岳泉特低渗透裂缝性油藏调剖技术研究--江汉油田采油工艺研究院

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岳泉特低渗透裂缝性油藏调剖技术研究江汉油田采油工艺研究院 特低渗透油藏一般需要储层改造才能正常投产，同时，能被开发的低渗透油田一般裂缝较为发育，注入水很容易沿裂缝窜流至油井，导致注入水无效循环、高含水、注水效果差。针对注入水沿裂缝突进的情况，研究适合特低渗透、裂缝性油藏的调剖剂、注入工艺，并在此基础上进行调剖技术现场试验，形成适合镇泾油田特低渗、裂缝性油藏特点的注水井调剖技术。前言 一、镇泾油田概况二、项目开展的研究内容三、项目研究取得创新点四、下步工作安排汇报内容 镇泾油田概况该储层属特低渗、低孔隙度、中高温地层。1、储层物性分析渗透率低：0.41-8.338×10-3μm2地层温度相对较高：55℃～75℃注水压力一般高于19MPa；系统压力25MPa孔隙度低：9.6-13.7% 2、注水开发主要矛盾Ⅰ储量动用程度低、综合含水上升快地质储量采出程度8.23%，综合含水达到60%以上。综合含水上升快，22.9%的油井含水超过90%，油井水淹严重，其中：ZJ1井区有5口井（ZJ1，ZJ1-4-3，ZJ1-5-6，SP1-6，SP1-9）含水达到了100%，ZJ3井区有6口井ZJ2，ZJ3，ZJ3-3-7，ZJ3-5-5，ZJ3-6-6，ZJ3-7-7）含水达到了100%。注水井纵向上吸水剖面表现不均匀性，如SK1井长6层上部含油显示好的吸水性差,下部含油显示差的吸水性强。镇泾油田概况 Ⅱ平面上注入水指进严重镇泾油田地层微裂缝较发育，有着复杂的裂缝网络，随着注入水进入地层，在注水压力的作用下，地层微裂缝开启、扩展和相互贯通，在注采连线附近形成高渗透带，导致注入水单向突进，降低了注入水波及体积，严重影响油田注水开发效果。镇泾油田曙探2井区、镇泾5井区都存在注入水沿大孔道窜流，注采主流线沿最大地应力方向。镇泾油田概况 3、裂缝分布及水窜特征的认识★裂缝发育情况微裂缝普遍发育，多而分布范围广（70%以上岩心存在裂缝）。天然裂缝延伸方向主要在北东75°，也有25%左右在其他方向。★水窜通道岩心致密，渗透率特低，大多数岩心渗透率低于1md，岩心在25～30MPa压力下水驱不通,而注水并不困难,主要靠微裂缝导流。★裂缝特征微裂缝开启压力低，裂缝极不稳定，在注水压力作用下具有扩张性。微裂缝继续扩张后常使堵剂与裂缝壁面脱离形成新的水窜通道。镇泾油田概况 一、项目的基本情况二、堵剂配方的优选及性能评价三、项目研究取得创新点四、下步工作安排汇报内容 （一）堵剂的配方研究裂缝的不稳定性容易引起水窜，同时也给调剖带来困难，主要表现在这种微裂缝继续扩张后使堵剂与裂缝壁面脱离形成新的水窜通道，引起更严重的水窜。单纯地提高堵剂的强度使进入含油通道的堵剂造成更严重的污染，存在堵水与油层污染之间的矛盾。结合江汉油田在类似镇泾油田的坪北油田试验成果，根据水窜裂缝具有可变的特性，拟采用颗粒凝胶来封堵裂缝，利用凝胶的弹性变形特性来抵御裂缝扩张、使凝胶能够始终充满裂缝。 ①变形通过：由于颗粒具有较好的粘弹性，在注入水压力的作用下，具有一定的变形能力，以“变形虫”的形式通过孔喉，即通过喉道时发生变形，通过喉道后又恢复原状。预交联颗粒凝胶（地面合成）1、调剖机理调剖原理：凝胶颗粒遇水膨胀，在压力作用下拉伸变形，从而通过裂缝及大孔道，在水的携带下沿裂缝及大孔道运移到深部，受阻后堆积压缩成不渗透封堵屏障，阻止注入水指进，迫使注入向纵横向推进，达到提高注水波及面积和水驱效率的目的。预交联颗粒通过大孔道示意图②失水收缩：较孔喉大的颗粒，在挤压作用下，发生部分脱水现象，重新进入大孔隙后，又可吸水，恢复原状。③破碎通过：在驱动力较大或颗粒直径和孔喉倍数相差较大的条件下，颗粒在驱动力的作用下发生破碎，被分解成较小的凝胶颗粒，继续在多孔介质中运移。④堵塞孔喉：若驱动力小于颗粒破碎所需应力，则颗粒将堵塞孔喉，停止运移。 预交联颗粒凝胶（地面合成）2、配方的评选预交联颗粒凝胶是将一定比例的单体、交联剂、引发剂以及添加剂在一定条件下经聚合反应形成具有交联度的地面凝胶，避免了剪切、降解、吸附、稀释、PH值和温度等各种复杂因素造成的不成胶问题。因此实验指标主要考虑膨胀倍数、耐温及耐矿化度。因素水平A用量%B用量%C用量%D用量%1200.020.5102300.040.8153400.061.0204500.11.225正交实验因素－水平表预交联调剖剂照片 在150℃下没有产生热降解，弹性好，膨胀倍数大于10倍。（1）耐温性能评价150℃（2）耐矿化度性能评价高温、高矿化度下膨胀性好。研究的预交联调剖剂耐温抗盐性能好1、耐温抗盐120℃高温高矿化度下膨胀倍数（二）堵剂的性能评价 研究的预交联调剖剂稳定性能好2、配伍性及稳定性分别采用镇泾油田长8的地层水以及10×104mg/L矿化度水对预交联颗粒进行配伍性能评价。水样膨胀倍数稳定性（月）70℃80℃90℃地层水12.414.813.2＞810×104mg/L15.115.214.1＞8 1、模拟渗透率极差岩心编号孔隙度%空气渗透率×10-3μm2水相渗透率×10-3μm2N137.5914066817N232.695359.3320N330.87272.722★高吸水层相对吸水量逐渐降低，低吸水层相对吸水量逐渐升高，改善吸水剖面。三轴岩心试验装置图图模拟渗透率级差剖面变化3.630.865.618.623.358.1N3N2N1调后相对吸水%调前相对吸水%（三）堵剂的物模实验 2、模拟裂缝性岩心封堵试验实验模拟预交联颗粒对裂缝性岩心的封堵实验，先挤清水，压力上升到40MPa仍无出口，表明预交联颗粒对裂缝性岩心具有较好的封堵效果，封堵率达100%。 继续对此块岩心驱替煤油，在13.6MPa时有液体流出，表明该颗粒具有较高的选择性：在40MPa内堵水不堵油。2、模拟裂缝性岩心封堵试验 实验取出岩心，发现岩心产生新的裂缝（如下图），进一步也证明了预交联颗粒对易张开裂缝也有较好的封堵效果。实验为验证预交联颗粒的封堵能力及选择性，重新取镇泾采油厂长8层岩心，按上述步骤切割，填好预交联颗粒，直接采用煤油驱替，压力仅9.1MPa已有流体流出，实验进一步验证了预交联颗粒的选择性。2、模拟裂缝性岩心封堵试验 预交联颗粒凝胶（四）小结较好的遇水膨胀性，耐高温、耐盐、对易张开裂缝也有较好的封堵效果，适合于镇泾油田低渗透裂缝性油藏。 一、镇泾油田概况二、堵剂配方的优选及性能评价三、现场应用情况四、下步工作安排汇报内容 井组对应油井生产情况 2011年1月针对镇泾油田红河105井区105-20井进行了调剖施工。初期试挤清水压力20MPa；随后挤入预交联堵剂，堵剂颗粒浓度由低到高，排量控制在4-5.5m3/h，施工压力平稳上升，由20.5MPa上升到25.7MPa，共挤入预交联颗粒10t。在注预交联颗粒中期挤入溶胶15Kg，最后顶入清水60m3，累计挤入液量609m3。HH105-20井现场施工 对比压降曲线，调剖前关井压力下降比较快，不到2min压力就降到最低，表现出较明显的裂缝吸水特征；调剖后关井压力下降缓慢，曲线平缓，说明调剖已经取到了对裂缝及大孔道的封堵作用。对比调剖前后吸水指示曲线，低于调剖前排量，启动压力提高，同时视吸水指数由原来的9.34m3/d.Mpa降到3.84m3/d.Mpa。说明调剖施工起到一定的初步效果。红河105-20日注量稳定5m3的相同条件下，注水压力13.6↑18.3MPa初步调剖效果调剖后视吸水指数：3.68m3/d.Mpa调剖前视吸水指数：9.34m3/d.Mpa调剖后压降曲线调剖前压降曲线 注水井动态分析HH105-20效果分析在正常注水情况下，压力一直稳定在17.4-18.1MPa，较施工前13.6MPa有明显的提高，注水压力的稳定表明调剖堵剂起到了较好的效果。HH105-20注水曲线 对应油井生产动态分析HH105-20效果分析①井组生产曲线分析井组生产曲线对比施工前后，井组日产液量由原来的18t/d下降到3.3t/d，3月26日至4月10日产液量升至25t/d，随后降至3.3t/d；井组产油在施工后上升到4t/d，随后降至1t/d，目前又升至1.9t/d；井组日含水由初期的80%降至40%，3月16日至4月13日含水呈阶梯式上升，由17%依次上升到26%、48%、74%、97%，随后降至45%。起伏幅度较大 ②单井日产液分析分析井组曲线：整个井组在调剖施工后初期含水率下降，后期3月16～26日含水上升与注水井配注量（日注量由原来的5t/d上升至15t/d）以及对应油井HH105-22开抽有关。HH105-22日产液量HH105-13日产液量HH105-21日产液量HH1054-9日产液量HH1054-10日产液量井组产液量井组除去105-22日产液量 ③单井含水率分析HH105-22井含水仍为100%。HH105-22于2010年9月21日压裂投产，初期日产液25.92t，含水100%，氯离子含量4000～5000mg/L（远低于周边井氯离子含量），HH105-20已超前注水3208.15t，配注量不到5t/d。截止至2011年5月1日HH105-20累积注入3811.69t，即HH105-22投产至今HH105-20注水量603.54t，而HH105-22累积产液量已达2058.08t。初期液量大、氯离子含量低、含水率高、产液量明显高于对应注水井的注水量，分析HH105-22井在投产初期周边已存在较大的水体。其它对应油井均取得较好的封堵效果。HH105-22含水率 一、镇泾油田概况二、堵剂配方的优选及性能评价三、现场应用情况四、结论与建议汇报内容 四、结论与建议1、研究的预交联颗粒凝胶具有膨胀倍数高（15倍以上），耐温耐盐性能好等优点。同时，针对易张开裂缝油藏具有较好的封堵效果。2、采用该凝胶进行了现场应用，注水井强吸水段得到有效封堵，吸水剖面得到较好改善,注水井启动压力升高，吸水指数下降，注水井取得较好的调剖效果，表明应用的高温高强度调剖剂在地层中具有较强的封堵能力，该技术适合镇泾油田储层。 谢谢大家！！！请各位专家批评指正