羅艷紅

摘 要：物理模擬技術(shù)是采用天然或人造巖心，模擬油藏條件，測(cè)定在不同壓力、不同速度、不同擠入方式下的活化稠油狀態(tài)，通過(guò)選擇性堵水實(shí)驗(yàn)、注入能力研究、耐沖刷性能實(shí)驗(yàn)、突破壓力研究等，給出活化稠油的最優(yōu)實(shí)施方案，以提高活化稠油的工藝水平。通過(guò)實(shí)施，平均單井增油上升為334t/井次，見到了明顯的效果。

關(guān)鍵詞：物理模擬;堵水;乳化稠油

1、前言

某油田活化稠油堵水技術(shù)陷入困境，主要表現(xiàn)為：選井困難、平均單井增油下降過(guò)快。為了提高活化稠油的工藝水平，引進(jìn)物理模擬技術(shù)，重新核定活化稠油技術(shù)的影響因素，在物理模擬基礎(chǔ)上，合理改進(jìn)活化稠油堵水技術(shù)。通過(guò)實(shí)施，平均單井增油上升為334t/井次，見到了明顯的效果。

2、作用機(jī)理

物理模擬技術(shù)是采用天然或人造巖心，模擬油藏條件，測(cè)定在不同壓力、不同速度、不同擠入方式下的活化稠油狀態(tài)，通過(guò)選擇性堵水實(shí)驗(yàn)、注入能力研究、耐沖刷性能實(shí)驗(yàn)、突破壓力研究等，給出活化稠油的最優(yōu)實(shí)施方案，以提高活化稠油的工藝水平。

3、物理模擬實(shí)驗(yàn)

3.1選擇性堵水實(shí)驗(yàn)

單巖心實(shí)驗(yàn)選用 4 組人造柱狀膠結(jié)巖心，測(cè)滲透率后直接注2倍孔隙體積活化稠油。在恒定壓力下進(jìn)行油驅(qū)或水驅(qū)，測(cè)試驅(qū)出液體積變化，可以看出，水驅(qū)巖心出口流出液量遠(yuǎn)少于油驅(qū)巖心流出的液量，其原因是水驅(qū)過(guò)程中，活化稠油遇水后與水乳化形成高粘乳狀液，阻礙水的流動(dòng);而油驅(qū)過(guò)程中，活化稠油溶于驅(qū)替油中，隨油流排出，使流動(dòng)能力逐漸增加，驅(qū)油量增大。這說(shuō)明活化稠油具有較明顯的選擇性堵水作用。

3.2注入能力研究

實(shí)驗(yàn)采用 4個(gè)填砂長(zhǎng)管巖心，實(shí)驗(yàn)表明，初始時(shí)刻阻力系數(shù)相對(duì)較低，但隨著注入量的增加，阻力系數(shù)迅速增加，在注入后期阻力系數(shù)大于高速注入的巖心。其原因是低速注入過(guò)程中活化稠油與水有充分的接觸和攪拌時(shí)間，因而形成了前端乳化作用，而高速注入時(shí)乳化作用不明顯，故阻力系數(shù)相對(duì)較低。當(dāng)注入孔隙體積倍數(shù)大于1后，巖心阻力系數(shù)降低，說(shuō)明前緣乳化液被替出，阻力減少，而注入速度為3 cm3/min的巖心阻力系數(shù)變化不大。還可看出，在相同的注入速度下，用油進(jìn)行前處理后的巖心比未進(jìn)行前處理的巖心注入活化稠油效果更好。

根據(jù)研究結(jié)果，建議在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，首先應(yīng)注入少量的油作前置液，然后采用大排量的注入法，以增加活化稠油的注入能力，保證合理的注入量。

3.3耐沖刷性能測(cè)試

實(shí)驗(yàn)分別采用 1 cm3/min和 0.4 cm3/min的速度對(duì)巖心進(jìn)行了堵后水驅(qū)實(shí)驗(yàn)，以評(píng)價(jià)堵后水驅(qū)速度對(duì)活化稠油封堵性能的影響。隨著注水量的增加，殘余阻力系數(shù)不斷上升，當(dāng)水的驅(qū)替孔隙體積倍數(shù)達(dá)到一定值后，活化稠油的乳化達(dá)極限，殘余阻力系數(shù)不再上升，而是隨著注水量增加而逐漸降低，最后基本趨于穩(wěn)定。據(jù)此建議活化稠油堵水后，采用過(guò)量頂替的辦法以提高堵水效果。

3.4 突破壓力的測(cè)定

在一定注入速度下記錄壓力變化，將填砂管出現(xiàn)第一滴液滴時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力作為突破壓力。為測(cè)定不同含水階段突破壓力的大小，實(shí)驗(yàn)時(shí)每注 10cm3水停泵一次，過(guò) 1h后再注水測(cè)突破壓力，可以看出，隨著注水量的增加，突破壓力先增加然后降低，其原因是注水量增加，活化稠油乳化能力增加，粘度提高，突破壓力增大，水突破后，注入水形成水流通道，使突破壓力降低，在其它參數(shù)相同條件下，高速水驅(qū)因攪拌力較大，在剛注入時(shí)有利于提高突破壓力，但突破后突破壓力馬上降低，從這一角度講也應(yīng)采用低壓返排法提高堵劑有效作用期。

4、改進(jìn)

4.1 重新確定封堵半徑

在早期活化稠油的施工中，是根據(jù)其它堵水方式的經(jīng)驗(yàn)，確定堵水半徑0.5-1m，但隨著油層的開采，封堵半徑顯然不合理。

在堵水作業(yè)中，堵水半徑越大，封堵效果越好，堵后水層吸水指數(shù)下降越多。但隨著堵劑用量的增加，所投入費(fèi)用提高，因此要重新確定合理的堵水半徑。從達(dá)西定律出發(fā)，根據(jù)封堵效果的要求，主要考慮原油粘度、堵劑粘度、油層滲透率、生產(chǎn)壓差，井筒半徑，堵劑殘余阻力系數(shù)等因素，計(jì)算出合理的封堵半徑。

4.2 確定合理的堵劑用量

用如下公式計(jì)算出理論堵劑用量。

最佳用量的確定是以保證有效期內(nèi)堵劑承受的壓力小于其突破壓力的最小堵劑用量。

A、采用打段塞的方法，合理利用乳化劑，保證與地層水接觸的界面，乳化劑足量，有效減少乳化劑的用量。

B、采用熱污水進(jìn)行過(guò)量頂替，既保證了乳狀液的強(qiáng)度，又節(jié)省了原油的用量。

4.3 少量前置液+過(guò)量頂替

對(duì)于前置液，以前為了施工簡(jiǎn)便，就打一罐車10m3左右，經(jīng)過(guò)物理模擬后，發(fā)現(xiàn)前置液的量影響乳化劑前緣乳狀液的形成，降低前緣乳狀液的強(qiáng)度，經(jīng)計(jì)算，確定前置液的量為2m3，既可保證注入效果又不影響前緣乳狀液強(qiáng)度。

根據(jù)活化稠油的耐沖刷能力實(shí)驗(yàn)，采用過(guò)量頂替的辦法可以提高活化稠油的堵水效果，經(jīng)計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)采用理論頂替量的1.5-2倍作為實(shí)際頂替量，改原油頂替為熱污水頂替，節(jié)省原油的消耗。而且過(guò)量頂替同樣可以解決堵劑進(jìn)泵卡泵的問(wèn)題。

5、結(jié)論

通過(guò)室內(nèi)模擬和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明，物理模擬優(yōu)化技術(shù)先進(jìn)，理論完善;物理模擬結(jié)果對(duì)其它堵水措施有指導(dǎo)意義;要繼續(xù)提高選井工作水平，保證堵水效果。