反向調剖技術提高低滲特低滲透油藏采收率實踐

安繼剛,王 鵬,劉鵬虎

(延長油田股份有限公司富縣采油廠,陜西 延安 716000)

0 前言

W油田Y采油區儲層處于三角洲前緣沉積環境,主要為一套三角洲前緣水下分流河流沉積,儲集層主要為分流河道砂體,巖性主要為以灰色粉-細粒長石砂巖、巖屑長石砂巖為主,儲層致密,屬低孔、低滲-特低滲儲層,非均質性強,平均孔隙度6.7%-10.9%,平均滲透率0.18～0.84 md。地面原油具有低密度、低黏度、低含硫量、低凝固點等特點。

開發初期,為補充地層壓力,采用合注、超前注水等開發方式,且注水強度大,注水井平均注水量超過25 m3/d。油井在投產時需要壓裂改造,部分注水井是轉注井,注水后注入水沿高滲層快速推進,導致油井含水快速上升,造成水淹。當前針對注水造成的水淹井一般采取關井、封堵注水層位改層生產非注水層位的生產措施,將主力厚油層全部封堵住,無法挖掘剩余油潛力,而注水層位均是油層物性好的高產層位,每年由此造成巨大的經濟損失。

1 國內反向調剖驅油現狀

國內在注水開發中治理注水水淹的措施主要是進行注水井調剖調驅,此措施是改善二次采油開發效果的一種主要的控水穩油手段,隨著注水井多次的措施,效果逐漸變差。生產中通過不斷優化調剖體系、調剖工藝,擴大調剖施工規模來提高調剖效果。在注水水端采取措施只能增加注水井的近井地帶的波及體積,注入水會很快會突破堵劑,很快回到原來的高滲流帶,導致調剖有效期較短。隨著技術的發展,提出從油井注入調剖劑,增加注水井的中、遠井地帶的波及體積,解決注水井多輪次調剖效果遞減的問題。目前反向調剖堵水技術已從單一物理、化學堵水,發展成集物理、化學、微生物等同時起作用的調、堵、驅為一體的高效調驅技術,實現油層層內堵水,堵水不堵油[3]。

2 原理

油井反向調驅技術綜合利用表面活性劑、微生物驅油和油井堵水相結合的復合堵劑對油井的高含水層進行選擇性封堵,在油層深部使液流改向,堵水的同時將驅油劑注入較遠的低滲透儲層中,充分發揮微生物和化學驅油劑提高驅油效果(圖1)。

圖1 反向調驅作用原理示意圖

復合調堵劑實現厚油層堵水,且堵水基本不堵油,同時微生物還可以降解長鏈正構烷烴類化合物,生成有機酸、醇、生物表面活性劑和生物聚合物,用以處理高含蠟原油,降低原油粘度,控制近井地層、油井結蠟,抑制硫酸鹽還原菌的生長污染,控制H2S,并且也可用于原油破乳脫水及回注污水的凈化處理[4-6]。這樣從根本上高注入水的波及系數和驅油效率,提高采收率。

3 反向調驅技術應用

3.1 實施方式

反向調剖(驅)的實施有兩種方式:單井油井調剖和同單元多油井共同調剖。其作用的油藏部位離水井較遠,相當于油藏深部調驅,但比深部調驅工藝簡單,所用堵劑的量少[7-10]。

3.2 注入關鍵技術

要把調堵劑順利高效的注入,使堵劑有選擇性地進入高含水層,要做好以下關鍵技術:

(1)利用高含水層滲透率高的差異將堵劑注入高含水層。

(2)利用水基堵劑的親水性實現堵劑的選擇性注入。

(3)先向油層注水提高中低滲透層壓力,利用中高滲透層的壓力擴散差注入堵劑[11-12]。

(4)采用正常注水的排量低速注入。

3.3 堵劑的選擇注入工藝

與注水井調剖施工類似,有兩種堵劑放置方法:(1)單液法:依據堵劑的強度和失去流動性的時間來控制,使其注入地層后將停留在不同的位置。(2)雙液法:通過不同隔離液的體積大小調整堵劑的注入深度[13-14]。

4 調驅劑室內優選

4.1 選擇封堵劑的性能

4.1.1 膠結強度和駐留性研究

現場實踐表明,要提高封堵的效果,必須保證堵劑固化后與周圍界面要形成良好的交界。堵劑與水泥相比具有截然不同的性能(表1),活性材料與膠結固化材料形成的水化反應可以增強界面的膠結強度。

表1 固化體膠結強度試驗

4.1.2 抗溫性能和抗鹽性能

目前所用封堵劑可用于高溫井(30℃～160℃),無機鹽、復合鹽和礦化度不同的地層水對封堵劑的強度幾乎沒有影響,滿足抗溫性和抗鹽性的要求。

4.2 選擇性堵劑配方

(1)結構形成劑用量確定

表2 膨脹型性填充劑用量表

(2)膨脹型性填充劑用量

表3 結構形成劑用量

4.3 穩定劑用量確定

表4 穩定劑用量

4.4 性能評價

(1)水和堵劑相對用量見表5,加改性聚丙烯酰胺+15%結構形成劑+3.5%膨脹型性填充劑+3%穩定劑,效果如表5。

表5 水和堵劑比的影響

表6 溫度影響

表7 不同工藝方法堵水效果分析

4.5 確定滲透性堵劑配方

5 礦場實踐

5.1 選井

W油田Y采油區采取合注、超前注水且注水強度大,不能統籌兼顧注采平衡,造成多口井水淹,在明確見水原因和規律的基礎上,結合油田實際,考慮注入工藝的和堵劑的適應條件,選擇合適油井進行作業:

(1)由于天然裂縫或壓裂裂縫造成的暴性水淹,采出程度較低,油井具有一定的潛能。

(2)油層物性好存在注入水突進的情況,注量調整后效果不明顯。

(3)注水井多次調驅調剖后效果不明顯。

(4)對應注水井的注水對其影響明顯,但水驅效果差。

(5)層間或層內滲透率差異大,注入水在層間分布相差懸殊,而又難以用機械方法封堵的油井井;

5.2 施工工藝及參數優化

5.2.1 注入工藝的選擇

在室內進行巖心模擬實驗,采用復合段塞注入法效果好于傳統注入法,注入工藝采用復合段塞注入。

5.2.2 注入工藝

采用復合段塞注入法施工:第一個段塞是微生物聚醚復合驅油劑,第二個段塞注入微生物咪唑啉復合驅油劑,第三個段塞是復合調堵劑,第四個段塞注入復合調堵劑活性改性聚丙烯酰胺凝膠,第五個段塞注入復合調堵劑,第六個段塞是微生物咪唑啉復合驅油劑。

5.3 施工前后效果對比

在Y采油區,從2020年5月至8月共進行油井反向調驅(堵水)試驗井5口,措施前5口井平均單井日產液3.15 t,單井平均日產油0.08 t,含水率97.4%。措施180 d后5口井單井平均日產液2.86 t,平均單井日產油1.45 t,含水率49.30%。平均單井日增油1.37t。截止到2021年底,已累計增油3 109.2 t,降水增油效果明顯。

6 結語

(1)低滲-特低滲透油藏存在注水易單向突進的問題,可以通過有機結合驅油劑和選擇性堵劑,采用反向堵水工藝解決,提高采收率。

(2)由于由油井注入堵劑,要采用相對較慢的注入速度。

(3)通過現場實施,降水增油效果明顯。