中国石化河南油田分公司采油二厂 河南 南阳 473132
摘要：厚油层堵调效果不理想；由于油井汽窜剧烈、油层厚度较大同时亏空严重以及油井堵调思路等原因，未能较好封堵高渗层，注入蒸汽不能与中低渗透层原油较好接触，造成油田厚油层堵调效果不理想，针对河南油田厚油层的开发现状，必须加强油田油井堵调技术优化，提高油井开发效果，
关键词：厚油层；汽窜；调剖技术；
针对河南油田稠油油田厚油层油井汽窜现状，先后采用了BSC-1、ST-2000、GCS-1、TFP-1泡沫调剖技术，在厚油层油井汽窜治理方面发挥了重要作用。针对上述几种调剖技术的现场应用情况，找出各种调剖剂的技术适应性，较好的指导了稠油热采井调剖堵窜工作。
一、BSC-1调剖技术适应性分析
1、BSC-1调剖剂组成及调剖机理
1.1组成
该产品是由硅微粉等耐高温材料、分散剂、增稠剂等组成的无机颗粒类调剖剂。
1.2调剖机理
该产品在分散剂的作用下均匀分散在水中，经泵泵入地层后，优先进入汽窜大孔隙，沉积在孔隙中和堵塞喉道，形成物理堵塞作用，产生流动阻力和，改善和抑制油井汽窜现象，改变蒸汽流向，扩大平面上和纵向上的蒸汽波及体积，提高油层动用程度。
2、BSC-1调剖技术适应性分析
2.1试验分析
统计了BSC-1高温调剖剂在油田一区油层厚度8m以上的5口井的现场应用效果，从影响油井调剖效果的因素方面，主要选取了油井吞吐周期、油井汽窜通道数、油井见窜时间因素对调剖效果的影响进行了分析，总结出技术适应性，具体分析如下：
该技术应用8井次，平均吞吐周期4.1轮，油层有效厚度平均11.8m，渗透率2.6μm2，渗透率级差4，平均亏空体积2048m3，平均单井汽窜通道数1.6条，见窜时间4天（见表1）。
表1 BSC-1调剖技术调剖井基本情况
调剖
井号吞吐
周期
（轮）油层有
效厚度
（m）亏空
体积
（m3）采出
程度
（%）最大
渗透率
（um2）渗透率
级差调剖前汽
窜通道数
（条）见窜
天数
（d）
L2116212.42984.51.90611.816
L250928.24515.60.2016.514
L211227.213.41.6433.923
L1816411.416.85.736128
L250649.264561.64.2422.343
LJ17161616.2165119.373.884314
L2603692810140.7832.711
L1140720.6267516.72.014113
平均4.111.8204811.52.64.01.64.0
8口调剖井的封堵效果：可评价井8井次，调剖前共有汽窜通道13条，平均封堵有效周期达1.7轮。
8口调剖井的生产效果：可评价井8井次，累计增油3133t。调剖后一周期油汽比平均上升0.1，调剖后二周期油汽比平均下降0.1，平均井组增油391.6t（见表2）。
表2 BSC-1调剖技术效果统计
调剖
井号施工
工艺吞吐
周期
（轮）汽窜
通道数
（条）见窜
天数
（d）调剖
半径
（m）封堵
有效期
（轮）调剖后第
一周期油
汽比变化调剖后第
二周期油
汽比变化累计
增油
（t）
L2509一次注入214201-0.27-0.2721
L2116一次注入2162010.13-0.33257
L2112一次注入2231520.140.04334
L1816一次注入428152-0.090.05264
L2506一次注入4432030.14-0.04396
L2603一次注入6112010.14-0.14261
LJ17161一次注入61415无效0.791399
L1140一次注入71310无效-0.25-0.07201
平均4.11.64.016.91.70.1-0.1391.6
2.2油井吞吐周期与调剖效果的关系
从表2可以分析得出，BSC-1高温调剖剂对吞吐周期≤6轮的油井措施效果较好。
2.3油井汽窜通道数、见窜时间与调剖效果的关系
油井汽窜通道越少，油层矛盾就越少，油井汽窜通道体积越小，这样调剖针对性强，调剖剂用量就越少，容易获得较好的汽窜治理效果；相反，油井汽窜通道越多，由于每条汽窜通道的见窜时间不同，每条汽窜通道的汽窜强度不同，要最大限度提高每条汽窜通道的封堵效果，提高油井的调剖效果，就应选择不同性能的调剖剂组合进行使用。
从表2可以分析得出，BSC-1高温调剖剂对汽窜通道数≤2条、见窜时间≥3d的油井措施效果较好。
2.4总结
BSC-1高温调剖技术适用于油井吞吐周期≤6轮、原油采出程度＜20%、油井汽窜通道数≤2条、油井见窜天数≥3d的厚油层油井，采用一次注入施工工艺、调剖半径15-20m取得较好的调剖效果。
二、ST-2000调剖技术适应性分析
1.ST-2000调剖剂组成、调剖机理
1.1组成
该产品是是由矿物纤维、轻矿粉、悬浮剂，膨胀剂，固结剂，减阻剂等多种原料组成的调剖剂。
1.2调剖机理
ST-2000高温调剖剂泵入地层后，优先进入大孔道、高渗透层，在地层温度下经过2天时间胶结后，形成高强度的固结体，封堵汽窜通道，达到改善和抑制汽窜现象的目的。
2、ST-2000调剖剂适应性分析
2.1现场应用效果
油田一区油层厚度8m以上4井次采用了ST-2000高温调剖技术，平均吞吐周期12轮，油层有效厚度平均11.8m，渗透率2.6μm2，渗透率级差4，平均亏空体积2048m3，平均单井汽窜通道数3.7条，见窜时间4.7天（见表3）。
表3 ST-2000调剖技术调剖井基本情况
调剖
井号吞吐
周期
（轮）油层有
效厚度
（m）亏空
体积
（m3）采出
程度
（%）最大
渗透率（um2）渗透率级差调剖前汽窜通道数
（条）见窜
天数
（d）
L1118817.61766031.52.2171.234
L11401220.625.12.104132
L1916812.4389411.34.0759.93
L1816811.4391923.65.736166
平均915.5849122.83.53.33.74.7
4口调剖井的封堵效果：可评价井2井次，调剖前共有汽窜通道15条，平均封堵有效周期达1轮。
4口调剖井的生产效果：可评价井4井次，累计增油691t。调剖后一周期油汽比平均上升0.05， 平均井组增油173t（见表4）。
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表4 ST-2000调剖技术效果统计
调剖井号施工
工艺吞吐
周期（轮）调剖前汽窜通道数（条）见窜
天数
（d）调剖
半径
（m）封堵
有效期
（轮）调剖后第
一周期油
汽比变化调剖后第
二周期油
汽比变化累计增油
（t）
L1118一次注入83420组合
注汽0.10178
L1140一次注入123220组合
注汽0.120.18469
L1916二次注入8371010.04返层44
L1816二次注入866151-0.06返层0
平均93.74.71610.050.09173
2.2结论
ST-2000调剖技术适用于吞吐周期≥8轮、原油采出程度＜ 31.5%、油井汽窜通道数＞2条、见窜时间≥3d的厚油层油井，采用一次注入施工工艺、调剖半径20m取得较好的调剖效果。
三、BSC-1与GCS-1组合调剖技术适应性分析
1、BSC-1调剖剂组成及调剖机理
1.1组成
该产品是由硅微粉等耐高温材料、分散剂、增稠剂等组成的无机颗粒类调剖剂。
2.2 调剖机理
该产品在分散剂的作用下均匀分散在水中，经泵泵入地层后，优先进入汽窜大孔隙，沉积在孔隙中和堵塞喉道，产生流动阻力和物理堵塞作用，改善和抑制油井汽窜现象，改变蒸汽流向，扩大平面上和纵向上的蒸汽波及体积，提高油层动用程度。
3、GCS-1调剖剂组成、调剖机理
3.1组成
该产品是由粉煤灰、悬浮剂、稠化剂等组成的无机颗粒类调剖剂。
3.2 调剖机理
该产品在分散剂的作用下均匀分散在水中，经泵泵入地层后，优先进入大孔道、高渗透层，形成有一定的强度的大颗粒，封堵汽窜通道，达到改善和抑制汽窜现象的目的。
4、BSC-1与GCS-1组合调剖技术现场应用效果
统计了油田一区油层厚度8m以上的2口井应用BSC-1与GCS-1组合调剖技术的现场应用效果，平均吞吐周期6轮，油层有效厚度平均10.4m，渗透率2.0μm2，渗透率级差5.2，平均亏空体积4896m3，平均单井汽窜通道数3.5条，见窜时间2.5天（见表5）。
表5 GCS-1调剖技术调剖井基本情况
调剖
井号吞吐
周期
（轮）油层有
效厚度
（m）亏空
体积
（m3）采出
程度
（%）最大
渗透率（um2）渗透率级差调剖前汽
窜通道数
（条）见窜
天数
（d）
L231358.33672302.124222
L2116712.4612018.21.918.353
平均610.4489624.12.05.23.52.5
2口调剖井的封堵效果：可评价井2井次，调剖前共有汽窜通道7条，平均封堵有效周期达2轮。
2口调剖井的生产效果：可评价井2井次，累计增油315t。调剖后一周期油汽比平均下降升0.05，平均井组增油158t（见表6）。
表6 GCS-1调剖技术效果统计
调剖
井号施工
工艺吞吐
周期
（轮）调剖前汽
窜通道数
（条）见窜
天数
（d）调剖
半径
（m）封堵
有效期
（轮）调剖后第
一周期油
汽比变化调剖后第
二周期油
汽比变化累计
增油
（t）
L2313二次注入5222020.010.013
L2116二次注入753202-0.05-0.12312
平均63.52.5202-0.02-0.05158
2.结论
GCS-1调剖技术适用于吞吐周期≥7轮、原油采出程度＜ 30%、油井汽窜通道数＞2条、见窜时间＜3d的的厚油层油井，采用二次注入施工工艺、调剖半径20m取得较好的封堵效果。
四、TFP-1氮气泡沫调剖技术适应性分析
1、TFP-1氮气泡沫调剖剂组成及调剖机理
1.1组成
该产品是以改性磺酸盐为主剂的耐高温发泡剂。
1.2调剖机理
在注蒸汽时通过加入一定比例的氮气和发泡剂，利用发泡剂在地层汽、水窜流孔道中产生高粘度泡沫流增大流动阻力，降低蒸汽的渗流能力，从而使注汽压力升高，迫使其后注入的蒸汽转向低渗层、低渗段、低渗带等未驱替带，提高蒸汽的波及体积，同时，发泡剂作为一种表面活性剂，能大幅度降低油水界面张力，改善岩石表面的润湿性，提高驱油效率。
2、TFP-1氮气泡沫调剖技术适应性分析
针对机械防砂井汽窜问题，开展了氮气泡沫调剖配套技术应用研究，但没有在厚油层进行试验，适应性有待下一步试验后分析。
五、调剖工艺优化
油层厚度越大，平面、剖面物性差异越大，非均质程度加大，高渗透层动用程度高，而中低渗透层动用程度低，剩余油潜力大；针对不同油井汽窜状况要有相应的调剖方式，这样才能提高调剖的针对性，获得较好的调剖效果，下面就不同类型的油层应该采取的调剖施工工艺分析如下：
1、调剖方式优化
由于油井多向汽窜和每个方向的汽窜程度不同，对于多向汽窜油井进行调剖一次性施工，调剖剂容易沿汽窜强度较大的通道推进，而调剖剂进入其它通道较少，造成整体汽窜通道封堵效果差，为了提高调剖剂对每个汽窜通道的封堵效果，结合本章第一至四节研究内容，需要对油井调剖采取不同的施工工艺，施工工艺应该设计如下：
1.1对汽窜通道少的油井，油井汽窜通道数≤2条，调剖工艺采取一次施工工艺；
1.2对汽窜通道多的油井，油井汽窜通道数＞2条，调剖工艺采取二次施工工艺。
2、高温调剖剂类型的优选
使用什么类型的高温调剖剂直接影响到油层调剖效果，对油田一区厚油层来说，分析造成以前调剖效果不理想的原因有两方面，一是由于调剖半径设计不合理，调剖后油井汽窜减弱，但油井汽窜仍然严重，影响了调剖效果外，另一原因是由于油层厚度越大，油层非均质越严重，油田一区厚油层对稠油油田来说，油层厚度是最大的，油层平面、剖面非均质严重，因此，对油田一区厚油层的调剖剂类型选择需要从提高高渗层或汽窜大通道封堵效果和降低调剖剂对油层伤害两方面考虑，主要考虑调剖剂的性能特点、油井开发状况、汽窜程度等因素进行设计，具体设计如下：
2.1 BSC-1颗粒粒径相对较小，通过调剖剂颗粒填充和堵塞高渗层的孔隙和喉道，达到调剖目的，是一种非凝固性调剖剂，对油层伤害较小，对低周期、汽窜强度较弱的油井，油层孔喉直径相对较小（BSC-1调剖剂的粒度中值：28.15μm），汽窜类型属高渗带汽窜，采用BSC-1调剖剂调剖。
2.2 ST-2000凝固性调剖剂具有一定的强度，可有效提高调剖段塞的强度，改善封堵效果，对吞吐周期高、油井汽窜强度较大的油井，使用ST-2000凝固性调剖剂，增加调剖剂的封堵强度。
2.3 对吞吐周期高、汽窜通道较多的油井，此类油井油层孔隙较大，需要颗粒粒径较大的调剖剂对其进行堵塞，能较好的调整油层的剖面矛盾，对吞吐周期高、油层渗透率较大且亏空严重的油井，使用颗粒粒径较大的GCS-1调剖剂（GCS-1调剖剂的粒度中值：33.45μm）调剖较为适宜。
2.4 对于有机械防砂措施的油井，由于井下有滤网等工具，颗粒调剖剂施工存在卡管柱等安全隐患，如果起出机械防砂管柱，措施费用大幅增加，措施效益差，因此，这类井的治理宜采用凝胶类或泡沫类调剖剂。
3、调剖剂组合方式优化
根据现场应用情况，受泡沫类调剖剂、非凝固性颗粒调剖剂的封堵强度以及经济效益的限制，泡沫类调剖剂、非凝固性颗粒调剖剂对存在汽窜大通道的油井应用效果不理想，而凝固型调剖剂由于其固结强度较大，对汽窜大通道的封堵效果较好，但受油层以及现场施工因素影响，单一使用凝固型调剖剂调剖，比较容易伤害中低渗透层，达不到调剖目的，因此，有部分油井（如开采层为反韵律油层或均质厚油层的油井）调剖有必要对非凝固性调剖剂等低伤害调剖剂与凝固型调剖剂进行适当组合，充分发挥各自性能优势，既能较好封堵汽窜大通道，又不至于伤害或低伤害中低渗透层，从而达到提高调剖效果的目的。
通过流体渗流力学可知，对于纵向非均质油层，无论层内还是层间非均质，调剖剂注入初始阶段，调剖范围在纵向延伸比横向快得多，随着调剖剂注入时间增加，注入压力随时间变化主要反映调剖剂横向流动，因此，调剖剂组合应按照如下方式设计：
3.1.颗粒段塞组合方式
第一段根据高渗透层层厚度、渗透率级差、油井吞吐周期等参数，设计一定比例非凝固性调剖剂以提高调剖深度；
第二段根据油井汽窜强度设计一定比例凝固性颗粒调剖剂以封堵汽窜大通道；
第三段设计使用一定比例非凝固性调剖剂将凝固性颗粒调剖剂驱替到油层一定深度，保证油层有一定吸汽和泄油空间，达到提高调剖效果的目的。
3.2 颗粒与泡沫段塞组合方式
颗粒型调剖剂，由于颗粒滞留，调剖剂的沿程浓度逐渐降低，随注入时间增加，同一位置上的调剖剂浓度逐渐升高，由于多孔介质对固相颗粒的渗滤作用，颗粒滞留主要集中在近井周围，颗粒堵剂主要用于近井调剖。因此可结合氮气泡沫调剖，实现中低渗层深部调剖。
第一段根据高渗透层层厚度、汽窜强度、油井吞吐周期等参数设计一定比例凝固性颗粒调剖剂以封堵汽窜高渗层；
第二段根据油井周期注汽量设计一定比例氮气泡沫段塞实现对次高渗层与中低渗层调剖，达到提高中低渗层动用程度目的。
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论文作者:杨晓勇
论文发表刊物:《文化时代》2019年15期
论文发表时间:2019/10/28
标签：油层论文; 油井论文; 效果论文; 周期论文; 通道论文; 平均论文; 颗粒论文; 《文化时代》2019年15期论文;