錦州9-3 油田整體調剖探索與實踐

王天慧，陳維余，孟科全

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452；2.中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300457）

目前調剖技術已成為海上油田主要的增產措施。自2003 年起，錦州9-3 油田調剖經歷了籠統調剖、分層調剖、層內調剖及整體調剖四個階段，建立了以凝膠為主，層內生CO2、納米微球等新工藝為輔的調剖工藝體系，形成了水驅優勢通道識別及區塊整體調剖決策技術配套技術，調剖工藝日趨成熟。油田自2012 年起，開始進行整體調剖技術研究與應用工作，先后在W6-4、W5-2 等6 個井組進行現場應用，取得良好增油降水效果。

1 錦州9-3 油田概述

1.1 基本情況

錦州9-3 油田位于渤海遼東灣北部海域，油田屬于高孔高滲油藏，孔隙度22 %～36 %，滲透率10～5 000×10-3μm2，地層平均原油粘度17.1 mPa·s，地層溫度57 ℃，地層水礦化度6 401～9 182 mg/L。油田于1999 年投產，截止2013 年初，油田累積產液2 267.89×104m3，累積注水/聚2 418.4×104m3，累計注采比0.80，綜合含水75.84 %。

1.2 開發問題及挑戰

錦州9-3 油田油藏埋藏淺，儲層膠結疏松、易出砂；注采井距大（350～500 m），油層厚（平均32.7 m）；層間、層內、平面矛盾突出；單井日注水量大，通常為500～1 200 m3；普遍采用繞絲篩管礫石充填完井方式，大段籠統注水開發，導致后期開發過程中難以進行細分層系開采。隨著油田的注水開發，地層非均質性增強，造成以下后果：生產井見水加快、產油量下降、含水率上升；地面脫水、污水處理等系統的負荷加大，采油成本上升。

調剖技術可有效解決地層非均質性的問題。但錦州9-3 油田調剖作業存在以下挑戰：

（1）注水井大多采用篩管、礫石充填防砂的完井方式，一個防砂層段存在多個油層，分層調剖工藝實施困難。

（2）篩管和礫石充填層孔隙狹小，無法使用顆粒型調剖劑，且易對調剖體系造成強烈的剪切，降低調剖體系的強度。

（3）海上平臺空間狹小，對施工設備要求高。

（4）缺乏淡水，高礦化度的配制水對調剖劑的抗鹽性和穩定性提出新的挑戰。

2 整體調剖決策技術研究

2.1 選井決策

整體調剖調剖井選擇主要依據是注水井的滲透率、吸水剖面、注入動態及井口壓力降落等因素，利用專家系統知識的不確定性表示方法（隸屬函數法）[1]，將這些參數表示成選擇調剖井的決策因子（專家知識），并利用模糊評判方法[2]對多種因素進行綜合評判，篩選出最佳的調剖井。整體調剖井選擇流程（見圖1）。

圖1 區塊整體調剖篩選流程

在前期理論研究的基礎上，基于軟件工程原理編制出一套整體調剖決策軟件系統，該軟件可實現區塊整體調剖選井決策、調剖劑決策、工藝設計、效果預測、效果評價的系統化決策功能。

2.2 調剖劑篩選

調剖劑篩選主要包括類型的選擇與用量的計算。2.2.1 類型選擇 主要考慮調剖劑與地層的配伍性，建立了常用調剖劑的性能參數數據庫，然后利用專家系統進行推理，將實際區塊的特征參數與調剖劑數據庫參數匹配來優選調剖劑類型[3]。目前已建立渤海油田凝膠類、顆粒類、泡沫類及復合類調剖劑體系100 余種調剖劑數據庫，充分滿足渤海油田調剖需求。

2.2.2 用量計算 根據注水井的吸水強度來確定的。調剖劑注入地層后會引起注水井吸水指數的下降，通常注入調剖劑越多，其吸水指數下降越多，因此井的吸水強度越大，為了降低其吸水指數就需注入越多的調剖劑[4]。單井調剖劑用量用下式計算：

式中，Ki－第i 口井的吸水指數，m3/（MPa·m）；Kj-第j 口井的吸水指數，m3/（MPa·m）；Wj-第j 口井的調剖劑用量，m3；n-調剖的總井數；h-地層厚度，m；β-用量系數，m3/m。β 是一個與地層條件和調剖劑類型有關的參數，由試注井按上式反求，對于沒有試注井的區塊，可借用地層條件相似的其他區塊的β 值。

3 現場應用

錦州9-3 油田西區注聚井8 口，受益油井20 口。注聚井實施注聚3 個月后，所有受益油井20 口井全部有聚合物產出，聚竄現象嚴重，大大影響注聚開發效果。通過分析8 口注聚井吸水剖面測試資料，確定Ⅰ油組是最主要的吸水層位，吸水強度遠高于其他油組，且Ⅰ油組各小層吸水強度也存在較大差異，吸水剖面極不平均。

對錦州9-3 西區進行整體調剖，利用整體調剖決策軟件系統，優選出6 口一類調剖井，確定了調剖劑類型、用量及施工參數（見表1）。

表1 區塊整體調剖優化決策數據表

2012 年初開始整體調剖試驗，試驗前后6 口調剖井生產情況數據（見表2）。截止2012 年底，區塊累計增油35 694 m3，降水123 400 m3。投入產出比1：8.7。

表2 JZ9-3 油田整體調剖井注入壓力與視吸水指數統計表

4 結論

（1）整體調剖決策軟件系統實現選井決策、調剖劑決策、工藝設計、效果預測、效果評價的系統化決策功能。并將選井由定性描述轉化為定量分析，將增油降水、提高采收率和增加可采儲量納入經濟評價，使決策結果更加合理完善。

（2）錦州9-3 油田西區整體調剖先導試驗，累計增油35 694 m3，降水123 400 m3，措施效果超過先前單井調剖效果，表明整體調剖技術可有效改善高含水期油田后期開發效果，在渤海油田具有較大應用前景。

［1］ 自寶君，唐孝芬，李宇鄉.區塊整體調剖優化設計技術研究［J］.石油勘探與開發，2000，27（3）：60-63.

［2］ 李宜坤，劉一江，趙福麟，等.區塊整體調剖的PI 決策技術研究［J］.石油大學學報，1997，21（2）：39－42.

［3］ 馮其紅，陳月明，姜漢橋.區塊整體調剖一體化技術研究［J］.石油鉆采工藝，1999，21（2）：74－79.

［4］ 陳月明.區塊整體調剖的RE 決策技術［A］.劉翔鶚.97 油田堵水技術論集［C］.北京：石油工業出版社，1998：88－91.