致密砂岩裂缝油藏调剖工艺探索及应用

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年第4月第11期(中)   作者:孙招锋
[导读] 鄂尔多斯盆地天环向斜南部的红河油田,地形为黄土塬
       孙招锋
       中石化华北油气分公司,河南郑州  450000

       摘 要:鄂尔多斯盆地天环向斜南部的红河油田,地形为黄土塬复杂地形,属于低孔、特低渗致密砂岩油藏。原油性质为低含硫、轻质的常规原油,在注水开发过程中水淹快,表现为明显的裂缝型窜流特征。通过研究水窜特征、机理,在工艺上优选调剖类型,采用微球及预交联颗粒缝内调剖材料,并开展现场试验,取得来致密油裂缝调剖工艺的认识,为该类油藏在提高采收率方面提供了技术借鉴。
       关键词:致密油  调剖  注水  采收率
1.概况
       红河油田位主要勘探开发层位为延安组延9油层组,延长组长6、长8和长9油层组,其中长8、长9是主要开发层位。长8油层平均孔隙度为10.1%,平均渗透率为0.45×10-3μm2,长9油层平均孔隙度为15.1% ,平均渗透率为1.95×10-3μm2,属于低孔、特低渗致密砂岩油藏。储层温度平均温度为64.69℃,平均温度梯度为2.45℃/100m,地层水均为硫化钙型,矿化度79622~100000(mg/l)。油藏开发主要采用水平井天然能量开发为主,完井方式采用预制裸眼封隔器分段滑套管柱、套管固井和悬挂尾管三种方式,压裂工艺分别采用投球分段压裂、连续油管拖动底封、可钻桥塞、水力喷砂四种。油田开发初期主要以天然能量开发为主, 2010年以来,油田开发方式从直井向水平井开发转变,并逐渐形成了以水平井为主的开发方式,随着天然能量的逐渐降低,产量下降,含水升高,先后开展了CO2驱和水驱试验,出现气窜或水窜现象,严重影响了补充地层能量开发进程。
2.水窜机理研究
       通过地质勘探资料和大量现场资料分析,水窜主要原因有以下两种:一是油田内天然裂缝发育分布广泛,造成完井后两井通过天然裂缝直接沟通。裂缝主要方位有两条:一条为北东东断裂,走向主要为67°-82°,主要为75°,几乎与最大主应力方向一致,另一条为北西断裂,主要走向为45°,局部为近东西向断层,裂缝以高角度缝为主;二是该区块97.5%油井均采用压裂投产,压裂时直接被临井压窜井76口,分析压裂时人工裂缝与天然裂缝沟通所致。
3.堵水工艺研究
       针对储层基质致密、裂缝发育油藏,存在基质启动困难和裂缝导流能力高的两面矛盾,考虑到堵剂施工、价格和对地层伤害等因素,对目前常规堵剂类型分别有颗粒类、冻胶类、泡沫类、树脂类、微生物类、水泥类、无机盐类六大类进行优选和评价,选择采用有机颗粒型堵剂对裂缝进行封堵,再通过低界面的张力的高效驱油剂降低基质和次生裂缝启动压力,最终达到堵而不死提高采收率的目的。
(1)预交联颗粒
       预交联颗粒粒径0.5-3.5mm,耐温120℃,耐盐30×104mg/L,膨胀倍数10~30倍。颗粒遇水膨胀,在注水压力推动下堆积压缩成不渗透封堵屏障,封堵水窜通道。封堵实验压力达到40MPa,封堵率达100%,封堵率较高,不污染储层。
(2)微球颗粒
聚合物微球粒径20nm-5000μm,耐温85℃,耐盐10×104mg/L,膨胀倍数9~12倍。微球在地层中遇水膨胀,依靠颗粒吸附、桥接和堆积效应封堵水窜通道。封堵率大于99%,在线注入、工艺简单、不污染储层。


       (3)采用复合配方
       采用0.4%聚合物Ⅰ+0.1%交联剂(Ⅰ)+0.2%交联剂(Ⅱ)+0.3交联剂(Ⅱ) ,5天在稳定状态下完成成胶,粘度能达到30000mPa·s以上。
4.现场试验
(1)预交联颗粒
       HH105-29井采用“预交联颗粒+弱凝胶+高效驱油剂”复合调剖工艺,根据油藏工程研究结果,裂缝性油藏长期注水后形成的水淹体积占井组地层孔隙总体积的0.8~5.2%,按照1/2井距的封堵半径和油层孔隙体积计算堵剂用量,终设计量为800m3,注入速度控制在2-5m3/h,设计四个段塞,实施过程在线调整注入速度和用量。现场施工过程对应油井开井,在打入第二个段塞过程,油井见到了调剖剂,5月7日结束,排量5-6m3/h,累注605.6m3,注入压力15MPa上升至19.2MPa,调剖后注水压力16MPa,注水量10m3/d,注水30天后失效。
(2)微球颗粒
HH105-44井采用聚合物微球+‘微球-冻胶’ 调剖工艺”复合调剖工艺,设计理念同上,微球的尺寸由小至大,实现深部调剖,施工过程对应油井开井,5月14日结束,排量0.3-3m3/h,累注277.5m3,注入压力10MPa上升至18MPa,详见下图。调剖后注水压力14MPa,5m3/d。注水后对应油井含水有恢复现象,但HH105-44井一旦停注,对用油井HH37P26含水明显下降,注水16天后,出现明显水淹。
(3)有机连续相堵剂
       HH127-2以有机连续相为主体进行调剖,根据注入压力和裂缝开度的关系,实际用量为工程算法用量的1.2 倍即347m3,注入速度3-5m3/h,施工排量控制原则是以压力定排量,实施低压低排量注入,以减少对低渗透层的堵塞。施工过程对应油井关井,排3-4m3/h,累注343m3,注入压力17MPa上升至21.5MPa。调剖过程对应油井缓慢上升,无明显水窜现象,调剖后注水压力22MPa注不进,分析顶替量过小,造成在封口段塞距离井筒较近,解堵后初期注水压力18MPa,注水量10m3/d,目前21MPa,注水量m3/d,未出现水淹现象。
5.结论与认识
       (1)通过以颗粒和连续相为主的调剖剂对比,连续相较颗粒相更适应不同裂缝尺寸的封堵。
       (2)裂缝在地层中分布差异大,表现在裂缝大小差异大、分布不均匀、不对称,调剖时通过对应油井开关进行调节,引导堵剂走向逐一封堵。
       (3)建议调剖前增加容易监测到的段塞,便于调整对应油井开关时机,控制调剖剂用量。
       (4)施工前后最好各测一次吸水剖面的变化情况,有利于对比调剖效果。
       
       
       
       参考文献:
       (1)赵福麟,王彦丛,李安全,王凤桐,杨年文;埕东油田铬冻胶堵剂的改进[J];石油大学学报(自然科学版);1988年02期
       (2)沈聪 污泥调剖技术的研究  当代化工  第44卷 第6期  2015年6月
       (3)王小泉;马宝岐;何竹梅;;碱法造纸废液化学改性法制高温堵剂的研究[J];西安石油大学学报(自然科学版);1991年02期
       孙招锋(1982-),男,汉,籍贯:陕西商南,工程师,大学,单位:中石化华北油气分公司,研究方向:油气开发
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