油藏深调技术进展(070326)

油藏深部调剖技术进展 概 述 1. 油藏开采中普遍存在的问题 调剖技术实施效果不稳定 调剖轮次增多，调剖效果逐次变差 不同油田（区块），技术实施效果差异很大 油藏中的水窜严重 典型实例： 10水量高达总注入量的 90%以上 160井注示踪剂，油井 注入的颗粒介质（ 级）可在油井中采出 井网中一口油井自喷水（无油），其他油井产液极低 解决问题的关键 封窜调剖，提高波及效率 我国调剖堵水技术的发展趋势 （ 1）堵调对象由常规油藏向复杂油藏发展 水窜严重的窜流型油藏 高温高盐油藏 低渗透油藏 海上油田 （ 2）堵调的部位由近井地带向油藏深部发展 （ 3）堵调单元由单井向区块整体发展 （ 4）堵调技术类型由单一技术向复合技术发展 （ 5）堵调剂的研发逐渐向环境友好型发展 概 述 一、对几个问题的思考 1. 几个值得商榷的概念 调剖的原始含义 在注水井附近封堵高吸水层，调整注水井的吸水剖面 如果在油藏深部实施封堵？ 深调的效果 吸水剖面明显变化 一、对几个问题的思考 1. 几个值得商榷的概念 在油藏深部封堵高窜流层位 层间矛盾 垂向 平面 深调的效果 吸水剖面明显变化 一、对几个问题的思考 1. 几个值得商榷的概念 在油藏深部封堵高窜流层位 厚油层内 垂向 平面 深调的效果 吸水剖面明显变化 一、对几个问题的思考 1. 几个值得商榷的概念 深调的效果 吸水剖面明显变化 原理和目的均不同于常规的“调剖” 深调的效果与注水井吸水剖面的变化没有明显对应的关系 一、对几个问题的思考 1. 几个值得商榷的概念 注入压力与调剖效果的关系 单一厚油层注调剖剂后注水 压力升高幅度 与调剖效果之间没有必然的关系 p x 如果只在近井油藏产生堵塞，后续注入压力大幅度升高，效果不一定好。 一、对几个问题的思考 1. 几个值得商榷的概念 注入压力与调剖效果的关系 如果调剖剂段塞设臵在远离注入井，注入压力升高幅度虽较小，效果可能会很好。 p x 一、对几个问题的思考 调剖剂用量与调剖深度的关系 大剂量 深部调剖，关键是调剖剂在油藏中发挥作用的 部位 。 不同堵剂段塞的组合 例：主体段塞低浓度段塞 各段塞的作用机理？ 各段塞的实际贡献？ 各段塞的必要性？ 选择性堵剂 材料的选择性 流动（运移）的选择性 1. 几个值得商榷的概念 一、对几个问题的思考 2. 提高波及效率技术的适应性 任何技术都有其适应范围 只有在其适应范围内的正确应用，才有可能成为好技术 不论是技术研发者，还是技术应用者，对此都应引起足够的重视 目前许多技术应用效果不佳，应用不当是主要原因之一 一、对几个问题的思考 2. 提高波及效率技术的适应性 “深调”技术适应性评价应引起重视的问题： 驱油调剖剂性质与油藏非均质性的匹配 v “阻力系数”提高波及效率 技术适应性区严重窜流 聚合物溶液、弱凝胶体系等以增大“阻力系数”为主要原理的提高波及效率技术不适应具有“窜流通道”的油藏。 一、对几个问题的思考 由注入井至油藏深部运移过程中： 吸附滞留损失 剪切降解 交联被破坏 颗粒破碎 深调剂到达油藏深部其性能损失严重 致使许多调、驱剂对严重窜流油藏的 适应性受限制 “ 深调”技术适应性评价应引起重视的问题： 驱油调剖剂到达油藏深部所具有的实际性能 2. 提高波及效率技术的适应性 一、对几个问题的思考 扩大波及体积的技术原理 聚合物溶液 弱凝胶体系 提高注入液渗流阻力 降低高渗层的渗透率 (吸附、部分堵塞孔道） 胶态分散凝胶 (交联聚合物溶液 (封堵窜流通道 高强度调堵剂 适应窜流严重的油藏 定义？ 2. 提高波及效率技术的适应性 适应于非均质性不是很强的油藏 一、对几个问题的思考 定义： 将油藏中所有导致驱油剂由注入井向采油井高速无效流动的通道定义为“ 窜流通道 ”。 大 (或特大 )型孔道 天然和人工裂缝 特高渗透条带等 基本观点： 对于具有窜流通道的“窜流型油藏”，在油藏深部封堵窜流通道，比利用化学驱提高驱油效率更重要。 一、对几个问题的思考 3. 室内模拟实验方法 短岩心模拟实验的局限性 端面效应严重 际压力梯度分布 测量折算压力梯度 可测参数： 流量 压差 dp/一、对几个问题的思考 短岩心模拟实验的局限性 端面效应严重 无法模拟实际油藏中调剖剂性能变化的影响 通过整个岩心的调剖剂实际上只相当于注入井附近油藏的调剖剂性能 难以模拟实际油藏深部调剖的特性 非均质模型与非均质油藏的几何相似难以实现 模型中的流场、波及效率与实际油藏差异很大 3. 室内模拟实验方法 一、对几个问题的思考 并联管调剖模拟实验的局限性 难以模拟非均质厚油层内的调剖 只能模拟两个具有隔层的油层的调剖 注入口堵塞的影响 岩心注入口一般很小（ 3只要并联岩心中的任何一个注入口有部分堵塞，严重地影响对调剖剂流动选择性和调剖效果的评价。 3. 室内模拟实验方法 一、对几个问题的思考 短岩心模拟实验的局限性 并联管调剖模拟实验的局限性 很可能会引起对技术适应性评价的误导 3. 室内模拟实验方法 一、对几个问题的思考 普遍接受的观点： 由于弱凝胶在油藏中具有可运移性，可以在油藏深部起到控制液流方向的作用，因此是一类油藏深部调剖技术。 ？ 油藏深调的必要条件 实际情况： 矿场应用的效果并不理想，成功率较低。 有些矿场试验没有任何效果。 4. 弱凝胶体系深调的适应性 一、对几个问题的思考 从原理推测， （可移动）弱凝胶应该具有油藏深部调剖功能 实际应用中效果不理想（国外、吉林、大庆、胜利 ） 也有一些在技术上和经济上成功的例子 问题： 成功或失败的本质原因尚不十分清楚 弱凝胶体系调剖技术的适应性不明确 技术应用的盲目性 成功率降低 4. 弱凝胶体系深调的适应性 一、对几个问题的思考 油藏深部调剖的必要条件 在油藏中的可运移性 在油藏深部的实际运移阻力 对窜流孔喉的封堵能力 体系运移至油藏深部后能否成胶？ 体系在油藏孔隙中运移条件下能否成胶？ 整体弱凝胶在经剪切、破碎后的可恢复性？ 决定性条件 组分的损失 成胶反应条件 可通过技术的改进予以解决 分子间交联强度能否抵抗运移过程中的剪切拉伸力 断开的交联分子和被孔隙破碎的整体凝胶能否重新交联 难以通过技术的改进予以解决 4. 弱凝胶体系深调的适应性 一、对几个问题的思考 （）抗剪切性能研究 在多孔介质中的连续剪切 静态成胶，测其视粘度 已经成胶的体系，经过多孔介质剪切后，其视粘度不会再恢复。 聚合物溶液视粘度 成胶后，过岩心 先经岩心剪切，再候凝 4. 弱凝胶体系深调的适应性 一、对几个问题的思考 （ 2）弱凝胶在多孔介质中的分布形态 距入口端 放大 50倍 （ 无胶粒 ） 距入口端 大 50倍（更少量、细小胶粒） 距入口端 放大 50倍 （ 少量胶粒 ） 距入口端 大 50倍 （较大胶块和胶粒） 4. 弱凝胶体系深调的适应性 一、对几个问题的思考 4. 弱凝胶体系深调的适应性 （ 3） 30距注入端 距注入端 一、对几个问题的思考 4. 弱凝胶体系深调的适应性 不同体系配方实验结果的量有所差异，但现象和定性规律一致。 弱凝胶深调（尤其是封堵窜流通道）的机理和适应性有必要深入研究、统一认识。 一、对几个问题的思考 5. 凝胶颗粒深调技术适应性 深调原理： 以水或其它溶剂为载体，将固体颗粒携至高渗层，对孔隙产生封堵作用，提高水的波及效率。 ？ 一、对几个问题的思考 5. 凝胶颗粒深调技术适应性 （）注入压力 堵剂的 注入压力升高 对于特定的材料，颗粒直径与孔隙尺度的匹配性决定压上升规律 02468101 2 3 4aS/a) 凝胶颗粒直径 胶颗粒调剖剂压力指数 (b) 凝胶颗粒直径 24680 1 2 3aS/一、对几个问题的思考 5. 凝胶颗粒深调技术适应性 残余阻力系数 (凝胶颗粒直径 024680 注水量（1000）(凝胶颗粒直径 012340 注水量（1000）颗粒在岩心孔喉处的抗冲刷能力较弱 在油藏深部的封堵能力较差 （ 2）有效封堵距离 一、对几个问题的思考 5. 凝胶颗粒深调技术适应性 （ 2）有效封堵距离 凝胶颗粒直径 0 20 30 40 50x ( 1000）凝胶颗粒直径 0 20 30 40 50x ( 1000）岩心出口端 滞留堵塞 岩心中部 (油藏深部 ) 封堵强度较低 颗粒主要封堵在岩心入口端附近 在距出口端第二个取样点（实验用）颗粒全部破碎 一、对几个问题的思考 5. 凝胶颗粒深调技术适应性 （ 3）技术应用中的问题 应用效果对颗粒尺寸及性能与油藏孔喉尺度的匹配关系非常敏感 运移 (深调 )与封堵强度的矛盾 有效调剖距离有限 在近井油藏中有效 在油藏深部调堵效果有限 调剖效果逐次变差 一、对几个问题的思考 5. 凝胶颗粒深调技术适应性 （ 4）技术适应性 具有大型窜流通道的油藏 颗粒性能和粒径与油藏孔喉尺度匹配 第一轮调剖 低渗层位启动压力不是过大 二、油藏深部封窜技术 1. 油藏深部封窜剂性能的基本要求 经济效益 小剂量深部调堵 油藏深部的高强度段塞 技术效果 技术关键 段塞的准确设臵 良好的注入性 抗稀释、抗指进 降低吸附损失 段塞的封堵强度 材料强度 凝胶与岩石颗粒的粘接强度 深部封窜调剖剂性能的基本要求 二、油藏深部封窜技术 1. 油藏深部封窜剂对油层条件的适应性 封窜剂（ 接枝共聚物、有机复合交联剂、引发剂 适用油藏 大型窜流通道 或非均质性极强、高矿化度（尤其是 、 离子含量高）深部调堵。 二、油藏深部封窜技术 2. 封窜剂材料性能评价 （ 1）成胶时间 二、油藏深部封窜技术 2. 封窜剂材料性能评价 （ 2） 二、油藏深部封窜技术 2. 封窜剂材料性能评价 （ 2） 200的 其弹性很弱（可视为 纯粘流体 ），因此，在实际注入过程中的注入压力并不比主 其是在特高渗透层和窜流通道中的流动阻力较小，易于注入。从根本上解决了常规调剖堵水技术中由于注入液高粘弹性造成的注入困难、剪切降解严重与其在油藏深部封堵强度不足的矛盾。 二、油藏深部封窜技术 2. 封窜剂材料性能评价 （ 3）材料强度 （高弹性体） 成胶前的 成胶的 二、油藏深部封窜技术 2. 封窜剂材料性能评价 （ 3）调堵剂与岩石颗粒表面的粘接强度 大量实验表明， 二、油藏深部封窜技术 3. （ 3） 02468100 20 40 60 80 100 120时间( m i n )注水压力（堵后岩心的注水动态 （原始水测渗透率： 9300堵段塞厚度： 15 达到封堵的突破强度 2. 02高于原始注水压力。 加压过程 封堵在孔喉中的高强度凝胶发生弹性变形 部分孔喉中的凝胶被突破，逐步分散、运移，注水压力逐渐降低。 破碎的凝胶颗粒分散完成，注水压力达到平衡值 二、油藏深部封窜技术 （ 3） 0 0 调堵前岩心水测渗透率 调堵段塞突破后岩心水测渗透率 孔隙度（） 堵前渗透率（ 段塞突破后渗透率（ 封堵效率（） 300 102 7500 128 0400 151 . 二、油藏深部封窜技术 4. 两组并联模拟岩心分流率 编号 渗透率（ 10 分流率 (%) 调堵前注水 注 段塞突破后注水 渗 791 98 99 9 低渗 4 2 1 91 渗 21 72 81 3 低渗 7 28 19 97 二、油藏深部封窜技术 4. 实验组 岩心 孔隙度（ %） 水测渗透率（ 10） 调堵前 调堵段塞突破后 1 19 13 1153 54 2 26 25 255 0 调堵前后渗透率变化 二、油藏深部封窜技术 砂管压力与注入时间关系01234560 5 10 15 20 25 30 35时间（ m i n ）压力（关闭低渗岩心注入阀门 高渗岩心中凝胶段塞突破 4. 二、油藏深部封窜技术 （ 1） 良好的 抗稀释性 向未成胶的 影响其成胶时间和强度；向岩心中注入一个很小的 前后均与水直接接触，不会影响封堵强度。这些实验表明， 实际油藏中不会因为地层水的稀释而影响其封堵效果。 . 二、油藏深部封窜技术 （ 2）良好的耐盐性 矿化度较高的地层水可使 对成胶后的强度无明显的影响。 （ 3）良好的抗油污性 在配制 其成胶时间和成胶强度没有影响。 （ 4）在岩心中运动条件下可成胶 （ 5）施工工艺简单 . 二、油藏深部封窜技术 6. 矿场试验 二、油藏深部封窜技术 +水压力升高约 6. 矿场试验 二、油藏深部封窜技术 井号 调剖层段 施工日期 调剖层射开厚度(m) 最高注入压力( 堵剂设计用量 ( 实际注入量 ( 12+13 3 20 +12+13 9 79 10+11 2 72 6. 矿场试验 二、油藏深部封窜技术 调剖前注入水窜流示意图 调剖后注入水流向示意图 6. 矿场试验 二、油藏深部封窜技术 一期作业两口水井，对应 6口油井 从 2005年 5月 9日开始见效 数据截至日期： 05年 12月 21日 一期调剖增油效果0510155藏深部封窜技术 第一期矿场试验整体效果统计 日产油（ t） 日产液（ t） 含水率（） 累增油（ t） 调剖前（标定值） 增值 二、油藏深部封窜技术 2005年 5月 9日开始进行第一期实验，共两口调剖井（ +其中的 注入堵剂 20对应的六口油井都有明显的增油降水效果。 截至到 10月 31日，第一期施工的降水增油效果始终十分明显。综合含水由实施前的 至 降低了 产油水平由实施前的 d，增产倍数达到 141 。其中 8降至 84，下降了 14个百分点；日产油水平由实施前的 d，增产倍数达到 650。 截至到 2005年 12月 21日，第一期 2口调剖井对应油井日增油 产幅度为 70%，累计增产原油共 900t，当前投入产出比已高达 1:前第一期实验区块的油井多数仍处于 增产阶段 。 第一期矿场试验效果 二、油藏深部封窜技术 2 222 111 111 112 2222二期调剖增油效果13576口水井，对应 6口油井 于 2005年 7月 13日完成 数据截至日期： 05年 12月 21日 二、油藏深部封窜技术 第二期矿场试验单井效果统计 井号 +合计 标 定 值 日产液（ t） 日产油（ t） 含水率（ %） 95 增 值 日增液（ t） 0 日增油（ t） 0 日增油百分数 125 2300 200 133 200 0 285 含水降低（ %） 0 二、油藏深部封窜技术 第二期矿场试验整体效果统计 2005年 7月 13日完成第二期 4口调剖井的施工，取得了明显的增油降水效果。 日产油（ t） 日产液（ t） 含水率（） 累增油（ t） 调剖前（标定值） 92 增值 二、油藏深部封窜技术 第二期矿场试验效果 2005年 7月 13日完成第二期 4口调剖井的施工，取得了明显的增油降水效果。 截止到 10月 11日，考虑递减因素，二期调剖共增油 合含水由 至 降低了 d，增产倍数达到 133。其中 +至 下降了 d，增产倍数达到 1150。 截至到 2005年 12月 21日，第二期 4口调剖井对应油井日增油 产幅度为 285%，累计增产原油共 900t， 目前第二期调剖井对应的油井多数仍在 增产阶段。 二、油藏深部封窜技术 吉林油田矿场试验