注水井復合調驅技術規律性研究

聞晶

摘 要：歡西油田經過三十多年開發生產，已處于"高含水、高采出程度"開發階段。注采失衡矛盾突出，非均質程度嚴重，注水低效無效循環，已成為制約水驅開發效果和產量穩定的重要因素。以提高注水波及體積為目的的注水井復合調驅技術，已發展成為水井主體治理措施之一，在改善水驅開發效果方面發揮重要作用。通過多年的理論研究與現場實踐，結合國內外調驅現狀，利用科學先進的方法，進行規律性研究，總結出適合我廠各區塊特點的調驅藥劑配方體系、選井條件、現場施工參數，為注水區塊整體深部復合調驅技術的發展提供了寶貴經驗，為注水開發油田的后期挖潛探索了有效途徑。

關鍵詞：復合調驅；調驅機理；規律性研究；應用效果

1、調驅作用機理

調驅技術是一種以實現流體在油層深部轉向為主的工藝措施，其目的主要是實現流體在油層深部的轉向，即調驅作用 。

我們所選用的復合調驅劑主要由弱凝膠、預交聯顆粒、納米微球等組成。其主要作用機理就是弱凝膠與預交聯顆粒在地層條件下，利用弱凝膠及預交聯顆粒水化膨脹后所形成的復合凝膠，封堵大的水流通道，使注入水進入中低滲透層，迫使液流改向，降低流度比，擴大注入水的波及體積，提高區塊開發效果。

2、復合調驅技術分類

2.1. 弱凝膠作用機理

弱凝膠是由低質量濃度的聚合物和交聯劑通過分子間交聯形成。一般選擇HPAM作為交聯主劑，質量濃度為800-3000 mg/L。交聯劑主要有樹脂、二醛和多價金屬離子等，美國使用最多的是醋酸鉻、檸檬酸鋁和乙二醛，我國應用較多的為酚醛樹脂預聚體、醋酸鉻、乳酸鉻、檸檬酸鋁等，形成的凝膠強度通常在0.1-2.5 Pa，現場應用則根據地層及生產狀況選擇凝膠強度。。

2.2預交聯顆粒作用機理

預交聯顆粒調剖是近年發展起來的一項新型復合調驅技術，主要是針對非均質性強、高含水、大孔道發育的油田改善水驅開發效果而研發的創新技術。它是利用交聯劑、支撐劑、聚合物單體、引發劑，經復雜的化學反應生成的既具有柔韌性又具有很高強度和耐溫性能的一種調剖劑。體膨顆粒遇油體積不變而吸水體膨變軟（但不溶解），在外力作用下可發生變形運移到地層深部，在高滲層或大孔道中產生流動阻力，使后續注入水分流轉向，有效改變地層深部長期水驅而形成定勢的壓力場和流線場， 達到實現復合調驅、提高波及體積、改善水驅開發效果的目的。

2.3納米微球作用機理

利用納米微球水化膨脹堵塞封堵和吸附封堵地層孔喉。在注入初期，由于微球的原始尺寸只有納米級，遠遠小于地層孔喉的微米級尺寸，因此可以順利地隨著注入水進入到地層深部，隨著注入時間的不斷延長，微球不斷水化膨脹，直到膨脹到最大體積后，依靠架橋作用在地層孔喉處進行堵塞，從而實現注入水微觀改向。由于微球是一個彈性球體，在一定壓力下會突破，逐級逐步液流改向，最大限度提高注入液的波及體積。

3、復合調驅配方參數選擇

3.1弱凝膠調驅劑

通過室內實驗，評價出弱凝膠現場使用最佳參數范圍：主劑HPAM分子量：1500-2500萬；交聯劑為：NMSL；合理PH值范圍應控制在：4-7；成膠時間：50℃時成膠時間為8-10小時，可以保證現場施工安全。

3.2預交聯顆粒調剖劑

通過室內實驗，評價出預交聯顆粒現場使用最佳參數范圍：顆粒粒徑3-5mm；抗壓強度為1.2-1.5MPa；膨脹倍數為15-19倍。

3.3納米微球調剖劑

通過室內實驗，評價出納米微球現場使用最佳參數范圍：微球大小 2.8-40μm；膨脹性3-40倍；耐溫0-120℃；耐礦化度小于8000mg/L。

4、規律性研究

4.1形成了各區塊完善的調驅體系

首先收集各注水區塊的油水井動靜態資料，分析評判對水驅有重大影響的因素，然后用正交實驗對所選因素進行優選，確定關鍵參數，建立完善的調驅體系。

正交試驗設計是利用正交表來安排與分析多因素試驗的一種設計方法。它是由試驗因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進行試驗的，通過對這部分試驗結果的分析了解全面試驗的情況，找出最優的水平組合。

4.2運用FD決策技術，評價各區塊適合調驅井組

FD值越小，存在高滲透條帶及大孔道的可能性越大。經過實測50口注水井的井口壓降曲線及計算FD充滿度，篩選出22口FD值小于該塊平均值的井，實施調驅措施。

各區塊調驅井組FD值規律性：

錦16塊：FD充滿度值范圍：0.18-0.50；平均值為：0.31；調驅井FD≤0.31

錦99塊：FD充滿度值范圍：0.20-0.52；平均值為：0.36 ；調驅井FD≤0.36

錦98塊：FD充滿度值范圍：0.28-0.56；平均值為：0.41； 調驅井FD≤0.41

4.3用充滿度理論指導現場工藝參數調控

現場實施過程中，隨時測試井口壓降曲線，計算充滿度，利用調驅充分程度判別方法動態監測高滲帶及大孔道的封堵情況，適時的調整注入速度、調控注入壓力，在每個段塞的注入過程中或結束后，決定是否采取段塞式候凝方式，實現了對現場施工參數的合理調控。根據室內實驗與現場實踐，優化出各區塊現場施工參數。

錦16塊：注入速度：5-8m3/h；注入壓力：≤正常注水壓力的70%；完井后燜井時間：7d

錦99塊：注入速度：5-6m3/h；注入壓力：≤正常注水壓力的80%；完井后燜井時間：5d

錦98塊：注入速度：5-6m3/h；注入壓力：≤正常注水壓力的80%；完井后燜井時間：3d

5、 結論

通過多年的理論研究與現場實踐，結合國內外調驅現狀，利用科學先進的方法，進行規律性研究，總結出適合我廠各區塊特點的調驅藥劑配方體系、選井條件、現場施工參數，為我廠注水區塊整體深部復合調驅技術的發展提供了寶貴經驗，為注水開發油田的后期挖潛探索了有效途徑。

參考文獻：

[1] 闞亮. 牛心坨油田調驅劑調驅效果室內實驗研究[D]. 東北石油大學. 2014.

[2] 馬強. 海1塊復合深度調驅體系研究[D]. 東北石油大學. 2012.

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