馬宇博
摘 要:文中油田位于東濮凹陷中央隆起帶文留構造中部,包含14個開發單元,含油面積55.68km2,石油地質儲量10284.82×104t,標定采收率31.5%,含油層位沙二下、沙三上、沙三中,屬多層中低滲復雜斷塊油藏。1979年投入注水開發,截止到2016年底,油田地質采出程度28.74%,綜合含水94.34%,采油速度0.2%。
關鍵詞:無機體系;生物質顆粒;穩定劑;中滲油藏
文中油田位于東濮凹陷中央隆起帶文留構造中部,包含14個開發單元,含油面積55.68km2,石油地質儲量10284.82×104t,標定采收率31.5%,含油層位沙二下、沙三上、沙三中,屬多層中低滲復雜斷塊油藏。1979年投入注水開發,截止到2016年底,油田地質采出程度28.74%,綜合含水94.34%,采油速度0.2%。
該油田已進入特高含水后期開發階段,長期注水開發導致儲層非均質性加劇,注入水沿高滲條帶竄流和層內繞流嚴重,平面、剖面矛盾突出,使中、低滲透層的剩余油難以有效動用。初期調剖可起到一定作用,隨著調剖輪次的增加,需處理半徑增大,堵劑用量增加、成本變高,增油量逐年降低,措施效益變差。文中油田儲層特征和剩余油研究表明,主力厚油層儲量基數大,剩余儲量占全油田剩余可采儲量的56.95%,仍是下步挖潛的主要方向。但由于長期注水開發導致厚油層層內非均質性加劇,低無效注水現象突出,形成了不同程度的高耗水條帶,且經過多輪次的調剖調剖,增油量下降,零散分布在層內低滲部位的剩余油依靠常規堵水、調剖措施已難以有效動用[1]。
一、低成本穩定化無機體系研究
(一)低成本穩定化無機體系研究
(1)穩定劑濃度的優化
聚丙烯酰胺水溶液具有較高的粘度,有較好的增稠、絮凝和流變調節作用,在石油開采中用作驅油劑和鉆井泥漿調節劑。針對膨潤土調剖易發生快速分層和沉降問題,通過在膨潤土體系中加入聚丙烯酰胺,有效提高體系懸浮能力和穩定性,降低施工風險。同時,膨潤土與穩定劑在高溫下可發生絮凝反應形成地層深部二次封堵[2]。通過室內研究實驗,固定無機鈉土濃度為6%,在不同濃度的穩定劑情況下,無機體系沉降體積發生變化,優化出了最佳穩定劑濃度。實驗結果見圖1。
隨著聚合物濃度的增加,無機鈉土溶液的分層現象越小,當聚合物濃度超過600mg/L時,快速沉降現象出現明顯好轉,優化穩定劑聚合物的濃度為600-1200mg/L,可有效保證其可泵性。
(2)無機體系濃度的優化
固定穩定劑濃度為800mg/L的聚合物,實驗優化最佳無機體系濃度。實驗結果見圖2。同時,實驗了30℃條件下無機體系粘度隨鈉土濃度含量的變化關系,結果見表1。
隨固體顆粒含量增加,懸浮能力提高;體系粘度在10~30mPa·s范圍可保證其可泵性,因此無機鈉土的質量濃度在4.0%~6.0%為宜。
(3)耐沖刷性能評價
填制不同滲透率填砂管巖心,飽和水,測定滲透率,注入0.3PV穩定化鈉土體系,75℃恒溫24h,后續水驅3PV以上,測定注入體積與封堵率的關系。實驗結果見圖3、圖4。
由圖3、圖4可以看出,后續水驅多個孔隙體積后,注入壓力仍然維持在較高水平,封堵率仍然維持在97%以上,說明該調剖體系具有良好的耐沖刷性能。
(二)生物質顆粒調剖體系研究
1.生物質顆粒的性能指標
生物質顆粒的成分為甘蔗渣,其中,蔗纖由強韌的細胞導管組成,形狀細長,蔗髓由柔軟的薄壁細胞組成,呈多孔海綿狀結構,密度較低,吸水性好。利用其尺寸不一、粒形多樣,可滿足不同物性儲層調剖封堵需要[3]。
通過篩分法,甘蔗渣中粒徑0.3-3.0mm的顆粒占比84.8%。
激光粒度粒形分析儀測定甘蔗渣粒度中值667μm,但粒徑達毫米級別的占總體積的33.69%。
2.生物質顆粒的體系優選和配方優化
(1)生物質顆粒調剖劑靜態性能評價
將生物質顆粒置于30×104mg/L模擬鹽水中,130℃條件下高溫老化30天后,測定漿體粒度分布,顆粒完整,粒徑略有增大。
(2)生物質顆粒調剖劑動態性能評價
制作滲透率6~7um2的填砂管,每次制作的填砂管滲透率盡量接近,測定不同濃度甘蔗渣生物顆粒調剖劑對填砂管的封堵能力。
實驗條件:85℃,礦化度18×104mg/L,2~5%生物質顆粒調剖劑,注入速度0.5mL/min。
選取其中2#、3#巖心進行生物質顆粒調剖劑封堵后耐沖刷實驗,結果見圖5。
由以上實驗結果可以看出,2%-5%生物顆粒調剖劑對6-7達西級別填砂管封堵率在97%以上,可實現高滲通道有效封堵;濃度3%以上的生物顆粒調剖劑多倍水驅沖刷后巖心殘余阻力系數大于70.7,可實現大孔道封堵的長期有效性[4]。
二、結論
(1)面對文中油田進入特高水期后多輪次調驅效果下降、控水穩油技術難度增大的嚴峻局面,為降低調剖調驅投入成本,提高措施有效益率,研發了無機穩定化鈉土和生物質顆粒等低成本系列體系,解決了文中油田特高水期層內非均質性加劇,低無效注水的難題。
(2)研究成果豐富了文留油田調剖調驅體系,拓寬了調剖調驅思路,有效降低了多倫次調剖井材料費用投入,為提升油藏水驅效率提供了技術支撐,具有較好的推廣應用前景。
參考文獻:
[1]胡書勇等. 油層大孔道調堵技術的發展及其展望.鉆采工藝[J];2006,29(6):117-120
[2]范瀟. 低成本堵水調剖技術研究與應用.內江科技[J];2019,4:26-28
[3]黎載波,劉宏文等,木質素類油田化學品的研究與應用.精細石油化工進展,2014,5(7):6-8
[4]劉一江等.化學調剖堵水技術[M].北京:北京石油工業出版社,1999
作者簡介:馬宇博(1985—),男,高級工程師,2007年7月畢業于西安石油大學石油工程專業,目前主要從事油氣田開發技術管理工作。