根據可視化模擬研究確定調剖劑最佳投放位置

根據可視化模擬研究確定調剖劑最佳投放位置

鞏磊 黃濤 伍星 李之燕 袁潤成

中國石油大港油田公司采油工藝研究院

通過實驗，建立室內可視化物理模型，研究多輪次調剖劑最佳投放位置，解決剖面重疊嚴重、調剖效果不明顯等問題，為調剖堵水現場作業提供技術支持。調剖劑深入地層越深，其調剖效果越好；當調剖劑置于油水井中間位置時，其調剖效果最好，后續水驅波及系數可達49%。調剖劑一次單點投放時，調剖劑段塞長度為5%～10%油水井井距時，后續水驅波及系數上升速率最大。

可視化；模擬；調剖；實驗；投放位置

通過實驗，建立室內可視化物理模型，研究多輪次調剖劑最佳投放位置，解決剖面重疊嚴重、調剖效果不明顯等問題，為調剖堵水現場作業提供技術支持。

1 實驗條件

1.1 可視化模型

首先建立室內可視化模型，如圖1所示，并確定實驗參數如下：模型尺寸：12.0cm×12.0cm× 1.0cm；砂層尺寸：10.0cm×10.0cm×0.15cm，模型對較大孔道用30～40目石英砂填充，寬度為1.0mm，其余部分用60～90目石英砂填充，均用環氧樹脂膠結，模型孔隙總體積為6mL；模擬油：機油與煤油的混合油（體積比為10∶1），用蘇丹三染色；飽和及驅替用水：油田注入水，用甲基藍染色；驅替流量為0.11mL/min。

圖1 可視化模型示意

1.2 調剖劑劑配方

本實驗中調剖劑為無機鉻凍膠體系，基本配方為5000mg/LHPAM+0.3%交聯劑（0.108%重鉻酸鈉+0.192%亞硫酸鈉）。

1.3 實驗步驟

實驗步驟為：模型抽真空→飽和水→飽和油→水驅油至產出液含水率98%→計算水驅波及系數→在模型中設計的調剖劑投放點的位置上注入等量的凍膠→再水驅至含水率98%→計算提高的波及系數。實驗溫度為20℃。

2 調剖劑最佳投放位置

2.1 調剖劑單點投放

（1）調剖劑最佳投放位置確定。將段塞長度均為10%油水井井距的調剖劑投放于圖1所示的模型中油，水井之間的不同位置，投放點分別為距水井1/6l、2/6l、3/6l、4/6l和5/6l處，計算后續水驅的波及系數，實驗結果見圖2與表1。隨調剖劑的投放位置逐漸加深，波及系數先上升又下降，并且在油水井中間位置時調剖效果最好，此時波及系數可以達到48.9%。

圖2 調剖劑單點投放實驗結果

表1 調剖劑處于不同位置的波及系數

（2）調剖劑段塞長度優化。調剖劑用量對調剖效果具有較大影響，用量小則效果不明顯；用量大則作業費用高，因此研究調剖劑合理的段塞長具有重要意義。實驗中，將不同段塞長度的調剖劑投放于油水井中點處，計算后續水驅的波及系數，實驗結果見圖3和圖4。調剖劑段塞長度為5%～10%油水井井距時的曲線斜率最大，因此調剖劑段塞長度為5%～10%油水井井距時效果較佳。

圖3 不同段塞長度對波及系數的影響

2.2 調剖劑多點投放

（1）調剖劑一次兩點投放。將10%堵塞長度的調剖劑均分成兩份，一次放置于模型中兩點，計算后續水驅波及系數，方案①（0.25l，0.5l）表示將兩等份調剖劑分別放置于距離注水井0.25倍和0.5倍油水井井距處，實驗結果如表2所示。將調剖劑一次均勻投放于油水井中間兩點時，其后續水驅波及系數為28%左右，與調剖劑投放于油水井中間時相近。

圖4 不同調剖劑段塞長度與波及系數的關系

表2 調剖劑一次兩點投放方案與實驗結果

（2）調剖劑兩次兩點投放。將10%段塞長度的調剖劑用量均分成兩份，分兩次投放于模型的兩個點。投放方案①（0.25l，0.5l）表示，第一次投放時，50%的調剖劑放置于距水井距離0.25l處；第二次投放時，剩余50%的調剖劑放置于距水井距離0.5l處。其他投放方案依此類推，實驗結果見表3。在方案①中水驅波及系數最高，可達42.7%。當調剖劑二次投放于0.75l處（接近油井），壓力梯度大，調剖劑被迅速突破，0.5l處壓力梯度小，不易被突破。對比表2和表3，調剖劑兩點兩次投放的波及系數要大于一次單點和一次兩點投放時的水驅波及系數。

表3 調剖劑兩次兩點投放方案與實驗結果

3 結論

（1）調剖劑深入地層越深，其調剖效果越好；當調剖劑置于油水井中間位置時，其調剖效果最好，后續水驅波及系數可達49%。

（2）調剖劑一次單點投放時，調剖劑段塞長度為5%～10%油水井井距時，后續水驅波及系數上升速率最大。

（3）調剖劑兩次兩點投放效果比一次兩點投放效果好，在調剖劑兩次兩點投放時，第一、二次投放點為距水井距離分別為0.25l和0.5l時，后續水驅的波及系數可達42.7%。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.022