安塞油田裂缝型储层深部调剖技术研究和应用

来源 :中国石油和化工标准与质量 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hongguoboy
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【摘要】安塞油田候市及王窑西南等区块存在裂缝发育,根据开发动态显示及监测发现储层裂缝的方向性比较明显,可能导致主向井被水淹,对区块的开发效果及产能造成严重的影响。本文通过在室内对堵剂有关的静态性能和动态性能的评价,选取了疏水缔合聚合物/水驱流向改变剂调剖体系,并且根据当地的情况,进行了相关的实验研究。
  
【关键词】安塞油田 裂缝型储层 调剖技术 研究
  
1 安塞油田地质特征
  
1.1 裂缝特征
  
安塞油田以长6层开发为主,天然裂缝一般在长6储层内出现,经大量资料像包括微地震波法测井及试井、构造应力的研究及古地磁测量等证实,长6储层天然裂缝具有比较明显的方向性。在67口井岩芯的观察发现,29口井的裂缝大多为大于800米的直立裂缝,封面宽2mm左右且比较平整,其中有8口井的裂缝在900米左右,并且在垂直方向上延伸了20~30公分。并且在垂直方向上延伸了20~30公分。根据井下压前压后井温测定、电视照相测井及微地震波等方法,对形成的人工裂缝监测发现,长6油层经过水力压裂改造之后形成了高度在油层顶与底界间的垂直裂缝,平均缝长122.1m,裂缝的解释高度为8~26m,且主要是北东方向为主延伸。
  
1.2 堵水调剖剂性能评价
  
通过对以往注水井堵水调剖取的认识和区块裂缝的类型,本文试验选用疏水缔合聚合物/水驱流向改变剂调剖体系。这两种体系只要由吸水颗粒凝胶调剖剂(预交联颗粒堵剂、水流向转向剂与水膨体)、弱凝胶调剖剂(有机延缓交联剂+缔合聚合物、氧化还原延缓交联剂+聚合物)及增注调剖剂三类组成。
  
1.2.1?颗粒调剖剂的静态性能
  
(1)增注调剖剂的增注性能
  
增注调剖剂的设计目的包括选用含高价金属离子(+
  
M)的增注调剖剂及借助水解生成的氢氧化物沉沉淀两个方面,其主要是帮助地层提高渗透的效率及调剖的作用。通过相关的实验结果得出,增注调剖剂对低渗油藏岩心能够起到比较好的增注作用,然而增注调剖剂对裂缝油藏岩心的增注作用却没有多大的效果。
  
(2)吸水树脂颗粒材料的静态性能
  
通过对我国的陆相沉积非均质严重的油藏水驱机理深刻的理解和长期的研究,并在此基础上创新研发了一种体膨颗粒深部调剖技术,这种技术是将包括热稳定剂等添加剂、分子柔性控制剂及特殊的交联剂加入到丙烯酰胺聚合的过程之中,这样能够使该聚合交联形成具有大量的亲水基团,该基团分子呈三维网状骨架结构且具有柔性,是一种高分子的凝胶体,该网状分子机构中的亲水基团遇到油时体积不会发生变化,但是遇水体积会变得膨胀且不溶于水。该基团的分子结构决定了其具有比较好的弹性强度。通过特殊工艺下的粉碎及干燥和分筛制成的具有“变形虫”特性的体膨凝胶体。在提高地层水驱效率及扩大驱替波及体积的方面,是将该凝胶体通过注水井注入到地层中吸水膨胀之后,通过加壓的方式使其移动在地层的深部对后续注水形成阻力,令其转向。
  
水流向转向剂、水膨体及预交联颗粒堵剂三种体膨颗粒材料通常在现场使用中比较常见。这三种材料都作为吸水树脂材料,共同在膨胀时间与稳定性、膨胀能力及其他形变方面具有比较好的性能。
  
膨胀能力和膨胀时间方面。通常用膨胀倍数对颗粒吸水膨胀程度的能力进行描述,将颗粒充分吸水膨胀后的干颗粒质量和总质量作为判断该颗粒膨胀能力的重要因素。
  
吸水树脂材料的热稳定性。在80℃的实验温度下,对一定量的体膨颗粒进行长期稳定性实验,具体是将其凝胶放置在装有模拟水的具塞量筒内保持40天时间,最后通过该实验表明三种材料能保持比较完整的外观,由此可以判断这三种裁量具有长期的热稳定性。
  
吸水树脂材料的弹性变形能力。能够保证颗粒在压力作用下朝着油藏内部有效地运动,并最终能够达到对地层深部进行调剖的作用,即说明该材料具有良好的弹性变形能力,该能力可以通过测定极限压力的方式来表征。即对该材料在压力作用下通过孔喉将其部分或全部恢复到原始的状态。希望的是该吸水树脂材料颗粒具有较高的破碎压力好较低的极限形变压力,这样可以同时保证其凝胶体在地层运移过程中不会破碎,而且能够顺利的达到地层深部。通过该实验能充分的说明水流转向剂不仅具有较高的破碎压力,同时具有较好的形变能力。1.2.2?弱凝胶调剖剂的静态性能
  
(1)聚合物的抗盐及抗温性能
  
通过在实验室条件下对缔合聚合物和聚合物进行70℃的测试得出结论:70℃以下的温度不会使聚合物的粘度发生较大的变化,超过70℃时缔合聚合物的粘度会略高于YG100,说明了两种聚合物的热稳定性能够满足安塞油田地层的使用要求。但是两种聚合物在不同矿化度的情况下,其粘度行为有比较大的区别。通过对两种聚合物在矿化度分别为8000mg/L和1000mg/L左右进行测试,表明二者在1000mg/L左右的矿化度下粘度比较接近,但是在8000mg/L左右的矿化度下,YG100聚合物的的粘度为缔合聚合物粘度的60%左右,由此可以判断YG100聚合物的抗盐能力要弱于缔合聚合物。
  
(2)交联剂的延缓性能
  
交联剂的延缓性能对其聚合物的成胶时间起着直接的影响,从而有影响到其注入地层过程中的顺利运移。所有的凝胶都在统一的转变压力下进行测试,从压缩到流动的转变,因为实际凝胶的强度与该转变压力成正比例关系,所以,转变压力越大,凝胶的强度也会相应的增强,但是该压力方法只在评价弱凝胶的过程中适用。
  
1.2.3?调剖体系的动态性能
  
(1)两种复合调剖体系的封堵性能
  
通过在0.35%YG100聚合物溶液剂氧化交联剂中加入0.30%的水膨体YG340—6;并在0.35%的缔合聚合物与0.35%的有机延缓交联剂中加入0.5%的水驱流向改变剂,构成氧化还原凝胶与有机延缓交联两种复合调剖体系。实验表明,两种复合调剖体系的封堵性能均比单一的调剖体系要好,而且,氧化还原凝胶复合调剖体系的封堵性能比有机延缓交联复合调剖体系逊色。1.3 现场实施
  
1.3.1?施工工艺参数设计
  
(1)调剖剂用量
  
相比于复杂的实际情况,理论计算的用量的模拟难以充分的解决问题。通常情况下可以参照长期注水形成的孔道占空隙总体积的比例,相应的选择堵剂的用量。
  
(2)施工压力
  
为了使调剖剂能更充分的进入到地层深处的低渗层级微裂缝中,必须控制好注入泵的压力,以达到对地层进行调剖的目的。通常应当将施工泵的压力控制在油层破裂压力之下。
  
(3)注入排量
  
根据不同的封堵目的,在实际的施工中宜采用不同的注入速度,可以根据地层的不同构造情况选择不同速度的注入,保证堵剂有效的发挥功效。并且利用RS调剖决策软件对给定调剖区域地层堵剂性能指标和物性参数在不同井口的压力值进行计算,确定在5~7m3/h的范围以内。
  
(4)段塞设计
  
段塞设计通常设为四段,第一段一般采用粒径0.5~2mm的预交连颗粒封堵深部的大孔道;第二段一般采用粒径1~3mm的颗粒水驱流向改变剂对中深部的大孔道进行封堵;第三段采用粒径3~5mm的颗粒水驱流向改变剂、有机延缓交联剂与缔合聚合物对中部高渗层的水流进行控制,实现预设的调驱目的;最后一段采用粒径3~5mm的颗粒对封口段塞进行封堵。
  
参考文献
  
[1] 董小丽,贾晓菊,苑慧莹,等.裂缝储层注水井深部调剖技术研究与应用[J].石油化工应用,2009(8)
  
[2] 常彦荣.裂缝性油藏深部调剖工艺技术研究与应用[D].西南石油大学,2006
  
[3] 全永旺.低渗透储层裂缝及其对油田后期开发的影响[J].内江科技,2006(1)
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