反向调剖技术提高低渗特低渗透油藏采收率实践

2023-10-13安继刚刘鹏虎

地下水 2023年5期

安继刚,王鹏,刘鹏虎

(延长油田股份有限公司富县采油厂,陕西延安 716000)

0 前言

W油田Y采油区储层处于三角洲前缘沉积环境,主要为一套三角洲前缘水下分流河流沉积,储集层主要为分流河道砂体,岩性主要为以灰色粉-细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩为主,储层致密,属低孔、低渗-特低渗储层,非均质性强,平均孔隙度6.7%-10.9%,平均渗透率0.18～0.84 md。地面原油具有低密度、低黏度、低含硫量、低凝固点等特点。

开发初期,为补充地层压力,采用合注、超前注水等开发方式,且注水强度大,注水井平均注水量超过25 m3/d。油井在投产时需要压裂改造,部分注水井是转注井,注水后注入水沿高渗层快速推进,导致油井含水快速上升,造成水淹。当前针对注水造成的水淹井一般采取关井、封堵注水层位改层生产非注水层位的生产措施,将主力厚油层全部封堵住,无法挖掘剩余油潜力,而注水层位均是油层物性好的高产层位,每年由此造成巨大的经济损失。

1 国内反向调剖驱油现状

国内在注水开发中治理注水水淹的措施主要是进行注水井调剖调驱,此措施是改善二次采油开发效果的一种主要的控水稳油手段,随着注水井多次的措施,效果逐渐变差。生产中通过不断优化调剖体系、调剖工艺,扩大调剖施工规模来提高调剖效果。在注水水端采取措施只能增加注水井的近井地带的波及体积,注入水会很快会突破堵剂,很快回到原来的高渗流带,导致调剖有效期较短。随着技术的发展,提出从油井注入调剖剂,增加注水井的中、远井地带的波及体积,解决注水井多轮次调剖效果递减的问题。目前反向调剖堵水技术已从单一物理、化学堵水,发展成集物理、化学、微生物等同时起作用的调、堵、驱为一体的高效调驱技术,实现油层层内堵水,堵水不堵油[3]。

2 原理

油井反向调驱技术综合利用表面活性剂、微生物驱油和油井堵水相结合的复合堵剂对油井的高含水层进行选择性封堵,在油层深部使液流改向,堵水的同时将驱油剂注入较远的低渗透储层中,充分发挥微生物和化学驱油剂提高驱油效果(图1)。

图1 反向调驱作用原理示意图

复合调堵剂实现厚油层堵水,且堵水基本不堵油,同时微生物还可以降解长链正构烷烃类化合物,生成有机酸、醇、生物表面活性剂和生物聚合物,用以处理高含蜡原油,降低原油粘度,控制近井地层、油井结蜡,抑制硫酸盐还原菌的生长污染,控制H2S,并且也可用于原油破乳脱水及回注污水的净化处理[4-6]。这样从根本上高注入水的波及系数和驱油效率,提高采收率。

3 反向调驱技术应用

3.1 实施方式

反向调剖(驱)的实施有两种方式:单井油井调剖和同单元多油井共同调剖。其作用的油藏部位离水井较远,相当于油藏深部调驱,但比深部调驱工艺简单,所用堵剂的量少[7-10]。

3.2 注入关键技术

要把调堵剂顺利高效的注入,使堵剂有选择性地进入高含水层,要做好以下关键技术:

(1)利用高含水层渗透率高的差异将堵剂注入高含水层。

(2)利用水基堵剂的亲水性实现堵剂的选择性注入。

(3)先向油层注水提高中低渗透层压力,利用中高渗透层的压力扩散差注入堵剂[11-12]。

(4)采用正常注水的排量低速注入。

3.3 堵剂的选择注入工艺

与注水井调剖施工类似,有两种堵剂放置方法:(1)单液法:依据堵剂的强度和失去流动性的时间来控制,使其注入地层后将停留在不同的位置。(2)双液法:通过不同隔离液的体积大小调整堵剂的注入深度[13-14]。

4 调驱剂室内优选

4.1 选择封堵剂的性能

4.1.1 胶结强度和驻留性研究

现场实践表明,要提高封堵的效果,必须保证堵剂固化后与周围界面要形成良好的交界。堵剂与水泥相比具有截然不同的性能(表1),活性材料与胶结固化材料形成的水化反应可以增强界面的胶结强度。

表1 固化体胶结强度试验

4.1.2 抗温性能和抗盐性能

目前所用封堵剂可用于高温井(30℃～160℃),无机盐、复合盐和矿化度不同的地层水对封堵剂的强度几乎没有影响,满足抗温性和抗盐性的要求。

4.2 选择性堵剂配方

(1)结构形成剂用量确定

表2 膨胀型性填充剂用量表

(2)膨胀型性填充剂用量

表3 结构形成剂用量

4.3 稳定剂用量确定

表4 稳定剂用量

4.4 性能评价

(1)水和堵剂相对用量见表5,加改性聚丙烯酰胺+15%结构形成剂+3.5%膨胀型性填充剂+3%稳定剂,效果如表5。

表5 水和堵剂比的影响

表6 温度影响

表7 不同工艺方法堵水效果分析

4.5 确定渗透性堵剂配方

5 矿场实践

5.1 选井

W油田Y采油区采取合注、超前注水且注水强度大,不能统筹兼顾注采平衡,造成多口井水淹,在明确见水原因和规律的基础上,结合油田实际,考虑注入工艺的和堵剂的适应条件,选择合适油井进行作业:

(1)由于天然裂缝或压裂裂缝造成的暴性水淹,采出程度较低,油井具有一定的潜能。

(2)油层物性好存在注入水突进的情况,注量调整后效果不明显。

(3)注水井多次调驱调剖后效果不明显。

(4)对应注水井的注水对其影响明显,但水驱效果差。

(5)层间或层内渗透率差异大,注入水在层间分布相差悬殊,而又难以用机械方法封堵的油井井;

5.2 施工工艺及参数优化

5.2.1 注入工艺的选择

在室内进行岩心模拟实验,采用复合段塞注入法效果好于传统注入法,注入工艺采用复合段塞注入。

5.2.2 注入工艺

采用复合段塞注入法施工:第一个段塞是微生物聚醚复合驱油剂,第二个段塞注入微生物咪唑啉复合驱油剂,第三个段塞是复合调堵剂,第四个段塞注入复合调堵剂活性改性聚丙烯酰胺凝胶,第五个段塞注入复合调堵剂,第六个段塞是微生物咪唑啉复合驱油剂。

5.3 施工前后效果对比

在Y采油区,从2020年5月至8月共进行油井反向调驱(堵水)试验井5口,措施前5口井平均单井日产液3.15 t,单井平均日产油0.08 t,含水率97.4%。措施180 d后5口井单井平均日产液2.86 t,平均单井日产油1.45 t,含水率49.30%。平均单井日增油1.37t。截止到2021年底,已累计增油3 109.2 t,降水增油效果明显。