絨囊選擇性化學堵水技術的研究與試驗

吳慶莉

摘 要：常規的化學堵水方法均是對地層出水通道、出油通道無差別式封堵，對于出水層油水流動分離明顯的油井堵水效果尚可，但大多數情況下，地層中油水流動混合、難以區分。通過室內評價實驗及現場應用，研究出一種適合高含水油井的差別式絨囊選擇性堵水劑，有效降低地層出水的同時，提高或者穩定地層出油，達到了提高采收率的目的。

關鍵詞：堵水；絨囊選擇性堵水劑；采收率

伴隨著油田地層開采程度地提高，邊水、注入水突進和水淹現象嚴重，油層平面、層間和層內矛盾突出，導致油井產能下降，嚴重影響油田的開發效果。堵水是油田進入中、高含水期，實現穩產、增產的有效手段。為了改善油藏整體開發效果，研究出一種適合高含水油井的差別式堵水體系：絨囊選擇性堵水劑。

1 實驗研究

1.1 絨囊選擇性堵水劑的評價實驗

絨囊選擇性堵水劑主要由成核劑、囊層劑、成膜劑以及絨毛劑等四種處理劑組成，是一種適合高含水油井的差別式堵水劑，采用室內評價實驗方式驗證絨囊選擇性堵水劑性能。①絨囊模糊式進入通道封堵機理評價實驗：配制完成的絨囊工作液利用光學顯微鏡觀察巖心柱塞中囊泡結構分布發現，絨囊堵水流體中囊泡結構尺寸大小不一，地層孔隙尺寸同樣大小不同，絨囊擠入出水地層后，宏觀上以“模糊”方式進入封堵通道；②絨囊自變形吸收動能封堵機理評價實驗：大尺寸孔隙中，絨囊形成錐形結構，囊泡間相互擠壓變形，分解地層流體壓力，同時囊泡外層類似于毛發的絨毛交聯纏繞，進一步提高結構強度，小尺寸孔隙中，囊泡在流體作用下變形，將流體動能轉換為形變勢能，消耗流體流動能量；③絨囊調整地層潤濕性封堵機理評價實驗：本次實驗測量室溫20℃、45℃、70℃以及120℃三個溫度下標定鹽水（20000mg/L）、絨囊堵水劑潤濕角大小，以此評價絨囊堵水劑潤濕性特征。實驗中，隨著溫度升高，絨囊堵水劑潤濕角逐漸升高。20℃條件下，絨囊堵水劑表現出良好的親水特征。45℃和70℃條件下，絨囊堵水劑潤濕性介于親水和親油之間。當溫度升高至120℃后，絨囊堵水劑潤濕角達到115.94°，親油性明顯；④絨囊堵水流體水相增阻能力評價實驗：利用滲透率3000mD、300mD、30mD三個滲透率級別砂巖巖心柱塞，測定不同溫度下絨囊堵劑封堵前后柱塞中地層水驅動壓力、流速及滲透率隨時間變化規律，評價絨囊工作堵水劑對水相封堵能力。通過實驗數據可知，絨囊堵水體系能夠有效提高地層中水相流動阻力，“控水”效果明顯。地層水相滲透率越高，絨囊堵水效果越明顯。

1.2 絨囊堵水流體關鍵性能參數評價實驗

封堵深度、溫度、地層水的酸堿度、地層水的礦化度是影響堵水調剖效果的重要因素，因此本實驗研究這些因素對絨囊封堵能力的影響。①封堵深度對絨囊封堵能力的影響：利用60-80目砂礫充填直徑38mm填砂管，開展絨囊堵水流體封堵深度評價實驗，封堵深度對水相的影響、對油相的影響可知：絨囊封堵地層深度越大，穩油控水效果越好；②溫度對絨囊封堵能力的影響：評價高溫120℃對絨囊對水相及油相封堵能力的影響，實驗結果絨囊堵水流體注入前后水相驅壓增加71.43%、67.32%，滲透率分別下降50.91%、50.48%，油相驅壓上升9.66%、15.02%，滲透率下降7.22%、8.63%，絨囊堵水流體穩油控水性能受溫度因素影響較小。

2 技術特點

通過開展絨囊堵水劑配方優選，潤濕性表面張力的評價，堵劑封堵水相、油相評價實驗以及各種因素對絨囊封堵能力的影響，綜合形成絨囊堵劑穩油控水封堵特征：絨囊堵水劑具有油水兩親特性，易吸附在孔隙中巖石表面，提高油相流動能力，實現“穩油控水”；通過提高地層對水相流動阻力，實現堵水效果；通過適度降低地層對油相流動阻力，提高油相流動能力，有效提高油井產能；通過對地層中水相、油相流動阻力的差異性調整，在維持油井正常產液量的基礎上，提高含油率，實現“穩油控水”施工效果；絨囊耐酸堿性、高溫、高礦化度的優良封堵性能，因此絨囊堵水性能較穩定。

3 現場試驗

在室內實驗成功的基礎上，2016年先后優選2口井進行現場試驗，通過現場實驗證明該技術對。平均單井增油350.3t，累計增產原油700.5t，平均單井含水下降7個百分點。①首選試驗井為龍14-8井，因該井無對應水井，位于區塊邊部，區塊屬于斷層遮擋的層狀邊水油藏，綜合分析該井含水上升原因是邊水影響。該井措施后復產，平均日產油由措施前的2.7t上升至4.5t，含水由87%下降到79.8%，最高當日產油量達到7.2t，截至到目前已平穩生產207d，見到了明顯的增油降水效果；②在堵邊水成功的基礎上，現場優選了龍18-320井做為第二口試驗井，此井是因注水影響造成高含水關井，該井嘗試絨囊選擇性堵水，接井排液63.5小時，就見到效果，日產液45.4t，日產油5.0t，含水89%，目前該井生產狀態良好，平均日增油3.0t。

4 結論

研究出一種適合茨榆坨采油廠高含水油井的差別式堵水體系-絨囊選擇性堵水劑，成功將用于鉆井暫堵技術的化學藥劑，通過合理優化配方、室內評價實驗，轉型應用于堵水領域；成功改變了傳統的無差別化學堵水模式，真正意義上實現了“穩油控水”，為油田治理受邊水影響油藏降產難題開辟了新路；該技術的試驗成功，對隔層小、套變井、找水難度大的、機械防砂等無法實施機械堵水的高含水油井具有獨到的優越性，標志著遼河油田在堵水技術上有了新的突破。