袁肖肖
大港油田采油工艺研究院 天津 300280
摘要：港西油田是一个典型的复杂断块油田，由于港西油田的地质特征，开发过程中油井存在严重的出砂情况，并且随着开发时间的增加，出砂情况越发严重，储层的层间与层内非均质性进一步被加剧，形成大孔道，甚至是“管流”通道。目前整体已进入高采出程度，高含水率开发阶段。导致注水水无效循环，开发效果变差。研究港西油田地层窜流现状与调剖体系需求有利于提高整体开发效果。
关键词：复杂断块 地层窜流 调剖体系
一、地层窜流分类
通过对港西油田的油藏资料及部分相关生产资料的研究分析，港西油田目前存在的主要生产问题分为两大类：
第一类是垂向恶性窜流，其成因受多方面影响，一方面老井受限于早期固井质量和完井工艺，易发生后期套管破损；另一方面埋藏浅、成岩性差、易出砂、部分井位于断块附近、微裂缝发育、注水开发不断升高的注采比、局部压力升高、诱导裂缝张开、沟通地层微裂缝，一系列因素综合影响形成了通天水窜通道直至地表，形成安全环保隐患。以西40-6-3井为例，该井位于港西油田一区三断块，累积注水量28.6万方。通过对该井区地面冒水相关资料分析，结合整个港西地区地质构造、沉积环境及油藏物性特征，以及断层发育特点，分析地面冒水事故与该井区断层发育及周围报废井西40-7井相关甚大，高压注入水沿垂向恶性窜流通道窜入西40-7井，西40-7井位于断块发育地段，高压水沿着断块发育裂缝通道窜入地表。
第二类是井间恶性窜流，港西油田属于中高孔中高渗储层，地层胶结疏松，粘土含量高。在长期的注水冲刷下，储层形成了恶性窜流通道，注入水开始无效循环，导致油井采出液中含水高达96%，主要包括层内窜流和层间窜流。以西3-8-6井为例，该井位于港西油田三区二断块，累计注入2.86万方，井组累计产油5.0238×104t。生产动态反映存在注入压力偏低，该井对应油井较多，注水时间短，井区注采比低，经过调剖后注入压力小幅度下降，措施效果不明显；吸水剖面反映存在层间矛盾突出。
二、国内外窜流调剖体系研究
目前，国内外对恶性窜流治理使用的封堵剂的研究和应用发展很快，化学封堵剂种类从最初的泥浆堵剂，而后发展为油基水泥、石灰乳、树脂、活性稠油等。六十年代以树脂为主，七十年代水溶性聚合物及聚合物凝胶开始在油田应用，并从此，窜流封堵剂进入了一个新的发展阶段，品种迅速增加，处理井次增多，经济效益也明显提高。
按照使用材料类型可分桥塞类、水泥类、树脂类、聚合物凝胶类（合成、天然、生物聚合物）、无机沉淀类、颗粒类、泡沫类、选堵类、复合类、工业副产品类。它们有的可用于垂向恶性窜流治理，有的可以用于井间恶性窜流治理。
（一）垂向恶性窜流堵剂
垂向窜流治理的核心技术是“定点放置”，目前市面堵剂大多依靠特殊工艺手段使堵剂强制进入套管环空或者近井地破碎带，利用堵剂本身强度封堵地层中的垂向裂缝窜流通道或者环空破损带，防止油、气、水等流体经垂向的通道或水泥环空窜流至地表或其他层位。包括桥塞堵剂、高失水堵剂、水泥堵剂、超细微粒水泥堵剂体系、硅酸凝胶堵剂、树脂堵剂、油基水泥浆等。
（二）井间窜流堵剂
近年来用于井间窜流治理的堵剂的研究发展迅速，各油田及科研院所(校)推出了一批堵剂及应用技术。主要有粘土、水玻璃、凝胶类堵剂、体膨颗粒、含油污泥堵剂、稠油类堵剂、泡沫类堵剂等，目前各油田广泛应用的主要是凝胶类堵剂、体膨颗粒类堵剂。含油污泥堵剂在油田含油污泥环保处理方面应用较多。主要包括粘土、水玻璃、凝胶堵剂、体膨颗粒堵剂、含油污泥堵剂、稠油类堵剂、泡沫、聚氨酯（油基）、油基凝胶、醇基堵剂、复合体系等。
三、调剖体系封堵需求分析
港西油田存在的垂向恶性窜流与井间恶性窜流成因复杂，类型较多。垂向恶性窜流不仅存在套变套晃井水泥环修复问题、窜流源封层问题，还存在地层深部通天断层隔断问题。
井间窜流问题主要是部分井呈“管流”态，封堵强度不够，有效期短和开发后期剩余油零散分布。如何实现严重非均质油藏深部剖面改善问题，真正意义扩大波及面积是实现高效挖潜的关键点。而目前市面单一堵剂无法实现众多目的，为此建议采用复合型堵剂，进行合理段塞组合，最终实现恶性窜流高效治理。
（一）针对垂向恶性窜流调剖体系
垂向恶性窜流主要成因是老井套损套破或者早期固井质量差水泥环封隔差，加上港西地区断层极其发育，断裂带与裂缝分布广，在后期生产开发过程中出现微裂缝重开及大孔道冲刷，导致注入水沿套管壁、裂缝通道窜至地表，具体分类可划分为三类：
浅部套漏型：高压注水从浅层套漏点沿表套水泥环空窜出至地表，在套管头附近冒水。该类窜漏特点主要表现为浅表地层胶结疏松，地层漏窜同在，二次固井注入水泥堵剂不易形成有效封堵。断层通道窜漏型：注入井位于断层附近，高压流体水沿着胶结不好的水泥环窜入断层裂缝沟通带，最后窜出地面。该类窜漏难点在于地层漏窜同在，断层裂缝带位置大小不确定，但漏源确定。高含水微间隙水泥环二次修复是关键。地层深部垂向窜漏型：地层经过长时间的注水冲刷，生产层位在地层深部与断层裂缝沟通，长期高压注水及局部高压启动原封闭断层通道，导致产层深部某部位发生垂向裂缝窜漏。该类窜漏发生在地层深部，窜漏通道不明确，封堵难度大。
根据油田生产要求，在经济有效的解决环保问题的同时兼顾油水井正常生产，我们调研认为采用高触变凝胶加高承压高流动性低密度超细水泥复合体系能有效解决垂向恶性窜漏，利用高承压高流动性低密度超细水泥体系对漏点和水泥环进行二次固井；利用触变凝胶变形充填、高流动阻力隔断“通天断层贼层”，实现长期有效封堵。因此对复杂断块油藏注水开发垂向恶性窜流技术提出以下要求：
为保证封堵后油水井正常生产，必须采用高承压高流动性低密度超细水泥体系对井筒进行二次固井封堵。技术指标要求：承压强度≥15MPa，流动度≥28cm，API失水≤100ml,初始稠度≤15Bc，稠化时间>300min，适应温度35-90℃。
为满足高角度裂缝通道变形充填，防止 “重力坍塌”，建立有效隔离。要求触变凝胶具有如下指标：堵剂具高触变性、抗侵稀释、降低地层滤失、能在裂缝通道建立突破压力梯度≥1MPa/m，适应温度35-90℃、矿化度3000-10000mg/L。
（二）针对井间恶性窜流封堵体系
港西油田经过多年注水开发主要存在以下两个问题。
一是储层埋藏浅，胶结疏松，非均质性强，在长期的注水开发过程中，储层受注水冲刷严重，注水前缘突破后在地层中形成高渗水窜通道，甚至形成“管流”类的大孔道，导致注入水直接进入油井，油井水淹严重，含水高同时伴随储层出砂严重，封堵过程堵剂随着地层填充物一起运移，无法有效形成固化，导致堵不住。
二是随着港西油田进入高含水高采出程度阶段，窜流通道发育，开发后期剩余油零散，如何实现非均质严重油藏深部剖面改善，真正意义扩大波及，实现高效挖潜成为油田正常开发的主要矛盾。
因此针对油田井间窜流开发矛盾，要求井间恶性窜流封堵体系，满足以下性能要求：
针对“管流” 疏松地层骨架运移问题，要求堵剂必须有效占位，最好能够使地层骨架在一定程度上实现固结、同时具有高强度封堵性、长期稳定性，并且兼顾良好的选择封堵性，对低渗地层伤害低。该类堵剂要求突破压力梯度≥5MPa/m，适用温度30-90℃，适用矿化度3000-80000mg/L。
针对双高油藏高效开发问题，要求井间恶性窜流封堵体系必须具有进入地层深部进行有效封堵的能力，满足高含水零散剩余油条件下的挖潜要求，因此要求堵剂具有良好的剪切恢复性≥80%，抗稀释性≥80%，突破压力梯度≥1MPa/m，耐温35-90℃，耐矿化度3000-10000mg/L。
参考文献
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