高溫高鹽低滲透油藏調剖技術研究及應用

吳玉昆，鄧明堅

（中國石化江漢油田分公司采油工藝研究院，湖北武漢 430035）

江漢油區低滲透油藏主要是潛43油組，廣泛分布在王場油田、黃場油田和廣華油田，油藏埋深為2000～3500 m，平均有效厚度3～8 m，地層溫度90～120℃，平均空氣滲透率（26～47.5）×10－3μm2，地層水礦化度（28.5～32.8）×104mg／L。目前潛43油組已全面進入中高含水開發階段，尤其是2005年以來，潛43油組含水上升勢頭加快，雖然不斷地擴邊和補充新井，但穩產形勢仍然十分嚴峻。通過分析，導致潛43油組含水上升的主要原因一是天然和人工裂縫水竄；二是低滲透平面內孔隙水竄。為此，針對潛43油組的地質情況及地層水竄類型，研發了JCYJ－1和JCDC－1調剖劑，并在黃35斜－4井開展了現場試驗，見到了較好的增油降水效果。

1 JCYJ－1調剖劑研究［1－5］

1.1 不同礦化度下JCYJ－1的膨脹性能（常溫）

配制不同礦化度的礦化水，取500 mL倒入高溫高壓養護釜中，稱取JCYJ－1樣品2 g，用紗布包好，放入盛有礦化水的高溫高壓養護釜中密封浸泡，稱量在常溫下的濾干水分樣品重量，計算經過不同時間后樣品的膨脹倍數，實驗結果見圖1。從中可以看出：①在不同的礦化度下，JCYJ－1均具有較好的膨脹性能。②隨著礦化度的升高，JCYJ－1膨脹倍數會有所降低，但彈性不受影響，仍具有較好的封堵性能。③隨著時間的延長，JCYJ－1膨脹倍數逐漸增大，8～12 h內膨脹最快，24 h后膨脹倍數增加緩慢，72 h以內基本完成膨脹過程。

1.2 不同礦化度下JCYJ－1的膨脹性能（120℃）

圖1 不同礦化度下JCYJ－1的膨脹性能實驗（常溫）

高溫下的膨脹性能實驗方法參照常溫進行，實驗結果見圖2。從中可以看出：①與常溫條件相比，12 h內高溫下JCYJ－1膨脹速度加快，12 h后開始收縮。②JCYJ－1膨脹倍數呈現先增大后略降低現象，即調剖劑先漲大，后略收縮，但收縮比例不大（8%～14%），仍然具有較好的膨脹性能。③隨著礦化度的升高，膨脹倍數會有所降低，但彈性不受影響，仍具有較好的封堵性能。

圖2 不同礦化度下JCYJ－1的膨脹性能實驗（高溫）

1.3 巖心模擬實驗

采用三軸巖心實驗裝置進行JCYJ－1模擬實驗，使調剖劑可以直接與巖心斷面接觸，減少了容器及管線環節；另外該裝置一次可同時并聯三個不同類型的巖心，模擬不同滲透率級差實驗，通過觀察擠堵劑前后各巖心流量變化，來反映調剖劑改善剖面的能力，模擬情況更加接近實際工作。

1.3.1 不同滲透率級差巖心實驗

為了觀察JCYJ－1通過不同滲透率巖心后剖面調整情況，開展了相關實驗，結果見表1、表2、圖3。通過上述實驗可以看出：JCYJ－1調剖后注入壓力逐步升高，吸水剖面逐步得到改善，高吸水層相對吸水量逐漸降低，低吸水層相對吸水量逐漸升高，達到了改善吸水剖面的目的。

表1 三塊不同滲透率巖心基本數據

表2 堵劑對不同滲透率巖心封堵實驗結果

圖3 模擬滲透率級差剖面吸水率變化情況

1.3.2 模擬裂縫巖心驅替狀況

根據裂縫發育巖心不同情況（表3），開展了模擬裂縫巖心實驗，結果見表4、圖4。通過實驗可以看出：JCYJ－1調剖劑對油水井直接連通的特大裂縫基本沒有效果，關閉直通性裂縫巖心后，微小裂縫與非裂縫巖心吸水剖面發生較大的變化，吸水剖面改善較好。

表3 三塊不同裂縫發育巖心基本數據

表4 堵劑對裂縫發育程度不同巖心封堵實驗數據

圖4 模擬裂縫地層調剖剖面吸水率變化情況

2 JCDC－1調剖劑研究

2.1 溫度對JCDC－1的影響

由于溫度決定JCDC－1的反應情況，因此，重點研究了溫度對JCDC－1的影響。在密封恒溫條件下，觀察JCDC－1在不同溫度下成膠時間，結果見表5。從中可以看出：隨著溫度的升高，反應時間縮短。

表5 不同溫度下反應時間情況

2.2 濃度對JCDC－1的影響

通過研究不同濃度與反應時間的關系，發現隨著濃度的升高，交聯時間縮短。從凝膠生成量來看，隨著主劑濃度的增加，形成的凝膠越多，上部游離水越少，凝膠從淡乳白色向白色過度，用玻璃棒沉降深度實驗法觀察其強度，發現凝膠強度越來越高，說明凝膠強度與主劑及交聯劑濃度有關。

2.3 礦化度對JCDC－1的影響

將JCDC－1放置在不同礦化度水中（130℃）恒溫30 d，結果見表6。從中可以看出：JCDC－1耐鹽性能良好。

表6 不同礦化度對凝膠影響實驗

2.4 巖心模擬實驗

2.4.1 單管巖心封堵實驗

選取潛43地層巖心，先用清水驅替測堵前滲透率K1，記錄不同排量下啟動壓力，然后在1～3 mL／min的排量下驅替堵劑2 PV，或驅替至巖心出堵劑為止，然后停止擠堵劑，關閉巖心進出口閘門，密封靜止，130℃下，反應12 h，必要時先清洗進口管線及巖心進口端面，然后用清水測水相滲透率K2及不同排量下啟動壓力，計算堵劑巖心的封堵率，實驗結果見表7。從中可以看出：JCDC－1堵劑對潛43的巖心具有較好的封堵效果，封堵率達到95%以上。

2.4.2 雙管巖心封堵實驗

選取兩塊具有不同滲透率的地層巖心，采用兩塊巖心并聯的驅替方式，開展JCDC－1調剖劑對高、低滲透率巖心的封堵情況實驗，結果見表8。從中可以看出：不同滲透率的巖心擠堵前后分支流量及滲透率發生了較大變化，擠堵后滲透率高的巖心流量降低較大，滲透率低的巖心流量增加。從滲透率變化看，滲透率高的巖心滲透率降低較大，而滲透率低的巖心滲透率只略微降低，達到了封堵高滲透層保護低滲透層的目的。

表7 巖心封堵實驗數據

表8 巖心實驗數據

3 現場應用

3.1 調剖劑選擇依據

對于低滲透裂縫油藏，開發初期和含水上升初期主要以裂縫水竄為主，可以只選擇JCYJ－1調剖劑；對于注水壓力高、層薄、注水壓力隨排量上升快的井，選擇JCDC－1調剖劑；對于表現出裂縫水竄與低滲透孔隙水竄并存的狀況，采用JCYJ－1調剖劑與JCDC－1調剖劑復合調剖，即先進行JCYJ－1調剖劑調剖，然后進行JCDC－1調剖劑調剖。JCYJ－1調剖劑主要封堵裂縫，裂縫前緣被封堵后注入水只能向水竄的孔隙推進，隨后擠入的JCDC－1調剖劑就能夠進一步封堵孔隙水竄，達到封堵水竄通道，提高注水波及面積和水驅效率的目的。

3.2 調剖施工設計

3.2.1 段塞設計及用量

JCYJ－1調剖段塞：清水－JCYJ－1調剖劑段塞－清水－關井反應5 d（壓力擴散）。JCYJ－1調剖劑用量：油層0.8～1.5 t／m，根據水竄狀況和壓力確定濃度。

JCDC－1段塞：可采用多段塞的方式，段塞擠入順序為：清水－前置液－調剖劑－后處理液－清水。JCDC－1調剖劑用量：根據水竄狀況和壓力確定用量，油層8～10 t／m。

段塞組合及段塞數的多少可根據地質情況和壓力變化適當增減。

3.2.2 施工參數

施工排量控制：5～12 m3／h，施工壓力：小于40 MPa，最高壓力小于地層破裂壓力的80%。

3.2.3 施工管柱及井口

施工管柱：根據井況決定是否下封隔器保護套管，為了保證JCYJ－1調剖劑不至于沉積埋住油層，一般管柱下到油層以下5～10 m。下封隔器施工，必須使用新的措施油管。

3.3 黃35斜－4井現場試驗

3.3.1 基本情況

該井施工層位潛43，厚度2.0m／1層，井組對應3口油井，即黃36－1井、黃36－2井、黃35－1井。通過動態分析，黃35－2井至35－4井方向存在裂縫水竄，同時裂縫邊緣存在水洗帶，因此，決定利用JCYJ－1調剖劑抑制裂縫水竄，再使用JCDC－1調剖劑抑制裂縫邊緣水洗帶孔隙水竄。

3.3.2 施工簡況

黃35斜－4井從2009年12月2日開始，歷時8天，施工排量45～315 L／min，累計擠入液量1098 m3，其中，JCYJ－1調剖劑951 m3，JCDC－1調剖劑147 m3。JCYJ－1調剖劑施工壓力從17 MPa上升到30.7 MPa，JCDC－1調剖劑施工壓力從9.5 MPa上升到21.2 MPa。

3.3.3 調剖效果分析

（1）吸水指數下降。調剖前后吸水情況見圖5，從中可以看出：調剖后指示曲線變陡，吸水指數降低，表明裂縫吸水特征得到抑制，調剖劑產生了一定的效果。

（2）壓降曲線變緩。調剖前后壓降曲線如圖6。從中可以看出，調剖前關井后壓力下降較快，調剖后關井后壓力下降較為平緩，這也表明調剖見到了封堵效果。

圖5 黃35斜－4井調剖前后吸水指示曲線

圖6 黃35斜－4井調剖前后壓降曲線

（3）井組產量上升。從調剖后的對應油井生產情況看，3口對應井均見到了增油效果，含水均有不同程度的下降，對應油井增產情況見表9。

表9 黃35斜－4井調剖增油效果

4 結論與建議

（1）通過動態分析及剩余油研究，江漢油田潛43油藏還存在相當多的“殘油區”，開展以調剖為主的控水穩產技術研究十分必要。

（2）現場試驗表明，研究的兩種調剖劑能夠滿足江漢油田薄層低滲高溫高礦化度油層調剖的需要。

（3）在單井調剖工藝成熟的基礎上，建議選擇合適的區塊開展低滲透油藏區塊整體調剖試驗，綜合運用示蹤劑動態監測、調剖、堵水、解堵等多種手段，研究進一步提高區塊采收率的技術。

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