深度調剖在三次采油提質增效中的應用

哈俊達（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

A 區塊2017 年投產，2018 年投入三元驅開發。區塊投產后，部分井組注入壓力偏低且壓力不升，吸入剖面顯示存在強吸水層段，層內矛盾突出，周圍油井綜合含水率接近98.0%。注入井注入量高，采出井液量高，低效無效注采狀況嚴重，單井能耗大，注入井單耗高達417.6kWh，采出井單耗1200 kWh，遠高于區塊平均水平。通過識別優勢滲流通道，明確調剖時機，實施空白水驅階段深度調剖10 個井組，取得了較好的增油降水的效果。

1 優勢滲流通道識別

1.1 井組判斷

根據優勢滲流通道的影響因素及在油田開發中所表現出的特征，結合A區塊實際的動態特征來確定優勢滲流通道井組的評定參數[1-2]。各項參數的篩選遵循以下原則：優選油層厚度大、連通性好，河道砂一類連通厚度比例大于25%；吸入能力強，注入壓力低于7.5 MPa 且壓力不升，注入強度大于4.0 m3/(d·m)；周圍油井至少2 個以上方向綜合含水率大于96.0%。按照以上原則，優選存在優勢滲流通道井組10 個。符合優勢滲流通道井組各項參數狀況見表1。

1.2 層位判斷

對存在優勢滲流通道的井組，根據測井解釋中水淹情況及油水井動用狀況、強吸水層段的注入強度等確定優勢滲流通道存在的層位，優選層段厚度、單層相對吸水量、水淹級別等五項參數，作為優勢滲流通道判定參數[3-4]。具體參數判定界限如下：單層有效厚度大于2.0 的厚油層；水淹級別為高水淹的層段；單層相對吸入量大于35%的層段；油水井河道砂連通方向在2個以上，強吸水層段吸入強度大于8.0 m3/(d·m)。以上五項參數中，前三項為判定優勢滲流通道的必選條件，其余兩項僅需滿足其中一項即可。根據以上判定標準，確定10個井組的優勢滲流通道層位。符合優勢滲流通道選層原則的各項參數狀況見表2。

表1 符合優勢滲流通道井組各項參數狀況

表2 符合優勢滲流通道選層原則的各項參數狀況

1.3 注入參數

根據以上選井選層原則，確定具有優勢滲流通道特征的共有10 個井組，優勢滲流通道平均有效厚度為3.2 m，平均注入壓力僅為5.6 MPa，平均層段相對吸入量高達62.4%，強吸收層段的吸水強度為14.1 m3/(d·m)，比全井吸入強度高9.4 m3/(d·m)。由于注入溶液沿優勢滲流通道做低效無效循環，層內矛盾突出，很難再擴大波及體積，導致注入壓力偏低，影響后續化學劑的注入效果。符合優勢滲流通道選層原則的各項參數狀況見表3。

2 深度調剖方案設計

2.1 調剖時機選擇

對于存在優勢滲流通道的井組，應用數值模擬技術，對比在空白水驅階段、注入化學劑0.05 PV、0.10 PV、0.15 PV、0.20 PV（孔隙體積）時，實施深度調剖采出程度的變化情況。研究結果表明，實施深度調剖時機越早，采出程度越大，且越早調剖，采出程度提高幅度越大；因此，調剖時機應選擇在注入化學劑0.10 PV 之前。空白水驅階段實施調剖，其采出程度達17.8%，比注入化學劑0.20 PV時調剖多提高采收率1.7%；因此，本次調剖確定在空白水驅階段。不同注入孔隙體積實施深度調剖采出程度變化見圖1。

圖1 不同注入孔隙體積實施深度調剖采出程度變化

2.2 調剖藥劑選擇

由于區塊將轉入注入弱堿三元復合驅驅油階段，因此注入井選用耐堿調剖劑與堵水劑相結合的調剖體系，采用聚合物溶液攜帶顆粒進行深度調剖。耐堿調剖劑具有較好的適應油層的能力，顆粒粒徑在0.1～4.0 mm，膨脹倍數為15～40，具有較強的抗壓強度、耐溫性和生物穩定性，可自主選擇進入油層。對于不同滲透率巖心，藥劑溶解膨脹后能有效地滯留在優勢滲流通道中，封堵率均在95%以上[5-6]，使后續流體轉向驅替剩余油富集部位的油層，達到改善開發效果的目的[7-8]。

表3 符合優勢滲流通道選層原則的各項參數狀況

表4 深度調剖實施前后注采狀況統計

2.3 調剖劑用量設計

根據以往弱堿三元復合驅調剖礦場實踐，調剖半徑應為注采井距的1/3 左右，區塊平均井距為125 m，因此確定調剖半徑為45 m。單井調剖液用量可由圓柱體體積[9]公式求得：

式中：Q為調剖劑用量，m3；R為調剖半徑，m；F為調剖方向數；H為調剖層有效厚度，m；φ為孔隙度，%；N為連通方向數。

按式（1）計算得，孔隙度26.0%，調剖劑總用量39 860 m3，平均單井用量3 986 m3。

2.4 注入方案設計

為了使調剖劑達到油層深部，實現深度封堵的目的，調剖采用兩個段塞注入，按照粒徑由小到大、濃度由低到高的階梯注入方式，采用聚合物溶液的質量濃度800 mg/L的攜帶液進行注入。第一段塞注入1.0～2.0 mm小粒徑、濃度5 000 mg/L的調剖液；第二段塞注入2.0 ～3.0 mm 大粒徑、濃度5 500 mg/L的調剖液。方案采用逐次提濃、提高粒徑的階梯式注入方式，可以避免調剖劑堵塞油層近井地帶，確保其順利進入油層深部。在施工過程中，根據現場的實際情況調整單井注入壓力的升幅，把壓力控制在合理的范圍內。

3 深度調剖方案實施

3.1 應用效果

深度調剖10口井，歷時3個月，累計注入調剖液39 866 m3。調剖后，注入壓力由5.6 MPa 上升到10.0 MPa， 上 升 了 4.4 MPa；視 吸 入 指 數 由12.9 m3/(d·MPa)下降到 6.0 m3/(d·MPa)，下降了6.9 m3/(d·MPa)。滲透率大于0.5 μm2的高滲透率油層相對吸入量由43.2%下降到33.5%，下降了9.7%；滲透率小于0.3 μm2的低滲透率油層相對吸入量由16.3%上升到26.7%，增加了10.4%。周圍25口采油井日產液量下降275 t，日產油量增加21 t，綜合含水率下降2.0 個百分點，注采井單耗大幅度降低。注入井單耗由417.6 kWh 下降到348.0 kWh，降幅16.7%，平均單井節約用電69.6 kWh，累計節電25.4×104kWh；采出井單耗由1 200 kWh下降到1024 kWh，降幅14.7%，平均單井節約用電176 kWh，累計節電80.32×104kWh。深度調剖實施前后注采狀況統計見表4。

3.2 經濟效益

10個井組在空白水驅階段實施深度調剖后，有效降低了優勢滲流通道的吸入能力，累計節約注水量4.38×104m3，累計減少產液量5.02×104t，實現增油0.38×104t。注入井累計節約用電25.40×104kWh；采出井累計節約用電80.32×104kWh。實施調剖總投入416萬元，創經濟效益285.82萬元[10]。

4 結論

1）根據優勢滲流通道影響因素及表現特征，應用測井解釋資料、監測資料等，評價井組發育狀況、連通狀況、動用狀況、生產數據等，可以綜合識別井組的優勢滲流通道。其主要存在于發育好、連通好、水淹級別高、注入壓力低且壓力不升的強吸水層段的井層。

2）深度調剖注入方案采用調剖顆粒粒徑由小到大、注入濃度由低到高的階梯注入方式，可以促進調剖藥劑進入優勢滲流通道深部并滯留。調剖方案現場實施后，高滲透率油層的相對吸入量由43.2%下降到33.5%，實現了有效封堵。

3）數值模擬結果表明，深度調剖的時機選擇應是越早實施越好。對存在優勢滲流通道的井組實施深度調剖，有效控制了無效注采，達到了采油井增油降水的目的。