河南油田注聚区块转后续水驱前整体调剖技术的矿场应用

2013-12-23王优先吕晓华皇海权徐严芬

石油地质与工程 2013年4期

林杨，王琦，王优先，吕晓华，皇海权，徐严芬

（中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，河南南阳473132；2.中国石化河南油田分公司第一采油厂）

1 水驱前整体调剖的必要性

“九五”以来，河南油田先后在16个区块开展了聚合物驱工业化应用，聚合物驱油技术已成为油田开发后期减缓产量递减的主导技术［1-4］。在聚合物驱现场应用中发现，注聚区块转后续水驱前，由于聚合物溶液黏度与注入水的黏度差异极大，二者的黏度比一般在80～100倍以上，当聚合物段塞注完后，如果不及时实施整体深度调剖和封窜，一旦直接转入后续水驱，黏度很小的注入水将必然发生指进或者舌进，快速突破黏度高的聚合物段塞，导致严重窜流，破坏聚合物段塞的完整性，严重影响聚合物驱的效果并缩短有效期。如双河油田北块Ⅱ4-5、双河油田437块Ⅱ1-2等区块注聚结束转后续水驱之前，没有及时进行整体深度调剖，很快就发生了窜流和快速指进，造成含水率快速上升、产油量快速递减。而双河油田Ⅰ5Ⅱ1-3 层系聚合物段塞结束时，进行了整体深度调剖，改善了吸水剖面，减缓了聚合物窜流，取得明显稳产效果，日增产原油20 t，维持2年多，扭转了聚驱区块转后续水驱后产量大幅度递减、含水率急剧升高的生产动态。

双河油田V1-10层系属于古近系核桃园组核三段地层，位于泌阳凹陷双河鼻状构造的西北部。V1-10层系油层温度80.3℃，地下原油黏度2.6 mPa·s，平均孔隙度19.19%，平均渗透率0.563 μm2，油层非均质性严重，渗透率变化范围0.048～3.162μm2，渗透率级差33.21，渗透率变异系数0.732，地层水为NaHCO3型，总矿化度7 539 mg／L。Ⅴ1-10层系含油面积5.84 km2，地质储量533.7×104t，注聚井16口，采油井36口。2004年5月13日开始注聚，2010年3月，按方案设计完成注聚量0.708 PV。根据河南油田的现场经验，在方案设计聚合物段塞注入结束转后续水驱前，应及时进行一次整体深度调剖，封堵强吸水层段，从整体上改善注入井的吸水剖面，防止或延缓后续水驱发生快速指进，抑制窜流趋势，促使液流转向，提高油层动用程度，保护聚合物段塞的完整性，继续发挥聚合物的驱替作用，延长聚合物驱的有效期，提高聚合物驱效果。

2 调剖技术路线

2.1 区块整体调剖

由于单井调剖只能解决平面上一个点的纵向非均质性问题，对区块所有注入井调剖才能解决整个区块平面非均质性问题，因此，与常规水驱区块调剖的选井决策不同［5-6］，注聚区块转后续水驱前调剖采用区块整体调剖的方式，要求具备压力上升空间的所有注聚井都应进行调剖（井位图见图1），同时调整区块的纵向与平面非均质性，防止后续注入水发生窜流和快速指进。实施技术难度在于根据每口井的状况确定合适的调剖剂强度与调剖剂用量。

图1 双河V1-10层系整体调剖井位

2.2 大剂量深度调剖

考虑到特高含水开发阶段调剖效果的有效期及后续流体的绕流，根据河南油田已有调剖经验和文献报道［7-8］，双河油田V1-10 层系采用大剂量深度调剖的方式，调剖段塞尺寸0.05 PV。

2.3 调剖剂配方优选

选用的调剖剂与驱油用聚合物（部分水解聚丙烯酰胺）应具有良好的配伍性，避免调剖剂与聚合物发生不良反应，如：沉淀（黏土、污泥、水泥、阳离子调剖剂等）、降解（氧化还原体系调剖剂）等。因此选用交联聚合物凝胶作为调剖剂，调剖用的聚合物与驱油用聚合物一致。双河油田V1-10层系调剖用的聚合物是法国SNF 公司生产的产品HPAMl630S（分子量2200万、水解度20%），交联剂为多羟基化合物有机交联剂。调剖剂的配方：聚合物浓度1200～1600 mg／L，交联剂浓度150～400 mg／L。80 ℃条件下，成胶时间5～10 d，成胶黏度170～275 mPa·s（表1）。

表1 调剖剂配方放置不同时间下的黏度

2.4 注入工艺

聚合物的混配、溶解与注入采用聚合物驱注入工艺。交联剂注入采用单泵对单井的调剖施工工艺，每口注入井添加l台高压耐腐蚀计量泵作为交联剂注入泵，在注聚站内将交联剂泵入各单井来水管线，使交联剂先与污水混合后，再与聚合物母液混合，然后经静混器、单井地面管线和井筒充分混合后，注入各调剖井的目的层位。利用这种工艺，可以实现聚合物驱区块所有注聚井同时调剖，解决了区块整体调剖要求的多口井同时现场实施的工艺难题。

3 现场应用效果

2010年3月20日至2010年12月26日，在双河油田V1-10层系注聚结束转后续水驱前，对16口注聚井中14口井同时进行调剖，调剖井占所有注聚井的88%，调剖段塞尺寸0.05 PV，单井调剖剂量2 640～12 300 m3，完全达到大剂量深度区块整体调剖技术的要求。

3.1 注入压力上升，视吸水指数下降

14口调剖井中的12口注入压力和启动压力都有一定幅度上升，注入压力由调剖前的17.2 MPa上升到调剖后的18 MPa，上升了0.8 MPa；进行测试的6口井启动压力上升2.6 MPa。视吸水指数大幅度下降，由调剖前的9.1 m3／（d·MPa）下降到调剖后的7.1 m3／（d·MPa），下降了2 m3／（d·MPa）。由此可见，调剖剂在满足大剂量注入的条件下，在地层中具有良好的成胶性能，有效封堵了高渗层、启动中低渗层，为注入井吸水剖面改善打下基础，扩大了聚合物驱的波及体积。

3.2 吸水剖面得到改善

调剖井注入剖面得到了改善，如X5-13 井调剖后，原来的强吸水层段V9层吸水强度明显降低，吸水强度由23.1 m3／（m·d）变为5.9 m3／（m·d），V10层吸水强度由18 m3／（m·d）降低为13.4 m3／（m·d）。V1下层吸水强度由16 m3／（m·d）降低为3.6 m3／（m·d）。启动新吸水层V1上层，新增吸水层厚度2.5 m（图2）。