调剖工艺技术改进.doc

调剖施工工艺技术改进 以往的调剖工艺日益不能满足油田高含水期的需要，并且对油气层的伤害越来越大，调剖效果得不到明显的改善，要改变这种状况，必需从微观机理分析，充分考虑地层特征，以及调堵剂在地层中的渗流机理。调剖的主要对象为高渗层即类储层，同时要充分保护中低渗层。在调剖前应充分考虑水道的方向与大小，合理优选低伤害、强封堵的堵剂体系，针对性的提出解决某个区块的调剖效果的方案，特别注重研究施工中保护中低渗层的方法。1调剖工艺的基本现状文、卫、马油田是复杂断块油田，平面、层间矛盾突出、非均性严重，属中、低渗透油藏，注水开发期单层突进严重，含水上升快。注水井调剖现场试验从1987年就已开始，到1992年现场措施工作量才形成规模。在油田注水开发的不同时期，调剖技术经历了单井调剖、井组调剖、调剖主导下的区块综合治理及区块PI决策调剖几个阶段，调剖措施在高含水期稳产中曾起到了巨大的作用。但随着多次重复调剖井数的增加，调剖改善剖面效果逐渐变差，直接影响到措施效果和油田的开发效益。从统计的12个区块93年到98年吸水剖面资料发现，吸水厚度、层数分别占射开厚度、层数的比例逐年下降。图1 调剖效果分析 93年全厂吸水厚度、层数分别占油层射开厚度、层数的43.6%和35.2%，98年下降为31.3%,下降了12.3个百分点,纵向上非均质性越来越严重,层间矛日益突出。87年至今，文卫马油田累计实施注水井调剖272口井，占注水井总数（427口）的63.7%,占目前开井数(304口)的75.6%,对应油井覆盖率达70%左右。累计实施工作量846井次，平均单井重复实施3.1次。其中马寨油田卫95块的调剖井重复实施已达5.8次/口(最多的如95-4、95-41井重复实施次数高达17次以上)。表1 文、卫、马油田1987-2002年调剖井重复实施情况对比项目文明寨卫城马寨全厂井数（口）10410761272井次（次）341209296846平均次数（次/口）3.324.93.1图2 调剖增油柱状图 随着重复调剖次数的增加，调剖增油效果逐年变差，2002年全厂调剖平均井次增油145t，与2001年232t相比，下降了87t/井次。2调剖工艺改进的理论基础21调剖工艺新观点调剖工艺技术是油田开发中后期重要的工艺技术，它是通过改变层间吸水量，即降低高渗透层吸水量，提高低渗层吸水量，从而达到扩大水驱体积，而实现措施增油的水井工艺水平技术。这个概念只是根据调剖前后吸水剖面的变化而定义的。从微观上我们应该理解为：把水井所有射开的层作为一个整体，其间采用启动压力的差异把整个油田分为三个部分，即相对较低启动压力层（又可以称为高渗层），中等启动压力的层称中级启动压力层（又可以称为中渗层），启动压力相对较高的层称为高级启动压力表层（又可以称为低渗层）。低级启动压力层吸水量占全井吸水百分数较大，在开发中后期，由于长期注水冲刷形成了固定的水道，降低了水驱对油层的作用。为了充填水道，迫使注入水改道驱替更多的原油，所以永久性充填水道是调剖工艺技术的最终目的。另外我们在调剖施工中应注意对中低渗层的保护。地质上常以地层形成时代的沉积旋回来划分，射孔层段也是以它作为分段依据，但是对五个沉积旋回内部来讲，纵向渗透率变化可以很大，水道形成往往在高渗透部分。我们把这种平均渗透率较高的一个沉旋回所代表的储层又称类储层，这类储层含油量丰富，但也易在高渗部分形成水道，影响了该层的采收率，所以堵塞水道后类储层的增油潜力是巨大的，这也是调剖工作者主要研究对象。22调剖工艺改进的主要观点221无机堵剂对低渗层的污染是造成剖面变差的主要原因油田对注入水的严格要求与无机调堵剂调剖施工污染是矛盾的，一方面为严格。中原油田属于复杂断块油气田，其大部分的油藏属中低渗油藏，在正常注水情况下，处理合格的水每天以80方左右的强度注入地层，它可以进入正常吸水剖面中的所有吸水层，暂不考虑它对高渗层的封堵作用，只考虑这些调堵剂进入低渗层后对地层的伤害，但同时也降低了该井的吸水厚度，而这些伤害的解除是很困难的。故无机堵剂对低渗层的污染是剖面变差的主要原因。222提高调堵剂对高渗层水道的封堵强度是减少重复调剖延长调剖周期的关键调剖不同于调驱，它不能提高水洗油田的效率，通过调剖降低了强吸水层的吸水量，提高了弱吸水层的吸水量，启动了原来不吸水层，改善了层间纵向吸水剖面。在层内通过堵塞水道促使水流改道而增加水驱面积达到增油目的。调剖有扩散半径的增大，在半径方向上的封堵厚度会降低。以正韵律沉积的高渗层为例，在正常注水情况下，由于底部渗透性好，渗流阻力小，注入水在进入地层后在重力的作用下，纵向渗流面有向下变窄的趋势，长期注水冲刷会形成沿油层底部向对应油井延伸的大水道，这在重复多次调剖的后期许多井调剖施工时从对油井抽出或喷出调剖剂的案例中得到了证实。由于水道的存在就大大降低了水驱纵向波及面积,这也是高渗层挖掘的潜力所在。目前调堵剂进入高渗层形成封堵段后，促使水流改道绕流而增油，但在绕过封堵段不远处同样在重力及渗流阻力的作用下回到原来水道导致调剖失效，表现出为注水压力下降或增油量降低。当再次调剖时会在原封堵段往水流方向处再形成封堵段，同样过一段时间后也失效，随着封堵段与井距离的增加，水力压头损失增大驱油面积较上次调剖也会缩小，故重复调剖井的增油睛量在逐步下降。表3 调堵剂对高渗层的封堵机理模型图在中原采油三厂高渗层大都为正韵律沉积，图为调堵剂对高渗层堵机理模型，它能从微观上解释目前调剖效果变差的原因。223 降低调堵剂进入地层的流动摩阻，才能实现真正深部调剖从现场施工看，无机调堵剂在配置完成后渗流过程中，由于流速的下降其沉淀也为严重，从而导致调堵剂在地层内与输送介质分离，沉淀的调堵剂导致流道变窄施工压力上升，输送介质窜流，当沉淀到一定阶段，窜流会冲破沉淀导致施工压力升高到一定程度而突然下降，这种现象在单井施工中很常见的。窜流的存在不利堵死大水道，也是在调后注水一段时间后易冲刷沉淀堵塞段而失效的主要原因。22.4 深部调剖可以代替堵水解决堵水有效期短的问题 目前堵水在油水井措施中往往理解为对空间纵向上连续的一组油层进行封堵，施工是对这一段油层挤入高浓度固化的堵剂，并期望候凝后对近井地带或对炮眼进行封堵，达到这段层不再吸水的目的。事实上，根据调堵剂对高渗层的封堵机理，这套在空间纵向上相对连续的油层也存在纵向渗透率分配不均的问题，这也是地层形成时的客观存在，故堵剂进入地层时存在选择性。特别是对于高浓度堵剂低渗层因摩阻太大而很难进入，部分堵剂进入了高渗层对于高浓度堵剂，低渗层因摩阻太大而很难进入，大部分堵剂进入了高渗层并形成了强封堵。在后期注水这程中低渗层因注水压力的提高而开始吸水，并在很短的时间内绕过高渗层强封堵段进入原来水道，导致注水压力突降，同时堵水有效期结束。这可以解释堵水有效期特别短的原因。另外堵剂在高渗层中的窜流现象可以解释堵水施工中验堵效果不合格的情况。故要调整思路，把封堵大水道作为堵水的目的。走深部调剖代替堵水的路子，以避免堵水有效期重复堵水浪费钱财的现象。油井堵水也可以利用该模型加以解释修正。22. 5 深部调剖防止窜流提高对大水道的封堵强度对大孔道最理想的封堵是，从水井到油井的距离一半的长度上，沿注水大水道的管状通道内，都分布堵剂并形成较高的强度前有充足的渗流时间，便于进入地层深部，目前采用的调剖体系，双液法调剖利于深入地层，但隔离液在管状中不利两液碰面。若有液体包裹体，利用一种液体携带另一种液体的包裹体一块深入地层，经过一段时间包裹体失效，促使两种液体反应，达到封堵地层的目的。其优点在于变隔离液为包裹体，是两种混合充分利于深部调剖。调剖液在深入地层的渗流中，所携带的固体由于沉淀吸附等作用，导致调剖施工压力上升很快。若把固体分散在另一种介质中形成包裹体形式可以降低渗流摩阻，利于深部调剖。23 工艺改进的现场应用2. 3. 1 钙土-水泥体系评价与改进目前采用水泥堵剂，在施工过程中无疑对中低渗层污染严重，虽然它与地层配注性好对高渗层具有强封堵作用，但不能选用，除非引包裹体等保护技术，避免对中低渗层的伤害。可以采用低伤害的聚丙烯酰胺作为包裹体，到地层后包裹体打开释放出堵剂。具体施工时把水泥粉粒分散在聚丙烯酰胺液体中，并快速携带注入地层防止包裹体损坏，具体流程采用配置好的聚丙烯酰胺液体中，并快速携带注入地层防止包裹体损坏，具体流程采用配置好的聚丙烯酰胺利用喷射上料器加入堵剂快速打入地层，在后期注入时包裹体溶散后再形成高强度封堵。选择要考虑包裹体对胶结石固化的影响。2. 3. 2 HCL+水玻璃体系该双液法调剖时两种液体都可进入低渗层，对低渗层存在污染，在高渗层中反应生成沉淀不能充满水道。另外其胶质强度低易受注水冲刷而失效，适用于中渗层调剖，但施工工艺应改进，充分考虑封隔器分调。该双液法可以改进为液固法，在选用水作为输送介质的情况下快速把具有一定粒径的固体调剖剂，让其在地层中反应。其优点有在于中低渗层只能进液体而不能进固体，反应不能进行，降低了对低渗层的伤害。2. 3. 3 钠土+HPAM体系评价及施工改进钠土粒细对中低渗层的污染属粉尘类污染；可选用低伤害聚丙烯酰胺包裹钠土，在施工时可采用射流泵来完成，用聚丙烯酰胺溶液作为射流液，钠土作为上料均匀掺入形成包裹的液体进入高渗层后在向地层深处推进的过程中，混合反应避免了窜流现象更有利于对大水道的封堵。2. 3. 4 预交联颗粒调剖的评价与改进预交联颗粒采用水作为溶胀介质同时也作为输送介质，调剖施工时对中低渗层污染小，为了增加其悬浮性，降低窜流的影响，可采取5%聚丙烯酰胺胶体携带。另外由于其堵塞原理是溶胀后的胶体颗粒堵塞孔道，目前采用在地面配置待充分溶胀后才注入地层，改进时可以先配聚丙烯酰胺后加入预交联颗粒，减少颗粒在地面的膨胀度，在不影响预胶联颗粒变形进入地层的情况下，使其进入地层后再二度膨胀，提高其在地层后的封堵剂强度。3结论实践证明，改善调剖效果研究的方向应放在高渗层内水道分布及渗流特性的研究和优选低伤害、低摩阻、固化强度高的堵剂，控制固化时间的方法，以及中低渗层保护措施的研究，在现有堵剂配方的条件下改善施工工艺，变换输送介质，改