薄層邊底水油藏調堵控水技術研究范文

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《中國礦業雜志》2016年第二期

摘要：

本文以宏觀物理模型為依托，研究了薄層邊底水油藏出水規律，堵劑封堵規律，以此為基礎結合油藏動態分析，利用PI決策技術及堵水決策技術研究出陸梁油田薄層邊底水油藏調堵決策方法。以“水井調剖、治竄增動用程度，油井封堵、控錐降含水”為思路，從施工方式、堵劑注入、隔板位置規模等進行了系統的研究，針對性的提出了符合陸梁油田薄層邊底水油藏的調堵工藝方案。

關鍵詞：

薄層底水油藏；高孔高滲；調堵；控水

1油藏概況

陸梁油田主力油藏為白堊系呼圖壁河組（K1h1－K1h2）和侏羅系西山窯組油藏（J2x4）。特征為低幅度，高孔、高滲，邊、底水砂巖油藏。K1h1－K1h2、J2x4油層平均孔隙度分別為30．12％、18．8％，平均滲透率分別為522．9×10－3μm2、52×10－3μm2，其與常規油藏水驅開發明顯不同［1］：薄層底水油藏的注入水易在注水井近井地帶進入底水，沿油層底部剝離原油，而采油井在近井地帶形成水錐，因此油井開發很快進入高含水階段。數值模擬研究表明，在目前井網井距條件下即使在油藏的開采后期井間的剩余油也無法開采出來，大量的剩余油駐留在開發井井間。由于油藏油層厚度薄、邊部底水能量較強，部分油井在開發初期含水就快速上升，造成水淹，這些油井采出程度較低，一般不到10％，因此摸清油藏出水規律并研究如何遏制底水錐進是陸梁油田目前的開發重點。

2出水機理及選井決策研究

2．1出水規律研究從油藏基本資料分析，認為產水來源包括人工侵入水，邊、底水和注入水。影響注水開發的因素［2］包括井網適應性、沉積微相及韻律、注采對應關系、邊、底水錐進和儲層特征。利用黑油數值模擬器，進行一系列數值模擬研究，模擬不同驅油機理和不同注水方案的油藏流動狀態，建立一套診斷圖版。根據現場生產數據與診斷圖版對比，得出油井出水類型分析。①注入水竄：見水后WOR增加較快，WOR’的斜率基本上為正常數（圖1）；②底水錐進：見水后WOR增長較慢，逐漸趨于常數，WOR’的斜率為負（圖2）。運用控水診斷圖與動態分析數據、產出氯離子含量相結合綜合判斷，陸梁油田各油藏目前處于生產中的油井可劃分出水類型為：水錐處于上升期的直井、水錐處于擬穩態的直井。1）水錐處于上升期的直井：油井為補孔上返生產，生產時間較短，WOR曲線增長緩慢（例如LU7178、LU7186），油井物性較好，平面驅動能量和底水驅動能量共同作用，WOR曲線分散上升而不收斂（例如LU9126、LU9145）。2）水錐處于擬穩態的直井：油井開發時間長，經過長期注水，與注水井間形成了高滲通道，油井產水受主要注入水影響，底水水錐處于擬穩態，WOR曲線基本為直線上升，（例如LU7185、LU9125、LU9134、LU9136、LU9147、LU9154、LU9156、陸103）。

2．2水驅物理模型的研究在國內首次建立可視化底水油藏物理模型（圖3），該模型主要采用平板玻璃填砂模型在常溫下模擬油田的生產過程，玻璃間填充石英砂，邊沿用環氧樹脂密封做成。油井堵水的物理模型底部兩側有底水入口（圖4），油井設在模型中間的頂部，油井井底附近滲透率高于其他部分。將模型飽和油后，由底水入口注水、油井注堵劑，經歷水驅－注入堵劑－后續水驅三個階段，記錄不同階段孔隙中的剩余油分布情況。可視化物理模擬記錄了底水油藏、底水錐進、注入凍膠堵劑及恢復正常生產的重要圖像（圖5）。

2．3選井決策技術

2．3．1調剖（驅）井選井PI決策技術結合全區各井組的注水見效方向、見效時間、分析結果及剩余油分布情況，將注水見效時間短，判斷可能為注入水淹的井組挑選出來，通過壓降曲線（圖6）計算PI值得出陸梁油田需要調剖（驅）井。通過對陸梁油田部分注水井壓降曲線的測取，計算所得的PI值（圖7）可以看出，該油藏平均PI值在4．0～5．8之間，選井原則：低于區塊平均PI值的注水井為調剖井，值越低，越需調剖；高于區塊平均PI值的注水井為增注井；略高或低于平均PI值的注水井為不處理井。

2．3．2堵水井選井決策技術國內在選擇堵水井和層上，曾主要采用下述兩種方法［3］：一是根據現場經驗，通過定性分析確定堵水井和層，該方法簡單易行，但存在很大程度上的不確定性；二是單純采用數值模擬進行決策，采用這種方法，通常需要地質建模、歷史擬合和方案優化等過程，若達到優化的目的，需要耗費大量時間。根據陸梁油田油井生產情況，要篩選出最佳輔助堵水井，選擇了3個決策參數進行詳細分析。①含水率上升指數（WI）、含水率：當一個井含水率迅速升高，且含水達到90％以上，該井就很有可能是發生了水竄。因此判斷，WI值越大、含水率越高的油井越需要堵水。②油井受效方向：通過對井組中高含水井的來水方向的研究，若該井見水且在井組的主要注水見效方向上，通過對井口采出水的化驗分析發現采出水與注入水水質相近，可以認定，這樣的井發生了注入水水竄，存在大孔道，可以作為雙向調堵的措施井。③剩余油：單井控制的剩余儲量越高、增產潛力越大，堵水的效果越好。綜合以上3個因素，將陸梁油田需堵水井進行了篩選，從單井含水變化可以看出LU7088、LU9134、LULU7185、LU7163、LU7186、LU9145存在含水突然增大的情況，結合剩余油分布情況確定LU7186、LU9145、LU9134井需要進行堵水。

3調堵工藝研究及推廣應用情況

3．1控制底水錐進的化學隔板技術采用打隔板壓水錐的堵水工藝，在原射孔井段下面再射開部分砂層，通過新射孔井段注入不同強度堵劑形成套圈式的封堵半徑，建立隔板壓水錐。由于油層厚度很薄，均采取全井籠統注堵劑，嚴格控制注入壓力，避免堵劑進入并傷害非目的層段。針對不同類型的水竄，也制定了不同的堵水方法。

3．1．1打隔板壓水錐堵水方法對于因底水錐進發生含水上升的井，主要采用注高密度鹽水及選擇性堵水配合建立隔板后壓錐控水。

3．1．2注入水導致含水升高井堵水方法對于此類方向性較強的井的堵水，主要采用的方法是，用強度較高的顆粒堵劑（膨脹凝膠）或選擇性凍膠（凝膠）堵劑進行大劑量快速封堵水竄通道（圖9）。采用數值模擬方法分析油井打入隔板的大小和位置對開發效果的影響（圖10、圖11）。確定在油水界面建立15～20m的隔板，隔板越大，日增油量越大；打入的隔板越靠近油水界面，日增油量越大。

3．2調剖（驅）井封堵方式的選擇對于需進行調剖（驅）的注水井的處理主要分為三類。一種是注入水直接從注水井管外進入底水；一類是注水井剖面矛盾突出，存在水竄優勢通道，需要對水竄優勢通道進行封堵，使注水井在剖面上均勻吸水；一類是注水井所在區域平面上矛盾突出，需要對其進行深部處理，下面將對這三種情況的封堵辦法進行闡述。

3．2．1注入水直接竄入底水井的治理針對此類情況的注水井，主要考慮采用中高強度堵劑處理與底水溝通通道同時使用高強度堵劑封堵管外竄位置相結合的辦法，一方面封堵水竄通道、一方面封堵套管破損位置（圖12）。以LU7136為例，該井吸水剖面測試、電測曲線及生產動態情況分析可以得出該井射孔段以下位置強吸水導致注入水與底水溝通，根據分析結果為該井設計了如下堵劑斷塞組合：混合凝膠550m3＋特種凝膠250m3＋XP－1堵劑3m3。采用該堵劑斷塞組合即可封堵井筒至地層水體之間的水竄通道又可修復井筒附近水泥環，達到徹底阻斷水竄入底水的通道。

3．2．2平、剖面均存在矛盾但剖面矛盾突出井針對平面剖面均存在矛盾的井，有幾種方法考慮。一是考慮用顆粒堵劑處理，該類堵劑有進入地層后體積膨脹的特性，加之在地層中可能會有架橋、粘滯作用，在地層中可形成二次封堵的情況，對陸梁高孔高滲儲層應用效果很好。二是利用強度較高具有選擇性的凝膠或凍結堵劑進行處理，堵劑段塞采用洗油劑＋弱強度段塞＋強強度段塞＋高強度封口段塞＋頂替段塞組合。

3．2．3平面矛盾突出井針對平面矛盾占主要的井，考慮采用的是深部調驅的方式進行處理（圖13）。采用弱強度堵劑對地層深部的水竄通道進行封堵，迫使后續的驅替液流向低滲透區，實現逐級逐步的液流改向，將原油從低滲透帶中驅出，實現深部調剖、調驅。

3．3成果推廣應用情況優選了37個井組進行調剖（調驅）措施，28口油井進行堵水措施，現場應用效果良好。見表1、表2。調剖（驅）后注水井井口壓力升高，措施井PI值升高，產液剖面得到改善，水驅控制儲量由1378．8×104t提高至1527．6×104t，增加148．8×104t。例如調剖井LU2146，該井措施前PI值2．36，低于區塊平均PI值，結合動態分析和區域采出程度，進行調剖措施，施工采用混合凝膠堵劑1080m3，AP－K特種非交聯強凝膠100m3，AP－K特種非交聯強凝膠20m3，AP－BC特種交聯凝膠堵劑200m3。施工工序采用混合凝膠（1000m3）→AP－K特種非交聯凝膠（10m3）→AP－BC特種交聯凝膠（200m3）→頂替液。調剖后壓降曲線改善明顯，且PI值由調剖前的2．36上升到5．29，井口注水壓力從調剖前的5．76MPa上升到調剖后的7．54MPa，說明該井本次調剖封堵了大孔道。同時剖面吸水不均情況得到改善。該井組累計增油1090t，有效期18個月，本次調剖取得了預期的效果。

4結論與認識

1）建立了可視化仿真物理模型，對底水錐進、邊水、注入水突進發生機理、調控技術進行研究，提出了符合陸梁油田薄層邊底水油藏的調堵工藝方案。2）運用控水診斷圖版和現場應用相結合，為確定陸梁油田油井的出水類型提供有力依據。3）采用數值模擬的方法優化油水井化學隔板參數，確定了建立化學隔板最佳半徑和位置，打入的隔板越靠近油水界面，隔板規模越大，注采比單元的初期日增油量越小，但在后期的采出程度越大。4）根據陸梁油田薄層底水的特點，優化了調堵施工工藝方法，針對層薄層間差異不明顯的井主要采用籠統調堵施工方式，針對層間差異大的井采用了分層調堵的方式。

參考文獻

［1］張建，李國君．化學調剖堵水技術研究現狀［J］．大慶石油地質與開發，2006，25（3）：85－87．

［2］趙秀蘭．大港油田港東開發區調剖堵水區塊治理［J］．油氣采收率技術，1995，2（3）：32－40．

［3］吳琳．高含水井調剖堵水技術及現場應用分析［J］．西南石油學院學報，2002，24（3）：58－60．

作者：毛天聰 郭利杰 單位：中國石油新疆油田分公司陸梁油田作業區 北京礦冶研究總院