锦州9-3 油田整体调剖探索与实践

2014-12-24王天慧陈维余孟科全

石油化工应用 2014年3期

王天慧，陈维余，孟科全

（1.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300457）

目前调剖技术已成为海上油田主要的增产措施。自2003 年起，锦州9-3 油田调剖经历了笼统调剖、分层调剖、层内调剖及整体调剖四个阶段，建立了以凝胶为主，层内生CO2、纳米微球等新工艺为辅的调剖工艺体系，形成了水驱优势通道识别及区块整体调剖决策技术配套技术，调剖工艺日趋成熟。油田自2012 年起，开始进行整体调剖技术研究与应用工作，先后在W6-4、W5-2 等6 个井组进行现场应用，取得良好增油降水效果。

1 锦州9-3 油田概述

1.1 基本情况

锦州9-3 油田位于渤海辽东湾北部海域，油田属于高孔高渗油藏，孔隙度22 %～36 %，渗透率10～5 000×10-3μm2，地层平均原油粘度17.1 mPa·s，地层温度57 ℃，地层水矿化度6 401～9 182 mg/L。油田于1999 年投产，截止2013 年初，油田累积产液2 267.89×104m3，累积注水/聚2 418.4×104m3，累计注采比0.80，综合含水75.84 %。

1.2 开发问题及挑战

锦州9-3 油田油藏埋藏浅，储层胶结疏松、易出砂；注采井距大（350～500 m），油层厚（平均32.7 m）；层间、层内、平面矛盾突出；单井日注水量大，通常为500～1 200 m3；普遍采用绕丝筛管砾石充填完井方式，大段笼统注水开发，导致后期开发过程中难以进行细分层系开采。随着油田的注水开发，地层非均质性增强，造成以下后果：生产井见水加快、产油量下降、含水率上升；地面脱水、污水处理等系统的负荷加大，采油成本上升。

调剖技术可有效解决地层非均质性的问题。但锦州9-3 油田调剖作业存在以下挑战：

（1）注水井大多采用筛管、砾石充填防砂的完井方式，一个防砂层段存在多个油层，分层调剖工艺实施困难。

（2）筛管和砾石充填层孔隙狭小，无法使用颗粒型调剖剂，且易对调剖体系造成强烈的剪切，降低调剖体系的强度。

（3）海上平台空间狭小，对施工设备要求高。

（4）缺乏淡水，高矿化度的配制水对调剖剂的抗盐性和稳定性提出新的挑战。

2 整体调剖决策技术研究

2.1 选井决策

整体调剖调剖井选择主要依据是注水井的渗透率、吸水剖面、注入动态及井口压力降落等因素，利用专家系统知识的不确定性表示方法（隶属函数法）[1]，将这些参数表示成选择调剖井的决策因子（专家知识），并利用模糊评判方法[2]对多种因素进行综合评判，筛选出最佳的调剖井。整体调剖井选择流程（见图1）。

图1 区块整体调剖筛选流程

在前期理论研究的基础上，基于软件工程原理编制出一套整体调剖决策软件系统，该软件可实现区块整体调剖选井决策、调剖剂决策、工艺设计、效果预测、效果评价的系统化决策功能。

2.2 调剖剂筛选

调剖剂筛选主要包括类型的选择与用量的计算。2.2.1 类型选择主要考虑调剖剂与地层的配伍性，建立了常用调剖剂的性能参数数据库，然后利用专家系统进行推理，将实际区块的特征参数与调剖剂数据库参数匹配来优选调剖剂类型[3]。目前已建立渤海油田凝胶类、颗粒类、泡沫类及复合类调剖剂体系100 余种调剖剂数据库，充分满足渤海油田调剖需求。

2.2.2 用量计算根据注水井的吸水强度来确定的。调剖剂注入地层后会引起注水井吸水指数的下降，通常注入调剖剂越多，其吸水指数下降越多，因此井的吸水强度越大，为了降低其吸水指数就需注入越多的调剖剂[4]。单井调剖剂用量用下式计算：

式中，Ki－第i 口井的吸水指数，m3/（MPa·m）；Kj-第j 口井的吸水指数，m3/（MPa·m）；Wj-第j 口井的调剖剂用量，m3；n-调剖的总井数；h-地层厚度，m；β-用量系数，m3/m。β 是一个与地层条件和调剖剂类型有关的参数，由试注井按上式反求，对于没有试注井的区块，可借用地层条件相似的其他区块的β 值。

3 现场应用

锦州9-3 油田西区注聚井8 口，受益油井20 口。注聚井实施注聚3 个月后，所有受益油井20 口井全部有聚合物产出，聚窜现象严重，大大影响注聚开发效果。通过分析8 口注聚井吸水剖面测试资料，确定Ⅰ油组是最主要的吸水层位，吸水强度远高于其他油组，且Ⅰ油组各小层吸水强度也存在较大差异，吸水剖面极不平均。

对锦州9-3 西区进行整体调剖，利用整体调剖决策软件系统，优选出6 口一类调剖井，确定了调剖剂类型、用量及施工参数（见表1）。