封堵底水技術在吳旗油田應用

陳建宏，馬俊杰，曹 麗，楊 敏，梁志山

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

1 開發中存在矛盾

吳旗油田底水油藏主要包括三個油氣富集區（吳133、吳135、吳88），儲層為正韻律沉積特點，油層從上到下非均質性嚴重，油層頂部砂巖較細；底部砂巖較粗且頂部水平滲透率高于底部垂直滲透率，開發中隨著底水的不斷錐進，油層底部層段和錐體部分形成大孔道，水淹日趨嚴重。

圖1 底水錐進示意圖

（1）近幾年針對油藏的特點開展了“三小一低”的小型酸化、壓裂等進攻性措施，以達到提高單井產量的目的，但由于前期對地層認識不清、措施參數不合理、施工過程監控不到位等，導致生產射孔段勾通底水，油井暴性水淹，稱為勾通型底水。

（2）由于生產速率越高，作用在巖石顆粒上的壓力梯度越大，砂粒越容易脫落，出砂量大，越容易形成高滲帶，壓力下降越快。生產過程中表現在采液強度過大、強抽強排，從而受正韻律作用，造成底水錐進，造成油井高含水生產，稱為錐進型底水。

2 化學封堵底水工藝技術

2.1 配方組分

基本組分：成膠劑A：引發劑S：交聯劑H，B催化劑N：其他助劑。

凝膠機理：（1）聚合物成膠機理，引發劑引發體系聚合—堵劑由水溶液轉變為高聚物；（2）交聯增粘機理，H組分在特定的條件下，水解生成羥基化合物。通過羥基（-OH）與凍膠官能團交聯反應，聚合物轉變為體型結構。B組分與凍膠分子鏈接枝共聚，進一步增大凍膠相對分子質量，改善凍膠耐熱性能。

CQ-981主要性能特點，地面粘度：2.0 mPa·s、成膠溫度：20~120℃、成膠pH值：6.0~9.0、成膠時間：3~24 h（可控），凍膠體強度：＞200×104mPa·s，封堵率：＞95%

2.2 CQ-981堵劑在微觀孔隙中的封堵機理

該堵劑由五種成分組成，應用其低密度可泵性好的特性擠入地層，堵劑在相互反應前粘度2.0 mPa·s，進入地層后在層內聚合反應，水項中突進壓力超過1.7 MPa/m，油項中突破壓力1.0 MPa/m。而且該堵劑是油溶性的，因而具有一定的選擇性，堵竄層或底水時，形成高強度化學軟隔板，降低油井含水，恢復油井正常生產。

化學軟隔板在底水比較活躍的底水油藏采油井中建立，一般在油水界面之上適當位置建造，以阻止底水上竄。具體方法是在油水界面以上1~1.5 m處，進行加密射孔，井內下入封隔器至射孔位置上部，接油管與套管密封，從套管射孔位置向地層注入堵劑，在井底形成“化學軟隔板”，以阻止底水上錐。

圖2 封堵機理示意圖

3 現場應用分析

3.1 選井條件

（1）油層厚度大，物性、含油性好，初期產量高，儲量有保證；（2）由于外部作用（措施、強抽強排等）造成油水界面抬升，底水錐進；（3）套管無套變、破損，滿足化學堵水施工要求。

3.2 堵水方案及堵劑用量

主要采用以下兩種方式封堵：（1）對油藏較厚的油水混層合采井，采用低排量擠注堵劑工藝，使堵劑靠自身的選擇性優先進入出水部位；（2）根據剩余油測井資料，判定油水界面位置，在油水界面以下射孔擠注堵劑，形成軟隔板，達到封堵的目的。

堵劑用量確定：

R-封堵處理半徑，m3；h-油層或封堵處理層有效厚度，m；φ-孔隙度，f；V1，V2，V3-堵劑計算用量和注入前沿稀釋量，作業損失量，m3。

3.3 注入工藝參數

為了防止油層被堵劑污染傷害，封堵劑施工時主要采用了低排量、穩壓力的擠注方式，排量一般在（300~500 L/min），壓力控制為地層破裂壓力的0.8倍。

（1）化學堵劑用量；（2）擠注參數及程序設計。

表1 三口井油層數據表

表2 三口井堵劑用量配方

表3 吳251井2001-2010年年擠注參數

表4 吳60-70井和馮81-14井2012年擠注參數

表5 吳旗油田封堵底水措施效果表

3.4 效果分析

該封堵劑對油層底水水淹后出水層位及水錐半徑大小的判斷、座封位置和封堵半徑的確定等技術形成了一套完整的理論知識，針對吳旗油田的實際情況，2010-2012年實施封堵底水技術3口，措施后日增油5.28 t，含水下降18.5%；截至目前日增油1.62 t，含水下降56.6%，效果較明顯。

前期含水上升原因分析：吳251井和吳60-70井均為措施參數過大，見水迅速具有方向性、單一性，底水沿著垂向裂縫線延伸，油井含造成水上升；而馮81-14井為參數過大，見水緩慢具有多向性、不穩定性，底水以油井未中心，四周形成錐進，造成油井含水上升。

堵水效果分析：（1）吳251井2001年采用在油水界面位置重新射孔（1 347.6~1 348.6 m）擠注堵劑，在油水界面形成軟隔板，而2010年吳251和吳60-70井在原射孔段擠注堵劑，從而造成原射孔段周圍地層堵死，且無針對性的解堵劑來融合堵劑，通過壓裂、酸化均無法疏通地層，油井仍然低產低效；（2）與吳251和吳60-70井相比，馮81-14井由于采液強度大，油水界面屬于緩慢抬升，屬于多向性見水，堵水無針對性，且堵劑量少、粘度低、排量低，造成封堵失敗。

4 結論和建議

（1）對比堵水工藝，選井條件為：一是油層條件好，有儲量保證；二是油水界面抬升明顯，且能確定油水界面的井。三是對于底水明顯上升井要及時采取封堵底水工藝，避免時間過長造成堵水效果差。

（2）CQ-981堵劑作為一種高強度的封堵劑對近井地帶上竄水封堵效率高，其良好的性能更具備封堵底水打化學軟隔板注入條件。

（3）根據不同的地層要選取合理的堵劑和其用量、擠注壓力、施工排量及封堵層要進行優選，防止堵劑用量過大、排量過大造成地層堵死現象，且普通措施難以稀釋堵劑，造成油井低產低效。

（4）分析兩種堵水方式，通過c/o比測井資料判定施工當前油水界面，在油水界面以下重新射孔擠注堵劑（防止造成原射孔段堵死），形成擋板，從而達到封堵底水的目的，這種堵水方向效果較好。

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