多段塞調剖調驅在三低砂巖油藏水平井中的研究與應用

高連濤

摘 要：針對三塘湖盆地三低砂巖油藏水平井水驅開發效果差和儲量動用程度低的問題，開展調剖調驅+注水補能實驗，采用酚醛凍膠+鉻凍膠的雙調剖體系，配套大規模、多段塞、長段塞、控壓力、溫和注入的施工參數，實現了含水可控和水驅見效，日增油28.2t。為三低砂巖油藏水平井注水補能水驅開發、減緩自然遞減、提高儲量動用提供有效手段。

關鍵詞：三低砂巖油藏;水平井;調剖調驅+注水補能;雙調剖體系

0 引言

三塘湖盆地牛圈湖區塊砂巖油藏受低孔、低滲、低壓等因素制約，油井均采用壓裂方式投產。隨著近年水平井開發模式的擴大、壓裂技術的突飛猛進，使得水平井多段多簇的分段壓裂成為開發三低砂巖油藏的主要技術手段。

1 區塊水平井生產現狀

區塊砂巖油藏非均質性強，斷層、裂縫、大孔道分部復雜，加上多段多簇的壓力改造，水平井開發呈現壓裂投產竄通反應明顯、開發遞減快、采出程度低、注水竄通嚴重甚至暴性水淹等特征，注水水驅開發效果差異大。初期水平井均高產，馬62區塊以人工改造為主，伴隨同步注水驅替，產量保持相對穩定，自然遞減相對較緩，含水也有逐漸上升趨勢，上升13.9%;北Ⅲ區天然裂縫發育明顯，人工裂縫溝通復雜，初期投產效果好，但地層壓力低，井區注水竄通明顯，見效井從見效到見水水淹平均7天，水線推進速度72m/d，導致水驅效果差，產量遞減快，遞減率達到了49.8%。嚴重制約水平井區開發效果和儲量動用。

通過調剖調驅封堵裂縫水竄通道，同步開始注水補能水驅，達到水驅開發擴大波及體積、控水增油提高儲量動用目的。

2 封堵機理

2.1 封堵機理

在存在竄流通道的水平井中，注入一定強度的凍膠，形成“膠壩”[1]，注入水在原水竄通道上受阻，在凍膠成成的膠壩附近進行繞流，向其他未竄通的通道進行驅替，擴大了水驅波及體積，從而起到挖潛和提高水驅效率的作用，提高了儲量動用程度。

2.2 地質模型

根據呂靜博士在《水平井置膠成壩深部液流轉向數值模擬》一文中對地層二層、五層二維地質模型進行了數值模擬，研究了膠壩位置、高度、組合對膠壩改善水驅效果的影響。

結果表明，膠壩位置在注采井1/2井距或略偏向采油井處效果較好;膠壩高度越高，改善水驅效果越明顯;多個膠壩組合使用，并且達到厚油層40%以上高度時，增油效果更加明顯，能夠提高水驅采收率約10%[1]。

3 調剖調驅工藝

3.1 體系優選

2007-2018年本區域砂巖油藏直井調剖累計實施197井次，凍膠體系適應性及效果較好。

封堵體系仍以高強度酚醛凍膠及鉻凍膠雙調剖體系為主。酚醛樹脂凍膠適應溫度30-45℃，成膠時間2-3天，成膠粘度最高可達26*104MPa.s及以上;有機鉻凍膠適應溫度30-45℃成膠時間30-72h，成膠粘度最高可達26*104MPa.s及以上。

3.2 規模設計

根據油水井動態及示蹤劑資料，注水指進、含水快速上升的特征，結合徑向流、擬平行四邊形的水驅見水模型，優化調剖規模設計。

3.2.1 徑向流推進模型

依據裂縫型油藏竄流通道特征，考慮楔形運移形式，設計量按公式：

β：竄流方向系數（結合油水井竄流方向數目、生產動態及示蹤劑結果，取值2-3）;θ：竄流突破角（竄流通道上水平面積一般很小，取值5-15度，早期見水取值小）;R：封堵半徑，m（按井距1/3-1/2設計）;h：強吸水層厚度，m（根據吸水剖面確定）;Φ：竄流通道孔隙度，%（竄流通道局部孔隙度較高，取值0.2-0.4）;Q：調剖劑用量，方。

3.2.2 擬平行四邊形模型

設計量按公式計算：

V：調剖劑用量，方;L：措施目的井段長度，m;D：注采井距，m;H：油層厚度，m;參考臨近直井;θ：地層傾角°，取值3-5°;Φ：油藏平均孔隙度，%。

3.3 段塞設計

根據數值模擬顯示的結果以及調剖體系強度，將兩種凍膠體系結合起來，形成2-3個膠壩組合，膠壩之間組合施工要進行階段侯凝成膠;單膠壩設計3段以上不同強度的凍膠組合，形成6-9個的多段塞模式;段塞長度50-100m;頂替至距離水井端1/2以上井距的位置。

3.4 施工參數設計

根據溫和注水政策，施工排量0.6-1.5方/h。根據不同見水類型、注水壓力、拐點壓力等數據，從三個方面進行控壓力施工：

①天然裂縫、人工裂縫裂縫發育區見水井組，控制排量，在注水壓力下進行凝膠顆粒預處理，調整高強度凍膠流動方向;

②根據指示曲線拐點壓力，主體段塞在拐點壓力之上施工，保證高強度凍膠體系進入裂縫水竄通道中;

③根據井組動態變化，控制施工壓力上升速度，形成平穩上升的施工壓力曲線形態。

4 現場應用及效果

2018-2019年水平井調剖調驅+注水補能累計實施5井次，有效率100%，施工前后及過程中階段壓降逐漸變緩;注水壓力上升3.5MPa;吸水指數下降50.3%，啟動壓力上升6.7MPa。

目標油井12口，見效13口（新增1個見效方向），綜合含水下降31%，日增油28.2t，階段累計增油6378t，減少無效產水1.56萬方，控水增油效果明顯，階段投入產出比 1：9.61，繼續有效。

井組生產由壓裂、注水過程中的直接竄通水淹，到調剖調驅后穩定注水補能，再到注水水驅見效，極大的擴大了波及體積，提高了區塊儲量動用。

5 結論

①高強度凍膠體系對于封堵裂縫水竄通道非常有效，能使調剖調驅取得較好的效果;

②多段塞、長段塞、控壓力等施工參數設計基本滿足工藝技術要求，滿足水平井見水井組的治理要求，起到了控水、注水補能擴大水驅波及體積的目的;

③水平井調剖調驅的成功，改善三塘湖盆地三低砂巖油藏水平井水驅開發效果，為水平井注水補能水驅開發、減緩自然遞減提供了有效的對策，為提高儲量動用提供有效手段，具有良好的實用應用價值。

參考文獻：

[1]呂靜，劉玉章，王家祿，等.水平井置膠成壩深部液流轉向數值模擬[J].西南石油大學學報，2011.