新型無機礦物堵水劑的應用研究

李延慶，李連客，殷柱，滕陸洋，王康紅，石鑫

（1.大慶油田開普化工有限公司；2.大慶油田昆侖集團有限公司，黑龍江 大慶 163400）

油田在長期的注水開發過程中，由于地層的多層非均質性，使得注入水沿高滲透層不斷地突進沖刷，使非均質性進一步擴大，低效無效循環嚴重，通過化學劑利用化學作用對水層造成堵塞，控制優勢滲流通道，有效降低采出液含水，穩定原油產量。

1 化學堵水劑概述

在油井內采用的堵水方法分為機械堵水和化學堵水兩大類。近年來，隨著采油新技術如聚驅、復合驅等大規模的應用，優勢滲流孔道高度發育且采出程度高，致使油井大量出水，且大多油井為多層高含水，層間差異在逐漸降低，層內差異較大，機械堵水是選擇合適封隔器，將出水層位封堵，不能解決由于層內差異所需要的層內細分需求，而化學堵水是利用化學堵水劑的化學作用對水層造成堵塞，能夠解決現階段層內差異大、平面矛盾突出等油井堵水所急需解決的問題，能夠滿足厚油層內部細分需求，使主要剩余油存在的中、低滲透層得到充分動用，達到油井堵水的降液增油目的。

2 化學堵水劑的優選

經過多年的現場實踐，注水井調剖技術的發展遠比油井堵水技術的發展成熟，注水井調剖的工作量比油井堵水的工作量大得多，使得地下剩余油多數分布在油水井之間甚至傾向油井的區域，因此油井堵水技術的有效應用越來越重要。

2.1 化學堵水劑的選擇

雖然國內外化學堵水劑的應用發展很快，品種繁多，但近年來油田的油井堵水工作量越來越少，主要原因是油井堵水成功率低、增產幅度小和有效期短，目前的幾大類堵水劑有其自身的適應性弱點。

常見的化學堵水劑包括聚丙烯酰胺及其凍膠類、泡沫類、稠油類堵劑，其封堵強度相對較弱，還包括樹脂類堵水劑、鹽敏類堵劑及顆粒類堵劑等，但其反應時間可控性差,使用的安全風險大，影響其現場的規模應用。

新型無機礦物類化學堵劑以無機礦物為主劑，并添加催化劑、緩凝劑、增強劑等助劑，水溶液為反應媒介，通過催化、聚合等機理形成高強度聚合固結物，堵劑具有選擇性好、安全環保、高封堵性能等特點。

2.2 新型無機礦物化學堵水劑的應用特點和性能優勢

（1）新型無機礦物化學堵水劑的應用特點。應用新型無機礦物類化學堵劑的高效選擇性可針對層內差異進行有效封堵，克服了機械堵水措施不能進行層內差異封堵的缺點，能夠滿足厚油層內部細分需求，達到油井堵水的降液增油目的。應用新型無機礦物類化學堵劑的良好注入性、環保安全性及高強度和長期穩定有效性能夠有效解決目前主要存在的層內差異性加大、平面矛盾突出等問題，形成高效封堵，克服了以往化學堵劑存在的反應可控性差、封堵強度低和長期穩定性不好的應用弊端，保證封堵高效性。

（2）新型無機礦物化學堵水劑的性能優勢。新型無機礦物類化學堵劑化學穩定性好。以無機礦物為主劑，其熔點高，化學性質穩定，因此進行應用時可耐受較高溫度，同時體系通過聚合固化后，其化學性質更加穩定，因此固結堵劑基本不受地層水中礦化度、殘留聚合物、弱堿、表活劑、生物驅油劑等的影響。

無機礦物化學堵劑性能優良。流動性好，方便注入；以水為媒介在地層內反應，堵水不賭油；體系添加緩凝劑，根據封堵半徑要求控制稠化時間，反應時間在3小時到15天內可控，使用安全；無機礦物為主劑，無毒、無害、不燃，對環境友好；添加增強劑進一步增加聚合固結物強度，延長堵水有效期及耐溫性能。

3 新型無機礦物類化學堵劑的現場應用

在應用選井上，選擇油層發育連通好、化學驅采出程度相對較低、剩余油相對富集的井；在應用選層上，選擇油層動用程度較高、存在明顯高滲層或優勢通道的單元，以改善薄差層動用狀況。

在施工工藝上，保證一定的封堵半徑距離，保證降水增油的效果；保證一定的施工注入壓力，使堵劑形成一定的封堵厚度，保證降液效果；保證侯凝時間，使堵劑形成高強度封堵。

3.1 現場應用工藝簡述

經過深入分析杏三～四區東部區塊的開發歷史及開發動態，實施油井調剖堵水以解決層內矛盾和區塊平面矛盾為目標，開展多井組區塊調剖堵水，能夠取得較好的增油降液效果，因此，選擇了區塊的20口采出井進行新型無機礦物類化學堵劑的試驗應用。

在以往調剖堵水工作經驗及理論分析基礎上，設計封堵半徑在油水井距1/10以上，注入初始壓力控制在正常注水壓力之下，保證大部分堵劑進入高吸水層，應用先注前置液提高中低滲透層壓力—再注入調堵劑優先進入低壓區的高滲透層—然后注入頂替液驅替調堵劑深入低壓降區并保證近井泄油通道的暢通的段塞式進行現場應用。

3.2 應用效果

20口井進行調剖堵水施工，封堵半徑14～17m，共注入調堵劑2840m3,目前20口井堵后平均單井見效439天，20口井中仍有12口井持續受效，受效期在300～750d。

目前統計見效期內，20口井堵后平均單井日降液12.3m3、液量降幅24.9%、已累計降液127097t，平均單井降含水1.7%，平均單井日增油0.4t、已累計增油6110t。

同時通過規模化、集中化實施20口采出井調堵，不僅在縱向上封堵了高滲層及大孔道，改善了縱向動用狀況，同時平面上有效控制了長期注采形成的高含水突進方向，完善了平面注采關系，擴大了平面波及體積，提高了調堵井周圍其他方向、剩余油相對富集部位的驅油效果，從而有效改善了周圍連通采出井開發效果。20口調堵井周圍連通的68口采出井見到了增油效果，累計增油超6000t，集中規模化效果明顯。

4 結語

（1）通過對化學堵水劑的選擇及應用研究，并通過室內實驗研究，優選出最佳的新型無機礦物類化學堵水劑配方體系，對油田高含水油井調剖堵水有很好的針對性。

（2）通過20口井的區塊調剖堵水工作的開展及效果分析，施工工藝簡單，增油降水效果突出，證明了新型無機礦物類化學堵水劑具有的高效封堵性能和良好的適用性，其成功實踐也為三采開發后期的區塊科學控制低效無效循環，促進低產井二次受效，延緩含水回升速度，進一步改善開發效果開辟了新途徑。

（3）區塊調剖堵水的開展取得了較好的經濟效果，不僅在縱向上封堵了高滲層及大孔道，改善了縱向動用狀況，同時完善了平面注采關系，擴大了平面波及體積，提高了調堵井周圍其他方向、剩余油相對富集部位的驅油效果，集中規模化增油效果明顯，是當前穩油控水的一項重要有效的技術措施。

（4）不斷研究和推廣安全環保的堵水劑原料，形成高效的堵水劑體系，滿足油田調剖堵水的需要，具有廣闊的發展前景。

（5）開發與其他增產技術措施的聯合應用的復合增產措施，如壓裂堵水、調剖堵水、堵水微生物驅油等聯合方式，進一步提高原油采收率。