多段塞调剖调驱在三低砂岩油藏水平井中的研究与应用

高连涛

摘 要：针对三塘湖盆地三低砂岩油藏水平井水驱开发效果差和储量动用程度低的问题，开展调剖调驱+注水补能实验，采用酚醛冻胶+铬冻胶的双调剖体系，配套大规模、多段塞、长段塞、控压力、温和注入的施工参数，实现了含水可控和水驱见效，日增油28.2t。为三低砂巖油藏水平井注水补能水驱开发、减缓自然递减、提高储量动用提供有效手段。

关键词：三低砂岩油藏;水平井;调剖调驱+注水补能;双调剖体系

0 引言

三塘湖盆地牛圈湖区块砂岩油藏受低孔、低渗、低压等因素制约，油井均采用压裂方式投产。随着近年水平井开发模式的扩大、压裂技术的突飞猛进，使得水平井多段多簇的分段压裂成为开发三低砂岩油藏的主要技术手段。

1 区块水平井生产现状

区块砂岩油藏非均质性强，断层、裂缝、大孔道分部复杂，加上多段多簇的压力改造，水平井开发呈现压裂投产窜通反应明显、开发递减快、采出程度低、注水窜通严重甚至暴性水淹等特征，注水水驱开发效果差异大。初期水平井均高产，马62区块以人工改造为主，伴随同步注水驱替，产量保持相对稳定，自然递减相对较缓，含水也有逐渐上升趋势，上升13.9%;北Ⅲ区天然裂缝发育明显，人工裂缝沟通复杂，初期投产效果好，但地层压力低，井区注水窜通明显，见效井从见效到见水水淹平均7天，水线推进速度72m/d，导致水驱效果差，产量递减快，递减率达到了49.8%。严重制约水平井区开发效果和储量动用。

通过调剖调驱封堵裂缝水窜通道，同步开始注水补能水驱，达到水驱开发扩大波及体积、控水增油提高储量动用目的。

2 封堵机理

2.1 封堵机理

在存在窜流通道的水平井中，注入一定强度的冻胶，形成“胶坝”[1]，注入水在原水窜通道上受阻，在冻胶成成的胶坝附近进行绕流，向其他未窜通的通道进行驱替，扩大了水驱波及体积，从而起到挖潜和提高水驱效率的作用，提高了储量动用程度。

2.2 地质模型

根据吕静博士在《水平井置胶成坝深部液流转向数值模拟》一文中对地层二层、五层二维地质模型进行了数值模拟，研究了胶坝位置、高度、组合对胶坝改善水驱效果的影响。

结果表明，胶坝位置在注采井1/2井距或略偏向采油井处效果较好;胶坝高度越高，改善水驱效果越明显;多个胶坝组合使用，并且达到厚油层40%以上高度时，增油效果更加明显，能够提高水驱采收率约10%[1]。

3 调剖调驱工艺

3.1 体系优选

2007-2018年本区域砂岩油藏直井调剖累计实施197井次，冻胶体系适应性及效果较好。

封堵体系仍以高强度酚醛冻胶及铬冻胶双调剖体系为主。酚醛树脂冻胶适应温度30-45℃，成胶时间2-3天，成胶粘度最高可达26*104MPa.s及以上;有机铬冻胶适应温度30-45℃成胶时间30-72h，成胶粘度最高可达26*104MPa.s及以上。

3.2 规模设计

根据油水井动态及示踪剂资料，注水指进、含水快速上升的特征，结合径向流、拟平行四边形的水驱见水模型，优化调剖规模设计。

3.2.1 径向流推进模型

依据裂缝型油藏窜流通道特征，考虑楔形运移形式，设计量按公式：

β：窜流方向系数（结合油水井窜流方向数目、生产动态及示踪剂结果，取值2-3）;θ：窜流突破角（窜流通道上水平面积一般很小，取值5-15度，早期见水取值小）;R：封堵半径，m（按井距1/3-1/2设计）;h：强吸水层厚度，m（根据吸水剖面确定）;Φ：窜流通道孔隙度，%（窜流通道局部孔隙度较高，取值0.2-0.4）;Q：调剖剂用量，方。

3.2.2 拟平行四边形模型

设计量按公式计算：

V：调剖剂用量，方;L：措施目的井段长度，m;D：注采井距，m;H：油层厚度，m;参考临近直井;θ：地层倾角°，取值3-5°;Φ：油藏平均孔隙度，%。

3.3 段塞设计

根据数值模拟显示的结果以及调剖体系强度，将两种冻胶体系结合起来，形成2-3个胶坝组合，胶坝之间组合施工要进行阶段侯凝成胶;单胶坝设计3段以上不同强度的冻胶组合，形成6-9个的多段塞模式;段塞长度50-100m;顶替至距离水井端1/2以上井距的位置。

3.4 施工参数设计

根据温和注水政策，施工排量0.6-1.5方/h。根据不同见水类型、注水压力、拐点压力等数据，从三个方面进行控压力施工：

①天然裂缝、人工裂缝裂缝发育区见水井组，控制排量，在注水压力下进行凝胶颗粒预处理，调整高强度冻胶流动方向;

②根据指示曲线拐点压力，主体段塞在拐点压力之上施工，保证高强度冻胶体系进入裂缝水窜通道中;

③根据井组动态变化，控制施工压力上升速度，形成平稳上升的施工压力曲线形态。

4 现场应用及效果

2018-2019年水平井调剖调驱+注水补能累计实施5井次，有效率100%，施工前后及过程中阶段压降逐渐变缓;注水压力上升3.5MPa;吸水指数下降50.3%，启动压力上升6.7MPa。

目标油井12口，见效13口（新增1个见效方向），综合含水下降31%，日增油28.2t，阶段累计增油6378t，减少无效产水1.56万方，控水增油效果明显，阶段投入产出比 1：9.61，继续有效。

井组生产由压裂、注水过程中的直接窜通水淹，到调剖调驱后稳定注水补能，再到注水水驱见效，极大的扩大了波及体积，提高了区块储量动用。

5 结论

①高强度冻胶体系对于封堵裂缝水窜通道非常有效，能使调剖调驱取得较好的效果;

②多段塞、长段塞、控压力等施工参数设计基本满足工艺技术要求，满足水平井见水井组的治理要求，起到了控水、注水补能扩大水驱波及体积的目的;

③水平井调剖调驱的成功，改善三塘湖盆地三低砂岩油藏水平井水驱开发效果，为水平井注水补能水驱开发、减缓自然递减提供了有效的对策，为提高储量动用提供有效手段，具有良好的实用应用价值。

参考文献：

[1]吕静，刘玉章，王家禄，等.水平井置胶成坝深部液流转向数值模拟[J].西南石油大学学报，2011.