陈建宏,马俊杰,曹 丽,杨 敏,梁志山
(中国石油长庆油田分公司第三采油厂,宁夏银川 750006)
吴旗油田底水油藏主要包括三个油气富集区(吴133、吴135、吴88),储层为正韵律沉积特点,油层从上到下非均质性严重,油层顶部砂岩较细;底部砂岩较粗且顶部水平渗透率高于底部垂直渗透率,开发中随着底水的不断锥进,油层底部层段和锥体部分形成大孔道,水淹日趋严重。
图1 底水锥进示意图
(1)近几年针对油藏的特点开展了“三小一低”的小型酸化、压裂等进攻性措施,以达到提高单井产量的目的,但由于前期对地层认识不清、措施参数不合理、施工过程监控不到位等,导致生产射孔段勾通底水,油井暴性水淹,称为勾通型底水。
(2)由于生产速率越高,作用在岩石颗粒上的压力梯度越大,砂粒越容易脱落,出砂量大,越容易形成高渗带,压力下降越快。生产过程中表现在采液强度过大、强抽强排,从而受正韵律作用,造成底水锥进,造成油井高含水生产,称为锥进型底水。
基本组分:成胶剂A:引发剂S:交联剂H,B催化剂N:其他助剂。
凝胶机理:(1)聚合物成胶机理,引发剂引发体系聚合—堵剂由水溶液转变为高聚物;(2)交联增粘机理,H组分在特定的条件下,水解生成羟基化合物。通过羟基(-OH)与冻胶官能团交联反应,聚合物转变为体型结构。B组分与冻胶分子链接枝共聚,进一步增大冻胶相对分子质量,改善冻胶耐热性能。
CQ-981主要性能特点,地面粘度:2.0 mPa·s、成胶温度:20~120℃、成胶pH值:6.0~9.0、成胶时间:3~24 h(可控),冻胶体强度:>200×104mPa·s,封堵率:>95%
该堵剂由五种成分组成,应用其低密度可泵性好的特性挤入地层,堵剂在相互反应前粘度2.0 mPa·s,进入地层后在层内聚合反应,水项中突进压力超过1.7 MPa/m,油项中突破压力1.0 MPa/m。而且该堵剂是油溶性的,因而具有一定的选择性,堵窜层或底水时,形成高强度化学软隔板,降低油井含水,恢复油井正常生产。
化学软隔板在底水比较活跃的底水油藏采油井中建立,一般在油水界面之上适当位置建造,以阻止底水上窜。具体方法是在油水界面以上1~1.5 m处,进行加密射孔,井内下入封隔器至射孔位置上部,接油管与套管密封,从套管射孔位置向地层注入堵剂,在井底形成“化学软隔板”,以阻止底水上锥。
图2 封堵机理示意图
(1)油层厚度大,物性、含油性好,初期产量高,储量有保证;(2)由于外部作用(措施、强抽强排等)造成油水界面抬升,底水锥进;(3)套管无套变、破损,满足化学堵水施工要求。
主要采用以下两种方式封堵:(1)对油藏较厚的油水混层合采井,采用低排量挤注堵剂工艺,使堵剂靠自身的选择性优先进入出水部位;(2)根据剩余油测井资料,判定油水界面位置,在油水界面以下射孔挤注堵剂,形成软隔板,达到封堵的目的。
堵剂用量确定:
R-封堵处理半径,m3;h-油层或封堵处理层有效厚度,m;φ-孔隙度,f;V1,V2,V3-堵剂计算用量和注入前沿稀释量,作业损失量,m3。
为了防止油层被堵剂污染伤害,封堵剂施工时主要采用了低排量、稳压力的挤注方式,排量一般在(300~500 L/min),压力控制为地层破裂压力的0.8倍。
(1)化学堵剂用量;(2)挤注参数及程序设计。
表1 三口井油层数据表
表2 三口井堵剂用量配方
表3 吴251井2001-2010年年挤注参数
表4 吴60-70井和冯81-14井2012年挤注参数
表5 吴旗油田封堵底水措施效果表
该封堵剂对油层底水水淹后出水层位及水锥半径大小的判断、座封位置和封堵半径的确定等技术形成了一套完整的理论知识,针对吴旗油田的实际情况,2010-2012年实施封堵底水技术3口,措施后日增油5.28 t,含水下降18.5%;截至目前日增油1.62 t,含水下降56.6%,效果较明显。
前期含水上升原因分析:吴251井和吴60-70井均为措施参数过大,见水迅速具有方向性、单一性,底水沿着垂向裂缝线延伸,油井含造成水上升;而冯81-14井为参数过大,见水缓慢具有多向性、不稳定性,底水以油井未中心,四周形成锥进,造成油井含水上升。
堵水效果分析:(1)吴251井2001年采用在油水界面位置重新射孔(1 347.6~1 348.6 m)挤注堵剂,在油水界面形成软隔板,而2010年吴251和吴60-70井在原射孔段挤注堵剂,从而造成原射孔段周围地层堵死,且无针对性的解堵剂来融合堵剂,通过压裂、酸化均无法疏通地层,油井仍然低产低效;(2)与吴251和吴60-70井相比,冯81-14井由于采液强度大,油水界面属于缓慢抬升,属于多向性见水,堵水无针对性,且堵剂量少、粘度低、排量低,造成封堵失败。
(1)对比堵水工艺,选井条件为:一是油层条件好,有储量保证;二是油水界面抬升明显,且能确定油水界面的井。三是对于底水明显上升井要及时采取封堵底水工艺,避免时间过长造成堵水效果差。
(2)CQ-981堵剂作为一种高强度的封堵剂对近井地带上窜水封堵效率高,其良好的性能更具备封堵底水打化学软隔板注入条件。
(3)根据不同的地层要选取合理的堵剂和其用量、挤注压力、施工排量及封堵层要进行优选,防止堵剂用量过大、排量过大造成地层堵死现象,且普通措施难以稀释堵剂,造成油井低产低效。
(4)分析两种堵水方式,通过c/o比测井资料判定施工当前油水界面,在油水界面以下重新射孔挤注堵剂(防止造成原射孔段堵死),形成挡板,从而达到封堵底水的目的,这种堵水方向效果较好。
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