河南油田注聚區塊轉后續水驅前整體調剖技術的礦場應用

2013-12-23 05:02:38王優先呂曉華皇海權徐嚴芬

石油地質與工程 2013年4期

林楊，王琦，王優先，呂曉華，皇海權，徐嚴芬

（中國石化河南油田分公司石油勘探開發研究院，河南南陽473132；2.中國石化河南油田分公司第一采油廠）

1 水驅前整體調剖的必要性

“九五”以來，河南油田先后在16個區塊開展了聚合物驅工業化應用，聚合物驅油技術已成為油田開發后期減緩產量遞減的主導技術［1-4］。在聚合物驅現場應用中發現，注聚區塊轉后續水驅前，由于聚合物溶液黏度與注入水的黏度差異極大，二者的黏度比一般在80～100倍以上，當聚合物段塞注完后，如果不及時實施整體深度調剖和封竄，一旦直接轉入后續水驅，黏度很小的注入水將必然發生指進或者舌進，快速突破黏度高的聚合物段塞，導致嚴重竄流，破壞聚合物段塞的完整性，嚴重影響聚合物驅的效果并縮短有效期。如雙河油田北塊Ⅱ4-5、雙河油田437塊Ⅱ1-2等區塊注聚結束轉后續水驅之前，沒有及時進行整體深度調剖，很快就發生了竄流和快速指進，造成含水率快速上升、產油量快速遞減。而雙河油田Ⅰ5Ⅱ1-3 層系聚合物段塞結束時，進行了整體深度調剖，改善了吸水剖面，減緩了聚合物竄流，取得明顯穩產效果，日增產原油20 t，維持2年多，扭轉了聚驅區塊轉后續水驅后產量大幅度遞減、含水率急劇升高的生產動態。

雙河油田V1-10層系屬于古近系核桃園組核三段地層，位于泌陽凹陷雙河鼻狀構造的西北部。V1-10層系油層溫度80.3℃，地下原油黏度2.6 mPa·s，平均孔隙度19.19%，平均滲透率0.563 μm2，油層非均質性嚴重，滲透率變化范圍0.048～3.162μm2，滲透率級差33.21，滲透率變異系數0.732，地層水為NaHCO3型，總礦化度7 539 mg／L。Ⅴ1-10層系含油面積5.84 km2，地質儲量533.7×104t，注聚井16口，采油井36口。2004年5月13日開始注聚，2010年3月，按方案設計完成注聚量0.708 PV。根據河南油田的現場經驗，在方案設計聚合物段塞注入結束轉后續水驅前，應及時進行一次整體深度調剖，封堵強吸水層段，從整體上改善注入井的吸水剖面，防止或延緩后續水驅發生快速指進，抑制竄流趨勢，促使液流轉向，提高油層動用程度，保護聚合物段塞的完整性，繼續發揮聚合物的驅替作用，延長聚合物驅的有效期，提高聚合物驅效果。

2 調剖技術路線

2.1 區塊整體調剖

由于單井調剖只能解決平面上一個點的縱向非均質性問題，對區塊所有注入井調剖才能解決整個區塊平面非均質性問題，因此，與常規水驅區塊調剖的選井決策不同［5-6］，注聚區塊轉后續水驅前調剖采用區塊整體調剖的方式，要求具備壓力上升空間的所有注聚井都應進行調剖（井位圖見圖1），同時調整區塊的縱向與平面非均質性，防止后續注入水發生竄流和快速指進。實施技術難度在于根據每口井的狀況確定合適的調剖劑強度與調剖劑用量。

圖1 雙河V1-10層系整體調剖井位

2.2 大劑量深度調剖

考慮到特高含水開發階段調剖效果的有效期及后續流體的繞流，根據河南油田已有調剖經驗和文獻報道［7-8］，雙河油田V1-10 層系采用大劑量深度調剖的方式，調剖段塞尺寸0.05 PV。

2.3 調剖劑配方優選

選用的調剖劑與驅油用聚合物（部分水解聚丙烯酰胺）應具有良好的配伍性，避免調剖劑與聚合物發生不良反應，如：沉淀（黏土、污泥、水泥、陽離子調剖劑等）、降解（氧化還原體系調剖劑）等。因此選用交聯聚合物凝膠作為調剖劑，調剖用的聚合物與驅油用聚合物一致。雙河油田V1-10層系調剖用的聚合物是法國SNF 公司生產的產品HPAMl630S（分子量2200萬、水解度20%），交聯劑為多羥基化合物有機交聯劑。調剖劑的配方：聚合物濃度1200～1600 mg／L，交聯劑濃度150～400 mg／L。80 ℃條件下，成膠時間5～10 d，成膠黏度170～275 mPa·s（表1）。

表1 調剖劑配方放置不同時間下的黏度

2.4 注入工藝

聚合物的混配、溶解與注入采用聚合物驅注入工藝。交聯劑注入采用單泵對單井的調剖施工工藝，每口注入井添加l臺高壓耐腐蝕計量泵作為交聯劑注入泵，在注聚站內將交聯劑泵入各單井來水管線，使交聯劑先與污水混合后，再與聚合物母液混合，然后經靜混器、單井地面管線和井筒充分混合后，注入各調剖井的目的層位。利用這種工藝，可以實現聚合物驅區塊所有注聚井同時調剖，解決了區塊整體調剖要求的多口井同時現場實施的工藝難題。

3 現場應用效果

2010年3月20日至2010年12月26日，在雙河油田V1-10層系注聚結束轉后續水驅前，對16口注聚井中14口井同時進行調剖，調剖井占所有注聚井的88%，調剖段塞尺寸0.05 PV，單井調剖劑量2 640～12 300 m3，完全達到大劑量深度區塊整體調剖技術的要求。

3.1 注入壓力上升，視吸水指數下降

14口調剖井中的12口注入壓力和啟動壓力都有一定幅度上升，注入壓力由調剖前的17.2 MPa上升到調剖后的18 MPa，上升了0.8 MPa；進行測試的6口井啟動壓力上升2.6 MPa。視吸水指數大幅度下降，由調剖前的9.1 m3／（d·MPa）下降到調剖后的7.1 m3／（d·MPa），下降了2 m3／（d·MPa）。由此可見，調剖劑在滿足大劑量注入的條件下，在地層中具有良好的成膠性能，有效封堵了高滲層、啟動中低滲層，為注入井吸水剖面改善打下基礎，擴大了聚合物驅的波及體積。

3.2 吸水剖面得到改善

調剖井注入剖面得到了改善，如X5-13 井調剖后，原來的強吸水層段V9層吸水強度明顯降低，吸水強度由23.1 m3／（m·d）變為5.9 m3／（m·d），V10層吸水強度由18 m3／（m·d）降低為13.4 m3／（m·d）。V1下層吸水強度由16 m3／（m·d）降低為3.6 m3／（m·d）。啟動新吸水層V1上層，新增吸水層厚度2.5 m（圖2）。