在線調(diào)驅(qū)技術(shù)在海上河流相稠油油田中的應(yīng)用

徐玉霞，柴世超，廖新武，沈 明，李廷禮

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452)

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在線調(diào)驅(qū)技術(shù)在海上河流相稠油油田中的應(yīng)用

徐玉霞，柴世超，廖新武，沈 明，李廷禮

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津 300452)

針對(duì)目前渤海BZ油田經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期注水開(kāi)發(fā)，注入水沿高滲層、高滲帶突破，油井含水上升快的現(xiàn)狀，結(jié)合海上平臺(tái)空間有限的特點(diǎn)，運(yùn)用“在孔喉處堆積—堵塞—壓力升高—變形通過(guò)”的在線調(diào)驅(qū)技術(shù)，開(kāi)展了在線調(diào)驅(qū)技術(shù)的室內(nèi)研究，并首次在渤海BZ油田展開(kāi)礦場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在線調(diào)驅(qū)技術(shù)有效封堵了稠油油田注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中的水驅(qū)高滲流通道，使后續(xù)液體產(chǎn)生液流深部轉(zhuǎn)向，擴(kuò)大了注入水的波及體積，明顯改善了水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。同時(shí)，在線調(diào)驅(qū)技術(shù)能夠在空間狹小的海上平臺(tái)進(jìn)行連續(xù)、安全的注入，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、深部調(diào)驅(qū)，是一種新型的海上油田提高采收率技術(shù)。

在線調(diào)驅(qū)；窄河道砂體；稠油油田；提高采收率；渤海BZ油田

引 言

傳統(tǒng)的深部調(diào)驅(qū)技術(shù)[1-6]在陸上油田應(yīng)用得比較廣泛，是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種有效調(diào)整層內(nèi)、層間矛盾和改善注水油田開(kāi)發(fā)效果的工藝技術(shù)，起到了擴(kuò)大注入水波及體積的作用。但是，傳統(tǒng)的深部調(diào)驅(qū)工藝需要占用的平臺(tái)面積大[7]，生產(chǎn)平臺(tái)上一旦進(jìn)行調(diào)驅(qū)作業(yè)，其他的作業(yè)就無(wú)法正常進(jìn)行，油田正常生產(chǎn)就會(huì)受到影響。在線調(diào)驅(qū)技術(shù)的原理是利用前置段塞ZX-1體系封堵水流優(yōu)勢(shì)通道，調(diào)整吸水剖面，主段塞ZX-2體系“在孔喉處堆積—堵塞—壓力升高—變形通過(guò)”，啟動(dòng)中低滲透儲(chǔ)層，逐級(jí)改變液流方向，擴(kuò)大水驅(qū)波及體積。在線調(diào)驅(qū)技術(shù)同時(shí)兼顧了平臺(tái)空間小的特點(diǎn)，能夠滿足深部調(diào)驅(qū)所需要的注入周期長(zhǎng)、劑量大的要求，實(shí)現(xiàn)了海上生產(chǎn)平臺(tái)的在線注入、動(dòng)態(tài)調(diào)驅(qū)，達(dá)到了提高采收率的目的。

1 在線調(diào)驅(qū)技術(shù)室內(nèi)研究

1.1 ZX-1體系驅(qū)油機(jī)理及性能評(píng)價(jià)

ZX-1體系由聚合物HPAM、交聯(lián)劑JLJA、交聯(lián)劑JLJB、穩(wěn)定劑WDJ組成，具有成膠時(shí)間可控，成膠強(qiáng)度可調(diào)的特點(diǎn)。ZX-1體系優(yōu)先進(jìn)入高滲透層深部，在孔喉、裂縫處形成不可流動(dòng)的高強(qiáng)度三維網(wǎng)狀體，同時(shí)，穩(wěn)定劑組分能有效嵌套于網(wǎng)狀凝膠體上，進(jìn)一步提高凝膠體強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)高滲透層的有效封堵。宏觀上體現(xiàn)為原有的水驅(qū)優(yōu)勢(shì)高滲帶或優(yōu)勢(shì)方向的驅(qū)替沿程阻力增加，迫使后續(xù)工作液轉(zhuǎn)向。

用渤海BZ油田E平臺(tái)注入水配制ZX-1體系溶液，在50、75℃條件下ZX-1體系成膠時(shí)間均為10 h，16 h后體系黏度達(dá)到7 562 mPa·s。渤海BZ油田填砂巖心封堵實(shí)驗(yàn)表明，ZX-1體系封堵率大于90%，說(shuō)明凝膠體系注入到填砂管中，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成高強(qiáng)度的凝膠體吸附于砂體表面，起到很好的封堵作用。ZX-1體系的耐沖刷性實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖1)表明，當(dāng)注入15倍孔隙體積注入水后，注入壓力仍保持在0.2 MPa左右，且產(chǎn)出液中無(wú)ZX-1體系產(chǎn)出，表明ZX-1體系在填砂巖心孔隙中能形成高強(qiáng)度凝膠，在地層砂體表面可產(chǎn)生較強(qiáng)的吸附力，具有很強(qiáng)的耐沖刷能力。

1.2 ZX-2體系驅(qū)油機(jī)理及性能評(píng)價(jià)

ZX-2體系表觀黏度低，易進(jìn)入儲(chǔ)層深部。在注入初期，由于原始尺寸只有微米級(jí)，遠(yuǎn)小于地層孔喉尺寸，因此，可以順利的隨著注入水進(jìn)入到地層深部。ZX-2體系不斷水化膨脹，直至膨脹到最大體積后，依靠架橋作用提高地層孔喉處的注入壓力[8-12]，從而實(shí)現(xiàn)注入水微觀改向。顯微鏡靜態(tài)觀察和可視化夾砂模型實(shí)驗(yàn)顯示，ZX-2體系驅(qū)油機(jī)理是通過(guò)對(duì)水流通道(孔喉)暫堵—突破—再暫堵—再突破的過(guò)程，增加大孔隙喉道的阻力，不斷改變深部液流方向，顯著提高注入水的波及體積。

圖1 ZX-1體系耐沖刷性實(shí)驗(yàn)

1.3 ZX-1和ZX-2體系配伍性實(shí)驗(yàn)

將ZX-1和ZX-2體系用現(xiàn)場(chǎng)注入水配成目標(biāo)溶液，在油藏溫度下放置24 h，測(cè)試ZX-1和ZX-2體系與注入水的配伍性。24 h后目標(biāo)溶液均一、穩(wěn)定、不分層，無(wú)沉淀及不溶物出現(xiàn)，表明ZX-1和ZX-2體系與油田注入水具有良好的配伍性。

2 礦場(chǎng)試驗(yàn)及效果評(píng)價(jià)

2.1 在線調(diào)驅(qū)目標(biāo)井組的選擇

應(yīng)用在線調(diào)驅(qū)技術(shù)的最佳油藏條件為儲(chǔ)層連通性好，層內(nèi)、層間非均質(zhì)性強(qiáng)，存在注入水突破現(xiàn)象，油藏有大量剩余油存在。因此，通過(guò)綜合分析優(yōu)選渤海BZ油田E32井組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

E32井組為不規(guī)則注水井網(wǎng)，主力含油層位為NmⅣ8.1和NmⅣ8.2小層，井組主力層連通性好，儲(chǔ)層屬于非均質(zhì)性中等到強(qiáng)的儲(chǔ)集層。E32井組注水1.5 a后含水上升至66%，日產(chǎn)油量由334 m3/d下降至138 m3/d，井組的采出程度僅為7%。由E32井組吸水剖面測(cè)試結(jié)果可知，NmⅣ8.1小層的相對(duì)吸水量為67%，NmⅣ8.2小層的相對(duì)吸水量為33%，縱向上存在吸水不均勻的現(xiàn)象。

由井組動(dòng)態(tài)響應(yīng)可知，由于窄河道儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，平面上也存在注水嚴(yán)重不均的現(xiàn)象。在NmⅣ8.1小層，E32井組的注入水主要向E27井方向波及，E27井在注水受效0.5 a后含水率從3%上升至86%，呈明顯的注入水突破特征；在NmⅣ8.2小層，E32井組的注入水主要向E31m井波及，注水0.5 a后，E31m井的含水率從5%上升至83%。綜合分析認(rèn)為，在NmⅣ8.1小層上，E32井組與E27井之間存在大孔道或高滲層；在NmⅣ8.2小層上，E32井組與E31m井之間存在大孔道或高滲層，E32井組有必要進(jìn)行深度調(diào)驅(qū)作業(yè)，以改善井組水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。

2.2 E32井組在線調(diào)驅(qū)實(shí)施情況

E32井在線調(diào)驅(qū)分5個(gè)段塞注入，其中第1、2、4段塞為0.15%聚合物溶液與ZX-1體系組合，第3、5段塞為ZX-2體系。ZX-2體系在溶解初期幾乎沒(méi)有黏度，無(wú)需建立大型的溶解、陳化和混合設(shè)備。結(jié)合E32井組所在平臺(tái)的實(shí)際空間大小，對(duì)ZX-2體系注入設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化、集成，將藥劑注入泵、藥劑儲(chǔ)罐合為一體，占地面積小，輕便靈活，便于移動(dòng)，不影響平臺(tái)其他井的作業(yè)施工，實(shí)現(xiàn)了ZX-2體系的在線注入。E32井組在線調(diào)驅(qū)作業(yè)201 d，累計(jì)注入ZX-1和ZX-2藥劑干粉23.27 t。

2.3 注水井效果評(píng)價(jià)

2.3.1 注水井井口注入壓力

注入ZX-1體系后，E32a井注入壓力上升0.7 MPa，E32b井注入壓力上升1.0 MPa，說(shuō)明ZX-1體系有效封堵了井間高滲通道。由于ZX-2體系“在孔喉處堆積—堵塞—壓力升高—變形通過(guò)”的作用機(jī)理，注入ZX-2體系后，壓力呈現(xiàn)波動(dòng)上升的特征。

2.3.2 注水井壓降與充滿度

由E32a井在線調(diào)驅(qū)期間注水井井口壓力降曲線(圖2)可知：2個(gè)階段注入后，壓降曲線明顯減緩，表明高滲條帶得到了有效封堵。同時(shí)在完成在線調(diào)驅(qū)后，充滿度由調(diào)驅(qū)前的52.1%增加到76.7%。

2.3.3 霍爾曲線

E32井組在線調(diào)驅(qū)后，霍爾曲線明顯上移，E32a井阻力系數(shù)為1.55，E32b井阻力系數(shù)為1.24，說(shuō)明ZX-1、ZX-2體系注入后，有效封堵了高滲層，啟動(dòng)了中低滲透層，擴(kuò)大了水驅(qū)波及體積。

圖2 E32a井在線調(diào)驅(qū)前后壓降曲線

2.4 油井效果評(píng)價(jià)

E32井組在線調(diào)驅(qū)后，井組中4口生產(chǎn)井(E24、E27、E29m、E31m)的含水呈明顯下降趨勢(shì)，井組含水率由66%下降至55%，4口生產(chǎn)井平均日增油量為14 m3/d，累計(jì)增油量為6 252 m3，調(diào)驅(qū)增油效果較為明顯(表1)。油價(jià)以3 740 元/t為評(píng)價(jià)基數(shù)，在線調(diào)驅(qū)技術(shù)內(nèi)部收益率達(dá)到13.1%，實(shí)現(xiàn)了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié) 論

(1) 在線調(diào)驅(qū)技術(shù)占用平臺(tái)面積小，能夠在空間有限的海上平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、大劑量的調(diào)驅(qū)作業(yè)。

表1 渤海BZ油田E32試驗(yàn)井組實(shí)施在線調(diào)驅(qū)后的效果

(2) 注水井壓力指數(shù)和充滿度的升高及部分油井含水下降都說(shuō)明了在線調(diào)驅(qū)有效封堵了部分水驅(qū)高滲流通道，使后續(xù)液體產(chǎn)生液流深部轉(zhuǎn)向，同時(shí)擴(kuò)大了注入水的波及體積，明顯改善了水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。

(3) E32井組在線調(diào)驅(qū)后累計(jì)增油量達(dá)到6 252 m3，具有較大的增油潛力，證實(shí)渤海BZ油田適合開(kāi)展在線調(diào)驅(qū)工作。

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編輯 劉 巍

20150128；改回日期：20150420

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“海上油田叢式井網(wǎng)整體加密及綜合調(diào)整油藏工程技術(shù)應(yīng)用研究”(2011ZX05024-002-00)子課題“海上稠油油田中后期增產(chǎn)挖潛配套技術(shù)”部分研究?jī)?nèi)容

徐玉霞(1981-)，女，工程師，2003年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，2006年畢業(yè)于該校油氣田開(kāi)發(fā)工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事油氣田開(kāi)發(fā)方面的研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.028

TE357

A

1006-6535(2015)03-0111-03