淺析長慶油田注水井堵水調剖和微球調驅技術應用效果

錢威源　雷天進　王文淵

摘 要：本文將長慶油田作為研究對象，主要研究了注水井堵水調剖和微球調驅技術的應用效果，結合實際情況對兩種技術的應用效果進行了分別研究，希望對后續的油田增產、堵水調剖和微球調驅方面的工作提供合理參考。

關鍵詞：油田注水井;堵水調剖;微球調驅技術

0 引言

我國對油田增產技術的研究和探索從未停止，直到20世紀80年代我國在油田堵水調剖方面的技術才有了較大突破，而微球調驅技術則有工藝簡單、施工方便、注入能力強等多重優勢，在油田中使用也較為廣泛。

1 長慶油田工作區域

長慶油田在陜西省、甘肅省、寧夏回族自治區、內蒙古自治區、山西省都有油田開采工程設立，分布在全國五個省區，15個地級市和61個縣，主要油田坐落于陜甘寧盆地，勘探面積達370000km2，擁有石油資源約86億t，同時還擁有豐富的天然氣、煤礦、鹽礦等資源。長慶油田目前包括36個油田以及7個氣田，總資源量近年來增長迅速，從1999年的81.7億t當量（油40億t，天然氣4.2萬億方）升級為192.88億t當量（油85.9億t，天然氣10.7萬億方），探明含油氣面積1.3281萬km2。

在石油勘探方面，長慶油田具體工作區域主要包括陜北安塞、靖安、綏靖、吳旗四處油田，以及甘肅西峰地區4500km2的區域內的西峰油田，其中西峰油田累計探明三級儲量為2.2億t。天然氣的勘探方面，長慶油田公司先后發現了靖邊氣田、蘇里格氣田、榆林氣田、烏審旗氣田在內的四個特大型和大型氣田，天然氣儲量逐年提高。共探明天然氣地質儲量8703.54億m3，控制儲量4362.49億m3，預測儲量4799.7億m3。

2 長慶油田注水井堵水調剖技術應用效果

2.1 機械化堵水調剖技術

機械化堵水調劑主要是指堵水管柱和封隔器的使用技術，長慶油田的堵水管柱主要有可鉆式、整體式、懸掛式、平衡式四種，在長慶油田的實際開采進入含水期以后，機械化堵水技術就會逐步發展為可調層技術和液壓可調層技術，通過這樣的機械化堵水技術應用能使長慶油田的注水井堵水工作效率得到保障，同時在開采過程中長慶油田的控水穩油目標也有助于盡快實現。具體應用過程中，根據不同的適用范圍可以分為單段見水機械橋塞堵水工藝、單段見水機械管柱堵水工藝、多段見水機械管柱堵水工藝三種不同的類型。其中單段見水機械橋塞堵水工藝主要適用于水平井趾部單段見水、中部與跟部產油情況下，對趾部單段見水部分利用機械橋塞進行封堵，此種工藝采用的管柱結構包含生產管柱、卡封管柱兩部分。單段見水機械管柱堵水工藝適用于水平井中部單段見水、趾部及跟部產油，或跟部單段見水、趾部及中部產油的情況下，管柱主要包括生產管柱與堵水管柱。多段見水機械管柱堵水工藝主要應用于多段間隔見水的情況下，主要通過多級機械封隔器組合堵水管柱，對見水層段進行卡封，并利用多級橋式單流閥生產產油層段。

2.2 化學堵水調剖技術

與機械化堵水技術相比，化學堵水調剖更注重技術的創新，在長慶油田的實際開采過程中，將化學堵水劑注入高水層能夠有效降低注水井周圍的地層水滲透率。而在此基礎上，將滲透情況比較嚴重的地層進行封堵能避免地層滲水對油田開采的干擾，同時也能對長慶油田的產液剖面進行改善，使長慶油田的實際滲水量隨時間推移不斷減少，相對的產油量也將得到保障，最終使長慶油田的經濟目標實現。

2.3 注水井調剖技術

對于長慶油田來講，可以使用配水器和分隔器實現水層的分隔吸水和配水，也可以利用化學方法控制注水井周圍的地層水滲透，兩種方式都能將長慶油田接近地面的實際滲水情況有效緩解，同時也可以保障注水壓力的提高，最終使長慶油田注水井的吸水剖面波及體積進行大幅度提高。具體應用時應根據注水井的實際情況對調剖技術方法進行合理設計。比如在長慶油田陽56-58井的實際應用上，在綜合分析了注水井井區地層條件、注水井見水特征以及注水井網特征的基礎上，對注入流度和堵水施工參數等方面作出合理改進。在段塞設計及調剖堵劑的選擇上，第一段塞運用凝膠顆粒對高滲透帶實行初步封堵;第二段塞主要應用凝膠顆粒與弱凝膠，在封堵高滲透帶的同時使得封竄壓力保持平穩。第三段塞使用了凝膠顆粒以及鈉土;第四段塞采取多單元雙液法交替注入方式。同時將前三個段塞劃分成兩輪注入。收到了良好的應用效果。

2.4 油水井堵水調剖技術

長慶油田的注水井進行實際調剖作業時還需要對采油井進行堵水，其目的是對長慶油田的吸水剖面進行整體控制，將長慶油田的實際采油效果和注水井工作質量進行提高，從而保障整個油田的產油量，實現長慶油田產油量與產水量成負相關發展，此外也可以將長慶油田采油區域注水井使用期限延長，降低采油工作成本。

3 長慶油田微球調驅技術應用效果

長慶油田主要使用的是聚合物微球進行調驅工作，此油田具有非均質性強、水驅效率低等特點。與傳統的化學劑相比，長慶油田使用的微球劑初始粒徑較小、膨脹緩慢且耐腐蝕，能夠在注入后改變地層深處注入水流向，改善油田驅水情況。

基于以上情況，本次實驗主要使用的材料為丙烯酰胺、陽離子表面活性劑等，實驗所用的水是模擬油田地層的污水;實驗所用的薄片心巖為油田周邊取樣，將樣品厚度控制在200μm，其滲透率在0.6×10-3μm2，填砂管按照不同的配置比例在實驗用平面模型中分別裝填在滲透率為10/50/100的填砂管中，所有填砂管橫截面均為5.3066cm2。此外本次實驗所用儀器為激光散射粒度分析儀、光學顯微鏡、透射電子顯微鏡、組織粉碎機等。

聚合物微球的制作方法是反向微球乳液法，即取一定量的丙烯酰胺、陽離子活性劑等混合，將混合物加入準備好的白油中制成透明反向微乳液，隨后在乳液中通入二氧化硫并加入硫酸銨，將混合物加溫到55℃，保持恒溫3h后反應結束，再用無水乙醇幫助沉淀，最后用正庚烷提取反應24h并干燥保存。

主要實驗方式為首先將模擬污水和模擬油田地層水分別與為求分散溶液混合，攪拌反應30min，并分成4份在烘箱中分別放置5/10/20/30d，再用激光散射粒度分析儀觀察分析溶液中的微球粒度。其次用蒸餾水將濃度為200mg/L的微球溶液進行稀釋，在用電子透光顯微鏡觀察溶液中微球形態。最后使用單砂管將得到的微球溶液進行不同滲透度的實驗，得到微球溶液的封堵性能和注入工藝參數。

實驗結果表明，微球調驅技術的膨脹效果、耐鹽效果、和封堵效果如下：

首先是膨脹效果。使用長慶油田的地層水配置濃度為2000mg/L的微球溶液進行微球調驅技術，在55℃的環境中將溶液分別放置5d和30d后再用儀器分析微球溶液粒度，結果顯示溶液中5d的微球粒徑為4μm，而30d的微球粒徑為10μm。

其次是耐鹽效果。用實驗中的模擬污水將微球混合成濃度為2000mg/L的溶液，在55℃的環境中分別放置10d和20d后，通過顯微鏡觀察可見，微球溶液防止20d后仍呈現球狀，與放置10d的微球溶液相比，其水化膨脹性更強。實驗結果表明為求溶液的耐鹽效果較好，能在長慶油田地層水中膨脹，且具有優秀穩定性。

最后是封堵效果。在填砂管中每隔20cm設置一個測壓點，共設置五個相同測壓點，在進行測試之前先將微球溶液在55℃的環境中靜置10d，再將其注入單砂管，實驗結果顯示微球調驅技術的封堵率為93.6%阻力系數為15.5，有良好的封堵效果。

4 結束語

總之，石油工業是我國經濟的主要產業，由于其對于我國經濟發展做出的卓越貢獻，近年來我國對于油田開發相關的工作探索也越來越重視，因此注水井的堵水調剖和微球調驅技術研究需要繼續進行，為油田開發帶來更高收益。

參考文獻：

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[2]劉鵬虎，聶安琪，熊永安.聚合物納米微球調驅技術在低滲透油田的應用及效果[J].石化技術，2019，26（08）：77-78.