齊40蒸汽驅注汽井深部調剖技術研究與應用

胡良偉(遼河油田公司歡喜嶺采油廠 遼寧 盤錦 124114)

一、實施背景

齊40塊1987年以蒸汽吞吐方式投入開發，1998年10月開展了4個井組蒸汽驅先導試驗，2003年7月開展了蒸汽驅擴大試驗,增加了7個井組，2006年12月至2008年3月工業化轉驅。油層動用不均導致區塊在2010年后開始大面積汽竄，含水由84.7%上升到目前的89.6%。

為改善吸汽剖面，提高油層縱向及平面的動用程度，擴大蒸汽驅波及體積，提高注汽井組產量，提出開展注汽井深部調剖技術研究與應用。

二、高溫調剖劑研究

1.技術指標的確定

齊40蒸汽驅是將高溫蒸汽作為載熱流體和驅動介質，從注汽井持續注汽，從相鄰生產井持續產油的過程，這就要求使用的高溫調剖劑在高溫地層下成膠、成膠后在高溫實現持續封堵性能，因此確定技術指標：(1)成膠溫度在100-150℃之間；(2)耐溫達到300℃；(3)在高溫蒸汽沖刷30天后封堵率仍達到95%；(4)調剖劑成膠時間在24－72h可控。

2.高溫調剖劑篩選

目前蒸汽吞吐井用高溫調剖劑主要有顆粒型高溫調剖劑、高溫三相泡沫調剖劑和高溫發泡劑三種，三種高溫調剖劑耐溫均滿足條件，從封堵率來看顆粒型高溫調剖劑最好，其它兩種由于泡沫存在半衰期不能實現持久封堵，為保證封堵效果，選擇顆粒型高溫調剖劑做為蒸汽驅注汽井用調剖劑。

3.成膠骨架調整

蒸汽驅注汽井用高溫調剖劑的成膠骨架耐溫必須達到300℃，并且具有長期固化性能，為此對此類化學品進行調研，應用熱固性樹脂＋交聯劑是最佳選擇，熱固性樹脂有種類繁多，通過優選，確定由耐溫性能好、成本低、原料易得的PF樹脂＋交聯劑作為成膠骨架。PF樹脂＋交聯劑成膠后耐溫可達520℃，滿足蒸汽驅注汽井要求。

為實現深部注入，施工時間長，為此要求成膠時間相應延長，成膠時間在24－72h可控。顆粒使用濃度對成膠時間不影響，根據蒸汽吞吐井實施經驗，使用濃度10%，根據成膠時間來確定PF樹脂＋交聯劑使用濃度，通過正交試驗法，模擬地層溫度120℃下并添加濃度為10%顆粒，通過實驗，可以看出PF樹脂濃度在8-12%，交聯劑濃度在8-14%時成膠時間在24－72h可控，為此確定PF樹脂使用濃度為8-12%，交聯劑使用濃度為8－14%。

4.性能考查

(1)配置好的高溫調剖劑工作液粘度為70-100mPa·s，成膠溫度為120℃，成膠時間在24-72h可控。

(2)高溫老化試驗，成膠體在300℃下老化試驗結果可以看出，成膠體耐溫性好，損失量低，30天內失重率小于10%，收縮率小于5%。

(3)巖心封堵試驗，試驗巖心為長45cm、直徑3.7cm的填砂巖心，試驗過程：向巖心模型中通入高溫(300℃)蒸汽，測定封堵前后的滲透率，計算封堵率。經測定，封堵前巖心封堵率為98.5%，封堵后的巖心經30天的蒸汽沖刷后，封堵率仍為95%以上。

通過以上性能評價，調整后的顆粒型高溫調剖劑技術指標滿足注汽井長期注高溫、高壓蒸汽的要求，適合在蒸汽驅注汽井應用。

三、選井條件及施工參數設計

1.選井條件研究

對油層非均質性，吸汽剖面，周圍油井動態進行綜合分析研究，確定選井原則：(1)注汽單元間配汽誤差大于20%；(2)注汽單元內層間縱向滲透率級差大于2倍以上；(3)井間存在汽竄；(4)注汽壓力下降；(5)井組出現產油量下降，含水升高情況。

2.施工參數設計

(1)調剖劑用量設計

根據齊40塊汽化溫度和壓力關系，確定蒸汽腔范圍。以汽腔半徑為處理半徑，同時考慮調剖劑用量對蒸汽波及效率的影響，調剖劑用量為10－15%段塞時的蒸汽波及系數基本達到最大值。此后增大調剖用量,蒸汽的波及系數增加較小。

同時考慮注汽井吸汽剖面、注汽壓力、注汽量、對應油井汽竄及生產等情況進行綜合分析，合理設計藥劑用量，得出以下設計：(1)65井組設計處理半徑30m，調剖劑用量為15－20%段塞。(2)74井組設計處理半徑平均20m，調剖劑用量為15－20%段塞。

(2)顆粒使用濃度設計

顆粒使用濃度是保證封堵效果的一個重要因素，為達到深部調剖的目的，顆粒使用濃度確定為由低到高原則，根據蒸汽吞吐井實施經驗確定使用顆粒濃度為5－15%，并根據現場施工壓力、排量變化情況進行動態調整。

(3)固相顆粒粒徑設計

調剖顆粒的粒徑分布與地層巖石孔道的匹配對封堵效果影響很大，由于地層的非均質性和長期注汽，地層的滲透率變化較大，孔隙大小分布不均勻,因此確定調剖顆粒的粒徑分布為遠細近粗原則。

固相顆粒粒徑優化運用1/3－2/3架橋理論，同時考慮儲層最大孔徑，地層的非均質性和長期注汽等影響因素進行綜合分析，遠井地帶確定使用固相顆粒粒徑80－120μm，近井地帶受蒸汽長期沖刷，孔道擴大，根據蒸汽吞吐井高溫調剖經驗固相顆粒粒徑選用1－3mm。

(4)施工排量及壓力設計

為保證調剖劑能夠有效地進入高滲層，采取低壓低排量注入方式，注入壓力控制在10MPa以內，注入排量控制在10－15m3/h，并在施工中根據注入壓力情況適當調整配方濃度，保證封堵效果。

(5)施工安全設計

在井口安裝單流閥，防止高溫蒸汽倒流竄出傷人。

在施工前2天停關注汽井，降低油層溫度，同時為保證施工效果在注入藥劑前擠入100m3熱污水(溫度在50-70℃)，進一步降低油層溫度。

四、現場應用情況

201 2年在齊40塊蒸汽驅注汽井現場施工14井次，有效12井次，措施有效率達到86%，階段增油15197t，增產效果顯著。

1.油層動用程度提高。措施后平均單井組階段增油達到1086t，注汽壓力平均提高1.1MPa，平均含水下降了2.1%，表明汽竄層段得到有效封堵，改善了吸汽剖面，提高了油層動用程度。

2.汽竄井減少。實施高溫調剖的注汽井組共有127口油井，其中措施前有汽竄井32口，措施后減少到15口，說明蒸汽單層突破現象得到明顯改善。

五、結論及認識

1.隨著蒸汽驅開發不斷深入，油層縱向及平面上動用程度不均是制約蒸汽驅開發的主要矛盾。

2.通過對顆粒型高溫調剖劑的成膠骨架調整、配方濃度的優化滿足了注汽井長期注高溫、高壓蒸汽的要求，適合在蒸汽驅注汽井應用，具有耐溫高、封堵效果好、穩定期長的特點。

3.通過現場實施，深部調剖技術能有效地改善注汽井的吸汽剖面，提高蒸汽驅替效果，提高油層動用程度，在齊40塊蒸汽驅開發中后期具有廣闊推廣應用價值。