雁20塊堵水技術研究與應用

(中石油吐哈油田分公司，新疆 吐魯番838202）

劉 富，趙 榮(長江大學石油工程學院，湖北 荊州434023）

雁木西油田位于新疆維吾爾自治區吐魯番地區境內，雁20塊是2004年新發現區塊，該區塊發育2套含油層系，即第三系和白堊系油藏。雁20塊原油性質總體具有低密度、低粘度、低氣油比、低凝固點、中等含蠟量的 “四低一中”的特點。2套油層油藏為邊水油藏，局部存在底水，非均質性嚴重，這些都導致了雁木西油田高含水油井的類型復雜，底水錐進、注入水竄、層間竄等嚴重制約著雁木西油田的穩產。因此針對這些高含水油井，研究與儲層物性條件相匹配的化學堵劑顯得尤為緊迫。

1 油藏地質特征

1）構造特征。第三系構造為一系列近東西走向的相對比較簡單的低幅度短軸背斜構造組成。西塊第三系構造，背斜形態完整，軸向近北東-南西走向，南陡北緩，長軸長約3．8km，短軸約1．0km，圈閉面積3．2km2，高點海拔-1630m，背斜幅度約20m。

2）巖性特征。第三系儲層粘土礦物以伊蒙混層含量最高，占56．8%，其次是伊利石、高嶺石、綠泥石。白堊系油藏儲層主要巖性為細砂巖，占63．5%，粉砂巖次之，粘土礦物含量以蒙脫石為主，平均82．5%，伊利石占31．5%。

3）物性特征。第三系油藏碎屑顆粒結構疏松，分選中-差，儲層上部顆粒分選較好，下部分選較差；油層段平均孔隙度23%，平均滲透率16．8×10-3μm2，為中孔低滲儲層。白堊系油藏碎屑顆粒分選中-好，磨圓度為次棱角狀。第三系縱向滲透率級差較大，儲層滲透率變異系數0．8～1．15，儲層為非均質～嚴重非均質型。

4）流體性質。第三系油藏地層飽和壓差14．11MPa，為低飽和油藏，地層原油密度0．831g／cm3，地層原油粘度3．873mPa·s；地層水水型為CaCl2型，總礦化度191800～115500mg／L，Cl-為113100～71720mg／L，為高礦化度CaCl2型原生地層水。

5）儲層敏感性。①速敏性。儲層損害率0．67左右，屬中等偏強；②水敏性。儲層損害率0．62左右，屬中等；③酸敏性。儲層損害率0．60～0．81，屬中等偏強。

2 注水問題

雁木西油田自2000年9月全面采取注水開發，注水后地層壓力得到恢復，油井不同程度受效，油井動液面上升，產液量上升，直至2003年下半年產量下降，注水效果變差。整個油藏表現出產液量下降、壓力下降、含水上升、油量下降的特點。其中雁1井投產初期供液能力較好，并不含水，后因注入水突進造成上層水淹，在2006年采取了壓裂改造，生產情況較好，含水在45%；到2007年4月，因注入水突進導致含水上升；到2008年5月油井含水100%。一些注水井吸水剖面的測試結果反映出有些層段不吸水，高滲層吸水量多，吸水剖面不均勻，影響注水效果，導致附近油井含水上升加快，這主要是因為雁20塊油藏厚度大，中孔低滲，非均質嚴重，同時屬中等偏強速敏、中等水敏、中等偏強酸敏儲層。

3 技術對策

3．1 YM-1堵劑室內研究

1）基本性能 選定配方為懸浮劑用量6%～10%＋高強度超細顆粒用量18%～25%＋1∶0．5的活化劑復配比。其性能如下：懸浮穩定性，8h析水可小于3%；膠凝時間可控制在3～24h；粘度：初始粘度低，8h后粘度僅為24s；抗壓強度8～13MPa／m；溫度對凝膠影響：隨著溫度的升高，堵劑的初凝時間變短，但最終固化后的強度卻沒有明顯的變化，在25～70℃之間，溫度只對堵劑膠凝的快慢有影響，而對強度影響不大，在70℃下，堵劑的稠化時間大于7h。該堵劑具有良好的懸浮穩定性，初始粘度較低，在室溫下放置8h后，粘度值變化不大，具有很好的流動性及可注入性，滿足現場注入要求。同時具有優良的抗水流沖蝕能力。高強度化學堵劑進入漏失層后能快速形成封堵層，有較強的駐留性，并且封堵層的形成速度越快，其強度越高。

2）人工巖心封堵試驗 將2塊不同滲透率的人造巖心并聯后，注入堵劑，觀察堵劑對不同滲透性的巖心的封堵情況，試驗結果見表1。對于滲透率不同的石英砂巖芯，封堵后，低滲透巖心的滲透率下降幅度為8．4%，而高滲透巖心滲透率下降幅度達91．6%，說明堵劑進入高滲透層的選擇性好。

表1 YM-1巖心封堵試驗結果

3．2 樹脂強凝膠室內研究

1）基本性能 樹脂強凝膠堵劑幾乎不受地層滲透率的影響，7d后的堵水率大于24h后的堵水率，同時隨著巖心滲透率的逐漸增加，堵油率逐漸降低，小于10%，在地層中具有一定的選擇性堵水能力及很好的耐沖刷能力。當堵劑在巖心中成膠，且被油突破而繼續沖刷的過程中，沖刷壓力小于6MPa，且注入油量超過10PV以后，壓力又有下降的趨勢，這有利于油井堵水后的后期采油。

表2 1．0PV樹脂強凝膠凝膠巖心封堵試驗

2）樹脂強凝膠試驗-巖心封堵試驗 采用并聯巖心，將2塊不同滲透率的巖心并聯，注入凝膠溶液，成膠后進行水驅，測定二塊巖心的進液量，試驗結果如表2所示。表2表明，樹脂強凝膠會大量進入高滲通道，對其進行封堵，同時讓注入水多進入低滲層，相對調整了吸水剖面，改善了注水開發效果，也為后續堵劑進入起到架橋作用。

3）采用高強度凝膠加YM-1高強度堵劑結合的封堵試驗 室內采用不同用量的樹脂強凝膠堵劑加YM-1堵劑結合，進行巖心封堵試驗，結果見表3和圖1。表3表明，樹脂強凝膠＋YM-1堵劑結合使得進入高滲層的堵劑量再次加大，而低滲層相對增加較少，不同滲透率的層吸水差距進一步減小，有利于后續注水開發。從圖1中，可知高滲層在堵前滲透率保持一定值，隨著堵劑PV數的增加，剛開始滲透率下降很快，之后下降幅度緩和，這是由于堵劑進入高滲層成膠需要一定的時間，形成了封堵后再注入堵劑，吸收量就會相應減小，滲透率下降會減緩。而低滲層隨著PV的增加，進入量始終不多，滲透率下降幅度不大。

表3 1．0PV NDQ1800凝膠＋0．2PV YM-1封堵試驗(并聯巖心）

3．3 暫堵凝膠室內研究

1）暫堵凝膠基本性能 根據配方篩選試驗，對性能優化配方：0．35%聚合物＋0．15%交聯劑A＋0．2%交聯劑B，其性能為：適應溫度30～90℃；初始粘度＜20mPa·s；膠體穩定性1～3d；可調破膠后粘度小于10mPa·s。該暫堵凝膠堵凝膠的初始粘度較低，凝膠前流動性良好，初凝時間可調，滿足現場施工安全要求；成膠后有一定的強度和穩定性，能達到暫堵油層，分流后續堵劑；同時暫堵凝膠破膠后粘度，易于排液，是一種良好的暫堵劑。

2）油層保護劑研究 將研制的暫堵凝膠YH與雁60塊原油按照不同的配比進行乳化試驗，結果見圖2。圖2表明，隨著兩者比例的增加，體系粘度呈下降趨勢，只有比例在6∶4～5∶5，體系粘度呈上升趨勢，以5∶5比例的體系粘度值最大。因此YH油層保護液遇油增粘，遇水粘度不變，可以用來保護油層。

圖1 并聯巖心封堵試驗(1．0PVNDQ1800凝膠＋0．2PVYM-1＋0．05PV弱凝膠）

圖2 YH油層保護劑試驗結果

4 應 用

雁1井在2006年對出水段進行了卡封作業，并對生產段進行了壓裂改造，壓后生產情況較好，含水在45%，后到2007年4月，因注入水突進導致含水上升，油井含水100%，日產液60t左右。

4．1 施工工藝

采用YH油層保護液＋樹脂強凝膠堵劑＋高強度YM-1堵劑＋頂替液對雁1井進行堵水，采取了光油管擠注工藝：①管柱下到距目標層50～100m的位置；②擠入堵劑；③擠入清水用正擠-反擠-正擠配合的方法，保證管腳無殘留堵劑。

在2008年5月第一次對該井進行了堵水作業，施工后含水有明顯下降，油井產量由施工前的水淹狀態到施工后的日產10t，但液量維持不變，仍然日產液61t左右，油井含水在85%左右，分析造成該井高含水的主要原因：①從水分析資料判斷，該井高含水主要是受注入水的影響，注入水突進導致油井含水上升；②從壓裂后的生產情況分析，壓裂在縱向上沒有溝通油層上部及下部的水層，壓裂形成的裂縫成為主要的水竄通道；③上次堵水作業沒有完全將水竄通道進行封堵，只是部分降低了油井含水，解放了部分油流通道。為此，建議對本井進行再一次的堵水作業，徹底封堵大的水竄通道，降低含水，提高產量。

4．2 施工效果

施工過程壓力變化相對平穩，注強凝膠堵劑過程末端，壓力略有上升，從13MPa上升至15MPa，說明前期注入的強凝膠堵劑對地層孔道造成了一定的封堵作用，為后續堵劑的進入創造了條件。在注YM-1堵劑階段，考慮密度差的影響，較注強凝膠堵劑階段壓力上升了1MPa，壓力相對較為平穩。本井堵水施工后，從施工前100%高含水，到堵水施工后，初期日產液量65m3，日產油10．26t，含水80%；目前日產液42．87m3，日產油8．42t，含水76．1%，取得了較好的堵水效果。

2008年4月至10月，在雁木西油田進行了4井次的堵水作業，其中雁1、雁2、雁3為直井，泉平4為一口水平井。通過雁1、雁2等井的現場應用，堵劑現場應用性能較好，現場施工工藝效果較為理想，滿足現場施工要求。針對水平井堵水，由于施工難度較大，一次封堵很難見效。

目前從4口井的堵水施工作業看，有成功的經驗，也有很多的不足，通過對措施情況的分析，得到了影響堵水效果的原因：①頂替量不足，沒有給近井地帶留出足夠的油流通道，是造成雁1、雁2堵水后產油量較低的最主要原因。②從堵后產液量的變化分析，高強度YM-1堵劑用量偏大，加上頂替液量不足，造成了近井地帶嚴重的污染，進一步加大了近井眼地帶的壓降漏斗，造成了堵水后油流阻力加大，影響了原油的產出。③采取單一的堵水措施，很難將油層解放出來。

5 結 論

1）實驗室所研制的堵水劑體系，YH油層保護液遇油增粘，遇水粘度不變，起保護油層的作用；樹脂強凝膠堵劑成膠后具有較高的強度，可有效封堵水竄通道，同時在大的水竄通道中鋪填，為后續堵劑進入起到架橋作用；高強度YM-1堵劑可提高封堵強度，增加措施有效期。

2）采用的堵劑配方和堵水工藝對雁20區塊有一定的適應性，但還需進一步優化；如何在堵水的同時盡量不傷害油流通道，這一問題有待進一步的探索。

3）建議在進行堵水過程時，應同時對其相應的注水井進行調剖作業，從縱向上調整注水井的吸水剖面，防止注入水錐進，提高油井堵水的成功率。

4）建議堵水作業應盡可能避免堵劑對近井地帶的傷害，頂替液量的確定要在保證堵水施工安全的前提下，將堵劑推向地層深部，至少保證給近井筒地帶讓出2m左右的液流通道。

[1]劉一江，王春增．化學調剖堵水技術 [M]．北京：石油工業出版社，1999．

[2]馬寶岐，吳安明．油田化學原理與技術 [M]．北京：石油工業出版社，1999．