許 雅

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秦家屯油田低滲裂縫油藏調(diào)剖技術(shù)優(yōu)化探索

許 雅

（中國石化東北油氣分公司石油工程技術(shù)研究院；吉林長春 130062）

通過分析秦家屯油田SN142低滲裂縫油藏區(qū)塊近兩年的調(diào)剖現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，在對(duì)儲(chǔ)層特征及注水水質(zhì)與堵調(diào)劑配伍性實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了調(diào)剖劑的優(yōu)選及相關(guān)堵調(diào)工藝參數(shù)的優(yōu)化，通過“乳液聚合物+聚合物微球”、“鉻凍膠+核殼體”兩種調(diào)剖體系現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果，開展適合秦家屯低滲裂縫油藏區(qū)塊調(diào)剖技術(shù)研究。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的調(diào)剖體系和注入工藝降水增油效果顯著。

秦家屯油田；低滲裂縫儲(chǔ)層；深部調(diào)剖；效果分析

1 油藏特征及開發(fā)現(xiàn)狀

秦家屯油田為兩側(cè)凹、中間隆起的構(gòu)造格局，經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造斷裂系統(tǒng)發(fā)育，斷層呈多、碎、雜狀態(tài)分布。秦家屯油田SN142區(qū)塊油藏埋深930～1 200 m，開發(fā)層系多，主力小層為農(nóng)V2、農(nóng)V3，農(nóng)VI1，層間非均質(zhì)強(qiáng)，儲(chǔ)層單層厚度差異大，厚度1～6 m，平均孔隙度為17%，平均滲透率19.5×10-3μm2，為中孔低滲儲(chǔ)層；地層水平均礦化度3 392.5 mg/L，主要為NaHCO3水型，地溫梯度為3.3 ℃/100 m，壓力梯度為1.09 MPa/100 m，屬于常溫常壓系統(tǒng)。

秦家屯油田SN142區(qū)塊的儲(chǔ)層為低滲儲(chǔ)層，以壓裂方式投產(chǎn)，天然裂縫與人工裂縫交錯(cuò)分布。SN142區(qū)塊于2006年投入注水開發(fā)，目前區(qū)塊注采比高，井網(wǎng)相對(duì)完善，已處于中、高含水期，含水呈“凸”型上升趨勢(shì)，區(qū)塊總體開發(fā)效果較差，呈現(xiàn)“三高兩低”特點(diǎn)，即：累積注采比高（1.8）、綜合含水高（86.7%）、自然遞減率高（39.4%）、平均單井日產(chǎn)油低（1.1 t/d）、采出程度低（6.2%），急需采取有效控水穩(wěn)油措施，實(shí)施有效注水 ，提高低滲裂縫油藏采收率[1-3]。

2 一次調(diào)剖試驗(yàn)及認(rèn)識(shí)

2.1 一次調(diào)剖試驗(yàn)簡況

為提高水驅(qū)開發(fā)效果，首次在秦家屯油田SN142區(qū)塊開展2口井調(diào)剖現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。在調(diào)剖體系設(shè)計(jì)上，主要考慮儲(chǔ)層低滲特征，選用納米級(jí)聚合物微球，通過聚合物微球獨(dú)特結(jié)構(gòu)（三層內(nèi)部凝膠核的強(qiáng)度較高；中間不同交聯(lián)比控制的聚合物層，可控制微球的膨脹時(shí)間；最外部水化層，保證微球在水中分散均勻），在控制其最佳膨脹時(shí)間基礎(chǔ)上，達(dá)到既能使堵劑進(jìn)入低滲儲(chǔ)層內(nèi)，又可以進(jìn)入地層深部完成封堵[4]；調(diào)剖參數(shù)設(shè)計(jì)上，針對(duì)聚合物微球性能特征，采用注入裝置直接連接配水間或井口的在線注入方式，低排量注入。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后，調(diào)剖未見效。以QK142-2井調(diào)剖為例，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)剖施工排量3 L/h，累積注入堵劑517 m3，爬坡壓力上升1.6 MPa，比較該井調(diào)剖前、后測(cè)試的吸水剖面變化情況（表1），調(diào)剖后日注量增加的情況下，該井各層吸水狀況并未得到有效改善。

2.2 影響因素分析

（1）調(diào)剖體系方面。從實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果分析，在此調(diào)剖體系選擇側(cè)重于儲(chǔ)層低滲特征，缺少對(duì)儲(chǔ)層斷層及裂縫等水竄影響因素的考慮。實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)施工井爬坡壓力較低，分析為聚合物微球堵劑進(jìn)入地層后，已通過裂縫或斷層等高滲通道竄進(jìn)，未滿足體系預(yù)期的有效膨脹封堵起壓時(shí)間（室內(nèi)靜態(tài)條件下，微球最佳膨脹時(shí)間為15天左右）。

（2）注入工藝方面。QK142-2井調(diào)剖前、后壓降和吸水指示曲線顯示，在日注水量保持不變的情況下， 調(diào)剖后QK142-2井壓降曲線與吸水指示曲線均較調(diào)剖前變緩，斜率變小，但截距增大（如圖1），反映出施工后該井吸水變好，但啟動(dòng)壓力升高。

圖1 QK142-2井施工前后吸水指示曲線

2.3 測(cè)試結(jié)果原因分析

考慮到室內(nèi)配伍性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)取水樣時(shí)，水樣具有較濃的油氣味，一段時(shí)間后水發(fā)黑且臭，且調(diào)剖體系為在線注入，分析應(yīng)為現(xiàn)場(chǎng)注入水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，引起近井堵塞，調(diào)剖時(shí)高黏度的調(diào)剖劑將近井地帶沖刷干凈，解除了近井堵塞，所以出現(xiàn)調(diào)剖后，啟動(dòng)壓力升高、但吸水變好現(xiàn)象。

通過對(duì)同一區(qū)塊鄰近水井酸化解堵情況對(duì)比，可以較好地證明該觀點(diǎn)。對(duì)SN142區(qū)塊中QK142-12井和QK142-15井進(jìn)行了酸化解堵作業(yè)，兩口水井酸化作業(yè)后，油壓均大幅下降，酸化效果明顯，表明近井地帶及儲(chǔ)層中污染堵塞嚴(yán)重，在一定程度上反映出不達(dá)標(biāo)的注入水對(duì)近井地帶儲(chǔ)層的污染作用[5-6]，影響調(diào)剖施工效果。

表1 QK142-2井調(diào)剖前、后吸水剖面測(cè)試數(shù)據(jù)

3 調(diào)剖技術(shù)優(yōu)化

結(jié)合一次調(diào)剖現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析，認(rèn)為儲(chǔ)層非均值性強(qiáng)及裂縫發(fā)育是SN142區(qū)塊竄流、開發(fā)低效的主要原因，同時(shí)，調(diào)剖注入水質(zhì)也是影響施工效果的重要因素。二次調(diào)剖在前期調(diào)剖現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，開展低滲裂縫性油藏調(diào)剖工藝探索性研究，對(duì)調(diào)剖體系及調(diào)剖工藝進(jìn)行了優(yōu)化，采用“凍膠+核殼體”調(diào)剖體系，地面清水配液注入的方式調(diào)剖。

3.1 調(diào)剖體系優(yōu)化

在“凍膠+核殼體”調(diào)剖體系中，凍膠是由聚合物、鉻交聯(lián)劑等組分組成，無機(jī)鉻交聯(lián)劑適用于油藏低溫環(huán)境，在一定條件下兩者交聯(lián)聚合，形成高強(qiáng)的凍膠體系來控制高滲通道；交聯(lián)助劑用于改善體系成膠環(huán)境，有助于成膠。核殼體是一種帶內(nèi)核的剛性物質(zhì)，懸浮于凍膠體系中進(jìn)入地層，在地層裂縫處形成物理堵塞，同時(shí)用于增強(qiáng)封堵體系強(qiáng)度。

3.1.1 調(diào)剖劑配方優(yōu)化

（1）聚合物濃度優(yōu)化。在溫度40 ℃、交聯(lián)劑濃度1 000 mg/L、助劑濃度1 000 mg/L的條件下，分別向體系中添加不同濃度的聚合物溶液，測(cè)試體系成膠后的復(fù)合黏度。實(shí)驗(yàn)表明體系的復(fù)合黏度隨聚合物溶液濃度的增大呈現(xiàn)增長的趨勢(shì)，根據(jù)實(shí)際情況，確定了所選聚合物溶液的濃度為3 000～4 000 mg/L。

（2）交聯(lián)劑濃度優(yōu)化。在溫度40 ℃、聚合物濃度3 000 mg/L、助劑濃度1 000 mg/L的條件下，分別向體系中添加不同濃度的鉻交聯(lián)劑，測(cè)試體系成膠后的復(fù)合黏度，體系黏度隨鉻交聯(lián)劑濃度的變化情況。實(shí)驗(yàn)表明體系的復(fù)合黏度隨鉻交聯(lián)劑濃度的增大，呈現(xiàn)出增長的趨勢(shì)。根據(jù)實(shí)際情況，確定鉻交聯(lián)劑的濃度為2 500～3 000 mg/L。

（3）助劑濃度優(yōu)化。在溫度40 ℃、聚合物濃度3 000 mg/L、鉻交聯(lián)劑濃度1 000 mg/L的條件下，分別向體系中添加不同濃度的助劑，測(cè)試體系成膠后的復(fù)合黏度。隨助劑濃度的增大，體系成膠后的黏度呈現(xiàn)出先增大后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)，確定助劑的濃度為2 500～3 000 mg/L。

（4）核殼體。核殼體為帶內(nèi)核的剛性物質(zhì)，粒徑可根據(jù)不同地層條件進(jìn)行調(diào)整，懸浮性好，耐溫耐鹽性好，主要用于增強(qiáng)封堵體系強(qiáng)度，體系在地層裂縫或斷層中堆積，形成物理堵塞。其主要特點(diǎn)是粒徑小，可懸浮性好；剛性強(qiáng)，不易破碎；封堵性、運(yùn)移性好。對(duì)于裂縫性儲(chǔ)層，確定核殼體的濃度為2 000～10 000 mg/L。

3.1.2 物模評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

結(jié)合一次調(diào)剖實(shí)踐，油田處理后的水質(zhì)與調(diào)剖體系不相適應(yīng)，因此，本次采用清水實(shí)驗(yàn)，溫度40 ℃（模擬油藏溫度），進(jìn)行室內(nèi)調(diào)剖體系實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。

根據(jù)前期調(diào)剖劑優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，選取兩種體系配方，分別進(jìn)行巖心實(shí)驗(yàn)，測(cè)試封堵前后滲透率的變化情況，計(jì)算封堵率（表2）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，清水配置的不同濃度的鉻凍膠，在40 ℃條件下對(duì)巖心封堵率均大于95%，凍膠體系性能較好。

表2 兩種調(diào)剖體系配方巖心封堵性能實(shí)驗(yàn)

注：配方1：聚合物0.4 g/L+交聯(lián)劑3 g/L+助劑3 g/L；配方2：聚合物0.3 g/L+交聯(lián)劑2.5 g/L+助劑2.5 g/L；

3.1.3 物性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

依據(jù)配方優(yōu)化結(jié)果，考察鉻凍膠體系在油藏條件下的溶解性、增黏性、流變性、觸變性、熱穩(wěn)定性等。

（1）溶解性測(cè)試及體系增黏性測(cè)試：聚合物干粉溶液在40 ℃溫度條件下，測(cè)試不同放置時(shí)間下的溶液電導(dǎo)率，聚合物干粉在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中的溶解時(shí)間為50 min；測(cè)試體系黏度隨聚合物濃度的變化情況，結(jié)果表明隨著聚合物濃度的增加，溶液的黏度迅速上升，體系具有良好的增黏性。

（2）流變性及熱穩(wěn)定性測(cè)試：在40 ℃條件下，分別測(cè)試不同的剪切速度下，聚合物溶液黏度的變化情況，聚合物溶液呈現(xiàn)出具有明顯剪切變稀的假塑性流變特征，該特性有利于聚合物現(xiàn)場(chǎng)注入；在40 ℃條件下，分別測(cè)試放置不同時(shí)間下的體系的黏度變化情況。并計(jì)算出黏度保留率（表3），表明凍膠體系在40 ℃下放置180 d時(shí)黏度保留率大于93%，穩(wěn)定性較強(qiáng)。

3.2 調(diào)剖施工工藝優(yōu)化

根據(jù)調(diào)剖體系性能不同，調(diào)剖劑注入量、爬坡壓力[7-10]、施工排量及注入工藝，均較一次調(diào)剖有相應(yīng)改進(jìn)（表4）。

根據(jù)對(duì)一次調(diào)剖效果的分析，現(xiàn)場(chǎng)注入水質(zhì)影響調(diào)剖藥劑的性能，同時(shí)存在一定的地層污染。所以二次調(diào)剖時(shí)對(duì)注入水質(zhì)處理方面進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)剖施工前洗井，施工過程中采用清水配液體并加入交聯(lián)助劑，改善地層環(huán)境，保證了調(diào)剖藥劑性能。

表3 凍膠體系黏度保留率情況

表4 調(diào)剖工藝設(shè)計(jì)情況對(duì)比

4 優(yōu)化后現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果跟蹤

調(diào)剖技術(shù)優(yōu)化后，3個(gè)月內(nèi)陸續(xù)在秦家屯油田SN142區(qū)塊開展了5口井調(diào)剖施工，對(duì)應(yīng)14口油井中有11口油井明顯見效，綜合含水下降10%，累計(jì)增油1 512.2 t，投入產(chǎn)出比1∶5（按油價(jià)￥5 000 /t計(jì)算）。井組平均增油280.90 t，提高采收率0.25%，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果明顯。

以實(shí)驗(yàn)井組中以QK142-1調(diào)剖井組為例，對(duì)井組實(shí)施調(diào)剖，調(diào)剖施工18 d，施工排量3~4 L/h，累積注入堵劑1 735 m3，爬坡壓力上升5.5 MPa，施工后壓降曲線明顯升高、變緩，調(diào)剖見效，其周圍對(duì)應(yīng)的QK142-27降水增油效果顯著，單井累積增油167.1 t。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）秦家屯油田SN142區(qū)塊開展了兩次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)剖試驗(yàn)，一次調(diào)剖效果不明顯，二次調(diào)剖在調(diào)剖基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并取得了顯著效果。

（2）一次調(diào)剖體系設(shè)計(jì)注重儲(chǔ)層低滲透及儲(chǔ)層非均值性強(qiáng)特征，采用“乳液聚合物+聚合物微球”調(diào)剖體系，目的是有效注入低滲層并進(jìn)行深部調(diào)剖。

（3）在一次調(diào)剖實(shí)踐效果分析的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)層斷層及裂縫發(fā)育是SN142區(qū)塊竄流、開發(fā)低效的重要原因。因此，二次調(diào)剖通過優(yōu)化調(diào)剖體系，采用“鉻凍膠+核殼體”調(diào)剖體系，能有效封堵大孔道和裂縫等高滲通道，有效調(diào)整吸水剖面。

（4）通過對(duì)秦家屯油田SN142區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)調(diào)剖實(shí)施效果分析認(rèn)為，清水現(xiàn)場(chǎng)配液、變頻泵小排量注入聚合物凍膠調(diào)剖體系，能較好改善SN142區(qū)塊水驅(qū)開發(fā)效果。

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編輯：王金旗

1673–8217（2017）05–0110–04

TE348

A

2017–04–18

許雅，工程師，碩士，1983年生，2010年畢業(yè)于長江大學(xué)地球化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)從事采油氣工程專業(yè)工作。