老君庙油藏含油污泥调剖技术研究与应用

沈文敏,唐万成,井德源，杨 洋

1.中国石油辽河油田分公司，辽宁盘锦124010；2.中国石油玉门油田分公司老君庙采油厂，甘肃玉门735200

老君庙M层油藏位于甘肃酒西盆地老君庙隆起带,储油层属第三系白杨河涧泉子段,是南缓北陡,边部发育五条断层,构造北翼和东端由断层遮挡,其主要地质特征为：1)非均质性强的裂缝-孔隙性块状砂岩油藏；2)低渗透(平均渗透率25×10-3μm2)、低饱和、小孔隙的水湿油藏。油藏埋深810 m，原油密度0.774 g/cm3，原始平均地层压力为9.3 MPa，平均温度28 ℃。在油藏的注水开发过程中，由于非均质性导致注入水沿注水井与生产井之间的高渗透层、大孔道单层突进;同时存在注入水沿油层出现指进现象，二者导致高渗透层水淹严重，而低渗透层动用程度低，从而降低注入水的波及系数和油藏最终采收率[1-3]。基于污油泥“源于油藏，用于油藏”的技术思路，以含油污泥为主要原料，通过与其他添加剂的复配制成调剖剂[4-9]，改善油藏开发效果，实现含油污泥的循环利用和油田绿色环保发展。

1 含油污泥调剖剂

含油污泥调剖剂是利用油田含油污泥为主要原料，利用含油污泥产于地层，与油层有良好配伍性的有利因素，添加适当的悬浮剂，形成的悬浮体系可以作为颗粒型调剖(堵水)剂，封堵地层的大孔道，提高注入水的波及系数。

1.1 含油污泥基本组分

取一定量的含油污油泥样品，在回流条件下，将油泥和二甲苯混合加热，油泥中的水被同时蒸馏。冷凝后的二甲苯和水在接受器中连续分离。水沉降在接受器的刻度管中，二甲苯则返回蒸馏烧瓶。同时在二甲苯反复循环蒸馏的过程中油泥中的油被二甲苯抽提带出，杂质留在抽提试管底部。将二甲苯蒸发后将抽提试管内杂质烘干至恒重，可以称出杂质质量。油泥总质量减去杂质质量和水的质量，剩余为油泥中油的质量。测其样品各组分基本含量，结果见表1和表2。

表1 污油泥组成分析结果

表2 污油泥分离水水性分析结果

1.2 含油污泥泥质粒径

将油泥样品经脱油、脱水后分离出来的泥质组分，采用激光粒度分析仪测其粒度分布，结果见表3。由粒径分析实验结果可知，粒径分布在50 μm以下的占绝大多数，D(0.5)=9.371 μm。

表3 含油油泥泥质激光粒度分析结果

1.3 含油污泥流变性

分别对含油油泥样品配制不同含水的悬浮液，由于其对黏度对温度不敏感，在室温条件下进行黏度测定，结果见图1。实验结果表明：悬浮液黏度随含水量的增加而降低，为保证油泥的可泵注性，当含水不低于77%时体系黏度不大于600 mPa·s，满足现场泵入需求。

图1 含油油泥悬浮液不同含水率-黏度曲线

1.4 含油污泥悬浮性

从表4可知，在室温条件下，随着时间的增加，在2 h内悬浮液均未析水及分层，满足现场运输过程中的要求。

表4 含油油泥悬浮液析水率测定结果

1.5 含油污泥封堵性能

利用岩芯试验装置考察含油污泥本身的封堵能力。用石英砂(粒度中值0.15～0.20 mm)充填不锈钢填砂管(φ25 mm×500 mm)，用称重法测出岩芯孔隙体积及液相渗透率；加入适量油泥与上述相同的石英砂混合均匀后，再以与上述相同的充填法充填不锈钢填砂管(φ25 mm×500 mm)，用称重法测出岩芯孔隙体积及液相渗透率。结果见表5。数据表明含油污泥具有一定的封堵性能，封堵率在25%～30%。

表5 含油污泥填砂管封堵结果统计

2 含油污泥颗粒复合调剖剂

2.1 复合调剖剂组成及技术指标

该体系是以油泥为基本原料，根据地层砂粒度中值与颗粒堵剂粒度中值之比D50/d50原则，在油泥中加入不同粒径、不同浓度的固相颗粒后，将含油油泥调配成具有一定悬浮性和稳定性的颗粒型调剖剂，注入地层后产生桥架作用，对地层的孔道进行封堵，从而改善地层非均质性。

该体系的悬浮性能>6.5 h，封堵率在45%～84%可调。适用于封堵高渗透储层和大孔道等。

2.2 复合调剖剂悬浮性

筛选了目前常用的3种固相颗粒，体膨型颗粒(适用温度40～120 ℃、膨胀率5～8倍、封堵率≥98%)、柔性颗粒(断裂伸长率200%～500%、拉伸强度≥3 MPa、耐温能力120 ℃、耐矿化度200 000 mg/L)、植物纤维颗粒(粒径组成：2.0～4.0 mm∶0.2～0.5 mm∶0.07～0.15 mm=1∶2∶1)。

将50 mL油泥样品倒入250 mL烧杯中，加入50 mL水，然后分别加入不同种类的2%颗粒及0.5%悬浮剂，搅拌10 min，倒入带刻度的试管中，静置120 min，未见明显分层。实验数据见表6。

表6 固相颗粒对悬浮性能的影响统计

从上述实验可以看出，3种固相颗粒在含油污油泥调剖剂中具有较好的分散悬浮性，满足现场施工要求，加量根据施工压力情况来确定。

2.3 复合调剖剂封堵性能

采用上述1.5的实验方法，考察含油污泥颗粒复合调剖剂的封堵能力，结果见表7。从上述实验可以看出，含油污油泥具有一定的封堵能力，加入不同粒径、不同浓度的固相颗粒后，岩心封堵率提高明显，因此，通过优选固相颗粒种类和浓度，可以满足不同生产井的封堵要求。

表7 复合调剖剂封堵性能情况统计

3 有机颗粒凝胶堵剂

该堵剂由聚丙烯酰胺、有机交联剂、体膨型颗粒、无机增强剂及热稳定剂组成，能够进入地层深部形成封堵作用，填充的颗粒能有效增加堵剂的耐温性能和封堵强度。

技术指标：1)成胶温度: 30～110 ℃；2)成胶时间: 24～72 h可调；3)使用温度: 30～170 ℃；4)胶体黏度≥1×104mPa·s；5)封堵率≥90%。

4 施工工艺

选井原则：井筒无套管变形或有轻微套管变形但不影响冲砂作业、油层纵向动用不均需改善动用程度、生产过程中表现出水窜的注水井。

施工工艺：采用多段塞组合方式，前置段塞为有机颗粒凝胶堵剂，主段塞是含油污泥调剖剂+含油污泥颗粒复合调剖剂，封口段塞为有机颗粒凝胶堵剂，形成1 000 m3及以上剂量的调剖段塞。其中前置段塞和主段塞要求强度偏弱，保证完成注入量。封口段塞封堵强度较高，保证堵得住。

5 现场应用

2017年9月至10月，现场完成注水井3井次，使用油泥调剖剂1 800 m3，施工成功率100%。措施前后对比注水压力平均单井上升0.3 MPa，平均单井日注量下降1.3 m3。对应油井未出现调剖剂产出现象，日产液基本保持平稳，平均含水略有下降，水驱油层动用程度得到一定程度的改善。

6 结论

1)分析了污油泥样品的组成和性质，测定了油泥悬浮液在室温下的流变性和悬浮性，满足现场实施过程中的运输及注入需求。

2)研制了含油污泥调剖剂、含油污泥颗粒复合调剖剂，开展填砂管封堵实验，含油污泥调剖剂的封堵率在25%～30%、含油污泥颗粒复合调剖剂封堵率在50%～80%可调，满足大剂量注入的需求。

3)现场应用表明，采用段塞式封堵工艺，可以实现“注得进，封得住”，有效抑制水窜，改善油层纵向及平面动用状况，提高油藏的开发效果。

4)实现了污油泥的资源化循环利用，为油田绿色清洁发展提供了新的技术途径。