姬塬油田油水井雙向調(diào)堵技術(shù)研究與應(yīng)用

王玉功，唐冬珠，武 龍

（1.川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710018）

姬塬油田屬于低滲、特低滲且裂縫發(fā)育的砂巖油藏，油井需要經(jīng)過壓裂后投產(chǎn)，超前注水時(shí)間長導(dǎo)致水驅(qū)前沿快速突破水淹，無水采油期短，部分油井甚至射開油層后立即自噴出水、完全水淹。隨著油田的開發(fā)，層間、層內(nèi)平面矛盾突出，非均質(zhì)性增強(qiáng)，注入水易沿主裂縫方向單向突進(jìn)，側(cè)向低滲儲(chǔ)層水驅(qū)波及效率低，形成無效循環(huán)，最終采收率低。因此，同時(shí)從油井堵水和水井調(diào)剖雙向出發(fā)，通過研究分析油藏地質(zhì)特征和流體性質(zhì)，借助各種監(jiān)測(cè)方法理清注采關(guān)系，準(zhǔn)確判斷來水方向，找出水淹的主要矛盾，選擇相適應(yīng)的油水井雙向調(diào)堵施工工藝和堵水調(diào)剖劑，最終形成油水井雙向調(diào)堵技術(shù)，為改善姬塬油田羅1 區(qū)塊整體開發(fā)效果起到指導(dǎo)作用。

1 姬塬油田羅1 區(qū)塊概況

姬塬油田區(qū)域構(gòu)造屬鄂爾多斯盆地伊陜斜坡，由侏羅系延安組和三疊系延長組構(gòu)造組成，本區(qū)構(gòu)造形態(tài)為一個(gè)近東西向傾伏的平緩單斜形態(tài)。砂體以水下分流河道為主，平面上主要呈西北至東南條帶狀展布，西部砂體較東部砂體發(fā)育，沿分流河道展布方向砂體連通性好。姬塬油田長81砂層平均厚度為13.7 m，油藏埋深2 500 m，孔隙度平均為10.6 %，滲透率平均為0.85 mD，物性相對(duì)較差。地層原油密度為0.73 g/cm3，地層原油黏度為1.34 mPa·s，油層壓力為17.5 MPa，地層溫度為80.40 ℃，氣油比為102.70 m3/t，屬未飽和油藏。油藏?zé)o邊底水，受巖性和物性控制，原始驅(qū)動(dòng)類型為彈性溶解氣驅(qū)。儲(chǔ)層屬于低孔、低滲、高礦化度、裂縫發(fā)育、非均質(zhì)性強(qiáng)的巖性油藏，開采油層普遍進(jìn)行過壓裂改造，注水方向性明顯，水驅(qū)效率低[1]。

2 開發(fā)過程中存在的問題

隨著姬塬油田的開發(fā)，羅1 區(qū)塊暴露出嚴(yán)重問題，突出表現(xiàn)在：（1）超前注水易造成水驅(qū)前緣推進(jìn)過快，油井壓裂投產(chǎn)后，在人工裂縫的溝通下，注水前緣很快突破而水淹，無水采油期短，甚至部分油井射開油層即自噴出水、完全水淹。（2）部分見水井組出現(xiàn)水井注水、油井水淹，水井停注、油井低能的現(xiàn)象，注采關(guān)系非常敏感，注入水在很狹窄的通道或裂縫中循環(huán)。（3）同一井組，位于主砂體發(fā)育側(cè)翼或裂縫線側(cè)向的油井，水驅(qū)波及不到，能量不能有效補(bǔ)充，只能低產(chǎn)低能生產(chǎn)。（4）油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)表明，見水具有多向性的特點(diǎn)。其原因可能是主砂體走向、地層微裂縫發(fā)育、壓裂裂縫等共同作用的結(jié)果。這些為油藏認(rèn)識(shí)和治理帶來難度。因此，如何有效封堵裂縫、治理高滲帶，從而改變水驅(qū)方向、增加吸水厚度、擴(kuò)大水驅(qū)波及體積、控制含水上升是進(jìn)一步提高此類油藏開發(fā)水平的關(guān)鍵[2]。

3 油水井雙向調(diào)堵技術(shù)原理

油水井雙向調(diào)堵技術(shù)是將注水井調(diào)剖和油井堵水有機(jī)結(jié)合起來的一種綜合性堵水技術(shù)。它既不同于單一的油井堵水，也不同于一般的以水井為中心的單一井組調(diào)剖。它是將堵水調(diào)剖區(qū)塊的油層看成一個(gè)整體，根據(jù)分析區(qū)塊內(nèi)井組生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、吸水剖面測(cè)試結(jié)果、電位法測(cè)井結(jié)果等，準(zhǔn)確地判斷來水方向，通過油井和水井同時(shí)雙向調(diào)堵來達(dá)到改變注入水在油井水平方向的流動(dòng)和縱向上的分配，控制注入速度，改變水驅(qū)方向，相應(yīng)地改善注水井吸水剖面和油井生產(chǎn)能力，從而能更有效地達(dá)到增加原油產(chǎn)量和提高采收率的目的[3，4]。油水井雙向調(diào)堵技術(shù)原理（見圖1）。

圖1 油水井雙向調(diào)堵技術(shù)原理圖

4 調(diào)堵劑的選擇

4.1 油井堵水劑

針對(duì)姬塬油田羅1 區(qū)塊的低孔、特低滲儲(chǔ)層、裂縫微裂縫發(fā)育、非均質(zhì)性強(qiáng)和儲(chǔ)層溫度80 ℃左右這些特征，選擇中溫凝膠堵水劑體系G542-DQ（見圖2），該體系具有成膠強(qiáng)度較大，選擇能力好，封堵能力強(qiáng)，長期穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，適合封堵見水孔隙和天然微裂縫；封口劑選擇高強(qiáng)度的G521-LDN（見圖3），該體系成膠時(shí)間可控，強(qiáng)度大且彈性好，有一定的吸水膨脹能力，耐酸堿，難解除，作為合適的封口劑。

圖2 堵水劑G542-DQ

圖3 堵水劑G521-LDN

4.2 水井調(diào)剖劑

針對(duì)羅1 區(qū)塊低滲透裂縫性油藏調(diào)剖存在的問題，結(jié)合各種調(diào)剖劑的調(diào)剖機(jī)理，選擇聚合物凍膠TP-1（見圖4）和聚合物微球WQ-1（見圖5）這兩種調(diào)剖劑體系，聚合物凍膠TP-1 能形成選擇性好的黏彈性可動(dòng)凍膠，發(fā)揮其黏彈性提高洗油效率的優(yōu)勢(shì)。聚合物微球體系WQ-1 的粒徑為納微米級(jí)，易于進(jìn)入地層深部，能吸水膨脹，可在孔喉處架橋滯留，改變液流方向；且為黏彈性球體，在地層壓力波動(dòng)下可變形移動(dòng)，產(chǎn)生多次封堵。同時(shí)體系中因含有表面活性劑，可大大降低界面張力，具有表面活性劑驅(qū)的特點(diǎn)，提高洗油效率且可降低注入壓力。

圖4 調(diào)剖劑TP-1

圖5 調(diào)剖劑WQ-1

綜合兩種調(diào)剖劑的性能特征，聚合物凍膠通過控制延緩交聯(lián)時(shí)間、聚合物微球通過控制微球半徑，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)行深部調(diào)驅(qū)，不僅可以有效封堵裂縫和大孔隙，改善地層非均質(zhì)性，而且可以擴(kuò)大后續(xù)流體的波及體積，從而達(dá)到增油降水，最終達(dá)到提高原油采收率的目的。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

5.1 選井條件

（1）儲(chǔ)層天然裂縫發(fā)育，以及在壓裂過程中形成復(fù)雜裂縫并高含水的油井及對(duì)應(yīng)水井，封堵目標(biāo)是高含水裂縫段。

（2）具有裂縫性見水特征、綜合含水高（＞80 %）、以注入水為主、出水層位明顯，注采關(guān)系清楚，目前供液能力強(qiáng)，水淹時(shí)間短的油井及對(duì)應(yīng)水井，封堵目標(biāo)是高含水層段。

（3）初期產(chǎn)能高，累計(jì)產(chǎn)油量低，動(dòng)用程度低，剩余油飽和度較高區(qū)塊的油井及對(duì)應(yīng)水井。

（4）油井地層非均質(zhì)，出水層滲透率大于出油層滲透率，垂直滲透率接近水平滲透率。

（5）油井動(dòng)液面高，因高液面產(chǎn)水量超過了泵抽能力，通過降低產(chǎn)水量，使液面下降，可提高產(chǎn)油所需的壓差。

（6）選擇注水井調(diào)剖時(shí)，選取注入壓力低，注水和吸水能力強(qiáng)，調(diào)剖劑易注入的注水井。

5.2 井組概況

姬塬油田羅1 區(qū)塊X175-15 和X175-16 所在的井組為目標(biāo)，首先根據(jù)區(qū)塊內(nèi)井組生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析數(shù)據(jù)、吸水剖面測(cè)試結(jié)果、電位法測(cè)井結(jié)果以及區(qū)塊整體調(diào)剖決策分析等，選擇具有堵水和調(diào)剖增產(chǎn)潛能的油井X175-16 和對(duì)應(yīng)水井X175-15 作為施工井。X175-16井于2010 年4 月實(shí)施水力壓裂，投產(chǎn)層位長811、長812層分壓合排。X175-16 井2010 年12 月含水突升至66.1 %、液面上升718 m，隨后對(duì)X175-15 井下調(diào)配注（20 m3下降到15 m3）觀察，兩個(gè)月后產(chǎn)液量、含水、動(dòng)液面均下降，動(dòng)態(tài)變化明顯。2011 年8 月起含水再次緩慢上升，后期基本穩(wěn)定在70.0 %左右。2013 年7 月含水突升至100 %，液量、動(dòng)液面上升，隨后對(duì)注水井X175-15 停注觀察，油井X175-16 液量、含水、動(dòng)液面均呈下降趨勢(shì)，注水調(diào)整動(dòng)態(tài)反映明顯，堵前該井日產(chǎn)油1.3 t、含水85.6 %、動(dòng)液面846 m。這兩口井注采關(guān)系對(duì)應(yīng)明顯，決定對(duì)這兩口井實(shí)施油水井雙向調(diào)堵，降低油井含水。

5.3 施工情況

水淹油井X175-16 井采用多段塞注入堵水工藝思路：預(yù)處理保護(hù)段塞A+主體段塞B+封口劑C+解除段塞D+頂替段塞E。注入堵劑總量205 m3，施工排量0.8 m3/min～1.0 m3/min，施工油壓17.5 MPa～25 MPa。施工曲線（見圖6）。

同時(shí)對(duì)注水井X175-15 井進(jìn)行籠統(tǒng)調(diào)剖，采用段塞式注入工藝思路：預(yù)處理段塞A+主體段塞B+輔助段塞C+過頂替段塞D。泵入調(diào)剖劑總量1 200 m3，泵入排量3.5 m3/h，施工壓力13 MPa～14 MPa。施工曲線（見圖7）。

5.4 效果分析

5.4.1 油井X175-16 井效果 油井X175-16 井應(yīng)用效果（見表1）。措施后X175-16 井，日產(chǎn)液量由10.6 m3上升到12.08 m3；日產(chǎn)油由1.03 t 上升到4.65 t，日增油3.62 t；含水由88.6 %下降至54.7 %，降水增油效果顯著。

圖6 X175-16 井施工曲線圖

圖7 X175-15 井施工曲線圖

表1 X175-16 井堵水措施前后效果對(duì)比表

表2 X175-15 井調(diào)剖前后注水參數(shù)對(duì)比表

表3 X175-15 井組調(diào)剖前后對(duì)應(yīng)油井效果對(duì)比表

5.4.2 注水井X175-15 井及井組效果 水井X175-15 井調(diào)剖前后注水參數(shù)（見表2）。措施前后注水油壓由11.6 MPa 增加到13.6 MPa，油壓對(duì)比上升2 MPa，套壓由11.0 MPa 增加到13.4 MPa，套壓對(duì)比上升2.4 MPa。

該井組對(duì)應(yīng)8 口油井，雙向調(diào)堵后對(duì)應(yīng)油井效果（見表3），井組日產(chǎn)液從44.15 m3上升到44.79 m3。日產(chǎn)油從措施前18.21 t 提高到23.58 t，含水率從措施前34.9 %降至30.1 %，調(diào)剖結(jié)束后兩個(gè)月井組累計(jì)增油196 t。雙向堵水取得了很好的降水增油效果。

6 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）在深入分析儲(chǔ)層地質(zhì)特征和準(zhǔn)確判斷裂縫走向及來水方向的基礎(chǔ)上，研究形成的油水井雙向調(diào)堵技術(shù)能有效改善井組或區(qū)塊開發(fā)效果，達(dá)到控水增油效果，最終提高原油采收率。

（2）姬塬油田羅1 區(qū)塊屬于低滲透裂縫性油藏，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)過程中水淹井逐年增多，治理難度大，油水井雙向調(diào)堵技術(shù)是解決問題的有效方法。

（3）雙向調(diào)堵技術(shù)在姬塬油田羅1 區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)成功施工兩井次，油井X175-16 井日均增油3.62 t，注水井X175-15 注水油壓提高2 MPa，井組日增油5.37 t，含水下降4.8 %，取得良好的降水增油效果，具有推廣意義。