)育,加上投產(chǎn)后人工壓裂改造等問題,導致注入水沿主向快速突進,主向油井見水進而水淹,側(cè)向油井難以見到注水效果,見水油井逐年增多,控水穩(wěn)油難度大的問題突出。
針對裂縫發(fā)育區(qū)注入水單向突進快的特點,采取地關(guān)主向水淹井,提高注水強度的對策,增加側(cè)向井見效程度。通過幾年的實施,裂縫側(cè)向油井見效后能夠穩(wěn)產(chǎn),但沒有明顯的增產(chǎn),見效程度相對于孔隙型滲流區(qū)有較大差距。
在低滲透油田裂縫型油藏開展堵水調(diào)剖,不僅要有效封堵大裂縫出水通道,而且要有效驅(qū)替中小裂縫中的原油[7]。常用的適合于孔隙性油藏的單一深部調(diào)剖技術(shù)不太適合于低滲透裂縫型油藏,為了達到深部流體轉(zhuǎn)向和驅(qū)油的雙重目的,采用多種堵劑體系復合應(yīng)用的深部調(diào)剖技術(shù)體系,考慮堵劑之間的協(xié)同作用,采用多種體系多段塞組合注入,用預交聯(lián)體膨顆粒+凝膠顆粒堵劑封堵大裂縫出水通道,使注入水發(fā)生流向改變,顯著提高波及效率,丙烯酰胺凝膠的強度適中,能夠主要發(fā)揮“調(diào)”和“驅(qū)”的作用,有效驅(qū)替小裂縫中的原油[8-9]。
1.1.1 顆粒堵劑的選擇與性能評價 顆粒的選取主要依照該顆粒的膨脹倍數(shù)和封堵強度兩方面,選取膨脹倍數(shù)大、封堵強度高的為佳。
(1)膨脹實驗:取一定量預交聯(lián)體膨顆粒(1#)和凝膠顆粒(2#)放入60 ℃的淡水、注入水、產(chǎn)出水中,在不同的時刻取出后待沒有水滴滴出時稱量其質(zhì)量。
常溫及油藏溫度下1#及2#顆粒的膨脹速度(見圖1、圖2)。從圖可看出:(1)隨著時間的增加,兩種顆粒的膨脹倍數(shù)都有所增加,但剛開始膨脹得快,隨后則膨脹的慢;(2)淡水的膨脹倍數(shù)比注入水和產(chǎn)出水大,注入水與產(chǎn)出水的膨脹倍數(shù)基本上差不多,1#為18 倍,2#為23 倍,兩種都能滿足現(xiàn)場需要。
圖1 1#顆粒膨脹實驗
圖2 2#顆粒膨脹實驗
(2)顆粒裂縫封堵實驗:用1#、2#顆粒作對比,考察兩種顆粒在填砂長管模型中的封堵分布情況。室內(nèi)進行堵塞率測試,對比封堵前后水相滲透率,堵塞率越大說明封堵率越強。通過實驗(見表1),1#、2#顆粒堵劑對巖心的封堵率均大于98 %,說明其對高滲巖心具有很強的封堵能力。
表1 巖心實驗數(shù)據(jù)
1.2.1 堵劑用量 目前調(diào)剖劑注入量的設(shè)計,主要結(jié)合注水井及其對應(yīng)油井生產(chǎn)動態(tài),結(jié)合相關(guān)測試資料,采用計算公式和經(jīng)驗值的方法來確定。通過近幾年的實施,堵劑用量適當增加后,壓力爬升幅度趨于合理(見表2)。
1.2.2 施工排量 施工排量上既要避免堵劑在近井地帶堆積并向地層深部運移,又要避免主向油井暴性水淹。通過施工排量的調(diào)整,充分利用堵劑的選擇性和地層滲透率差異,使得堵劑優(yōu)先進入流動阻力小的高滲出水層,采用較低排量,對應(yīng)的油井主向井短期內(nèi)暴性水淹的現(xiàn)象基本消失(見表3)。由于現(xiàn)場所用堵劑多為顆粒或無機類堵劑,其強度大,濃度高,為防止在近井地帶沉積,無機堵劑采用大排量(3 m3/h~5 m3/h),有機凝膠類堵劑采用1 m3/h~3 m3/h 連續(xù)注入。
表2 不同施工方式調(diào)剖劑用量統(tǒng)計表
表3 歷年含水上升20 %調(diào)剖井組統(tǒng)計表
表4 注水井調(diào)剖工藝參數(shù)優(yōu)化對比表
通過近幾年的優(yōu)化調(diào)整,對于安塞油田裂縫型油藏注水井深部調(diào)剖,逐步形成了“一大一小一低”施工參數(shù),即大劑量、小排量、低注入壓力(見表4)。
安塞油田儲層微裂縫發(fā)育,由于裂縫的存在,注水政策一般采取轉(zhuǎn)注主向高含水、地關(guān)油井,實施沿裂縫線加強注水,提高側(cè)向加密油井見效。隨著注水時間的延長,動態(tài)上表現(xiàn)出側(cè)向水驅(qū)前緣不規(guī)則,主側(cè)向油井見效差異性大,側(cè)向油井見效慢、主向油井較早的水淹。注水井調(diào)剖方式可分為裂縫線單點調(diào)剖、裂縫線中部調(diào)剖、裂縫線兩端調(diào)剖等三種類型。
通過三種調(diào)剖方式對比,一條較長裂縫線上多口注水井同時深部調(diào)剖時,采取“先兩端、后中間”的調(diào)剖方式,對應(yīng)井組油井見效比較好,裂縫線兩端整體調(diào)剖效果好于裂縫線一端或中部調(diào)剖,裂縫線整體效果會隨著調(diào)剖注水井的增加而愈加明顯(見表5)。
表5 裂縫線調(diào)剖效果對比表
近幾年注水井調(diào)剖立足油藏整體治理,按照“單井試驗、擴大實施、連片推廣”的實施思路,針對不同區(qū)塊滲流特征及開發(fā)矛盾,開展現(xiàn)場工藝試驗及優(yōu)化,總實施井數(shù)達313 井次,調(diào)剖區(qū)塊吸水剖面得到有效改善,水驅(qū)效率顯著提高,區(qū)塊遞減減緩,穩(wěn)產(chǎn)形勢明顯好轉(zhuǎn)(見圖3)。
2.1.1 影響調(diào)剖效果因素分析 滲透率的非均質(zhì)性反映了油層的滲透能力,高滲透部位流體流動阻力小,水驅(qū)油流動速度快,這些高滲透層通常都是高含水期的高含水層。在注水開發(fā)過程中,注入水就沿著這些高滲透層突進,造成注入水不均勻推進,滲透率差別越大,注入水推進的不均勻程度就越高,剩余油也就相對越集中在低滲透部位。井組中不同油井滲透率、孔隙度存在一定差異,堵劑進入地層后流動能力也存在差異,在高滲透層流動性能好與低滲透層。
圖3 歷年注水井調(diào)剖工作量
圖4 油層厚度與增油量關(guān)系曲線
圖5 孔隙度與增油量關(guān)系曲線
圖6 滲透率與增油量關(guān)系曲線
以坪17-0015 井為例它屬于裂縫-孔隙型見水特征,該油層物性較差,且存在明顯的水驅(qū)方向(NE67)。主向油井含水上升至100 %,為提高井組產(chǎn)能,擴大水驅(qū)波及體積,提高水驅(qū)效率,2013 年對該井實施堵水調(diào)剖措施,采用“泡沫+顆粒分散+水膨體+凍膠”型堵劑體系,堵劑用量2 100 m3/35.5 t。
圖4、5、6 表明:地層孔隙度越大、滲透率越大、油層厚度越厚,實施堵水調(diào)剖措施后增油效果越明顯。
通過試驗及不斷優(yōu)化調(diào)整,共在裂縫型油藏坪橋、杏河、南梁西和王窯塞107 開展注水井堵水調(diào)剖49口,累計增油12 906 t,累計降水13 537 m3(見表6)。
(1)注水井堵水調(diào)剖措施能解決層間矛盾,堵劑注入后,可以改變地下流體分布,優(yōu)先進入滲透率高的高滲帶,達到降低主向油井含水,而后進入滲透率相對較差的孔道,從而改變水驅(qū)方向,提高側(cè)向油井見效程度,達到動用剩余油的目的。
(2)裂縫型油藏采取“先中間、后兩端”的連片調(diào)剖方式,經(jīng)過室內(nèi)篩選評價應(yīng)用弱凝膠/預交聯(lián)體膨顆粒體系、預交聯(lián)體膨顆粒/顆粒分散型堵劑體系,能滿足裂縫型油藏堵水調(diào)剖要求,有效改善地下水驅(qū)狀況,提高水驅(qū)動用程度。
(3)施工過程中應(yīng)該嚴格控制注入速度和壓力,采取1 m3/h~3 m3/h 的低排量注入,施工壓力不超過地層破裂壓力的80 %,優(yōu)化堵劑用量和施工段塞設(shè)計可以實現(xiàn)對油藏深部的封堵。
(4)對于裂縫型油藏,油井孔隙度、滲透率越大,油層厚度越厚,增油效果越明顯。
(5)地層存水量大、開發(fā)時間長的區(qū)塊,油井水淹時間較長,由于裂縫貫通程度較高,水淹時間超過4 年的通過復產(chǎn)后調(diào)剖,注水井調(diào)剖效果不是很明顯,今后需進一步攻關(guān)裂縫型油藏油井堵水技術(shù),達到雙向調(diào)整的目的。
表6 2013 年裂縫油藏油井堵水整體實施效果
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