黎曉茸，賈玉琴 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710021）

樊兆琪 （中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京102249）

楊棠英，劉笑春 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710021）

裂縫性油藏聚合物微球調(diào)剖效果及流線場(chǎng)分析

黎曉茸，賈玉琴 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710021）

樊兆琪 （中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京102249）

楊棠英，劉笑春 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710021）

基于實(shí)際裂縫性油藏聚合物微球試驗(yàn)區(qū)調(diào)剖前后的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析，建立了試驗(yàn)區(qū)井組流線模型，綜合評(píng)價(jià)了試驗(yàn)井組聚合物微球調(diào)剖效果，提出了調(diào)剖后注水井壓力響應(yīng)特征與油井見效特征。應(yīng)用試驗(yàn)井組流線模型，從可視化流線場(chǎng)角度對(duì)比了試驗(yàn)區(qū)注入聚合物微球前后流線及波及系數(shù)的變化。最后，根據(jù)試驗(yàn)區(qū)注聚合物微球效果評(píng)價(jià)，提出了提高裂縫性油藏波及系數(shù)的措施。

裂縫性油藏；聚合物微球；調(diào)剖；流線場(chǎng)；效果評(píng)價(jià)

裂縫性油藏開發(fā)過程中，由于注采井間裂縫、高滲通道較為發(fā)育，造成注入水沿裂縫、高滲通道方向竄流，導(dǎo)致油井產(chǎn)油量低等問題，深部調(diào)剖技術(shù)［1，2］可以有效封堵裂縫、高滲通道以改善油井工作狀況，聚合物微球是近年提出來的深部調(diào)剖劑。雷光倫等［3］利用微材料合成方法，設(shè)計(jì)合成了孔喉尺度聚合物凝膠微球，并進(jìn)行了微球在多孔介質(zhì)中流動(dòng)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)初步試驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，孔喉尺度聚合物凝膠微球?qū)τ蛯泳哂辛己玫倪m應(yīng)性，可顯著降低高含水油井的含水率，增加原油產(chǎn)量。張霞林等［4］研制了一種暫命名為“聚合物彈性微球乳液”的新型調(diào)剖驅(qū)油劑，并通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明聚合物彈性微球乳液是一種具有潛力的調(diào)剖驅(qū)油劑。自聚合物微球被提出以后，眾多學(xué)者［5～8］開展了相關(guān)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，研究了聚合物微球的性能及其影響因素；同時(shí)，國內(nèi)許多油田針對(duì)聚合物微球開展了礦場(chǎng)試驗(yàn)，部分礦場(chǎng)試驗(yàn)增產(chǎn)效果明顯［5，9～12］。關(guān)于聚合物微球的研究較多，但是評(píng)價(jià)聚合物微球試驗(yàn)效果的系統(tǒng)方法仍是空白。為此，筆者從礦場(chǎng)動(dòng)態(tài)出發(fā)，建立了聚合物微球調(diào)剖效果系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，以指導(dǎo)聚合物微球礦場(chǎng)試驗(yàn)后的措施調(diào)整，為更好地開展深部調(diào)剖提供理論依據(jù)。

1 實(shí)際裂縫性油藏試驗(yàn)區(qū)概況及調(diào)剖實(shí)施方案

1．1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)油層埋深1800m左右，平均有效厚度12．4m，孔隙度12．74%，滲透率1．81×10－3μm2。2006年6月以后，試驗(yàn)區(qū)逐漸增加月注水量，月注采比從2．0增大到2．5左右，油井產(chǎn)液穩(wěn)定，含水率上升速度加快，產(chǎn)油量逐漸降低，由4．5t／d（2006年1月）降至3．2t／d（2010年5月）。油井動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示，試驗(yàn)區(qū)部分油井含水率上升較快，注采井間存在高滲通道。針對(duì)以上問題，選取試驗(yàn)區(qū)3個(gè)反九點(diǎn)注水井組（圖1）開展了聚合物微球調(diào)剖試驗(yàn)。

圖1 試驗(yàn)區(qū)調(diào)剖井組

1．2 實(shí)施方案

試驗(yàn)區(qū)內(nèi)3口注水井于2010年6月開始注入聚合物微球，均采用4段塞注聚模式。其中，第1、2段塞濃度和注入時(shí)間相當(dāng)，第3段塞的濃度較小，為第1、2段塞的1／2或2／3，注入時(shí)間為70～80d。微球尺寸組合模式：μm級(jí)＋nm級(jí)＋nm級(jí)＋μm級(jí)。具體注入?yún)?shù)見表1。

表1 試驗(yàn)區(qū)聚合物微球注入?yún)?shù)

2 試驗(yàn)區(qū)效果評(píng)價(jià)

2．1 試驗(yàn)區(qū)注水井壓力響應(yīng)特征

聚合物微球注入地層后受注入水的推進(jìn)作用進(jìn)入大孔徑喉道，膨脹封堵后可迫使注水井注入壓力抬升，大量室內(nèi)試驗(yàn)證明了這一觀點(diǎn)［5，7］。所以，注入壓力可作為礦場(chǎng)評(píng)價(jià)聚合物微球封堵效果的標(biāo)準(zhǔn)之一。

依據(jù)礦場(chǎng)數(shù)據(jù)繪制注水井壓力響應(yīng)曲線，觀察92－36井注水壓力曲線（圖2（a））發(fā)現(xiàn)，在日注水量不變的前提下，油壓、套壓曲線呈“階梯”型上升，2條曲線變化模式與文獻(xiàn)［5］中室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果相似。94－36井與92－36井注水壓力曲線變化趨勢(shì)相同。觀察94－34井注水井壓力曲線（圖2（b））發(fā)現(xiàn)，在日注水量不變的前提下，油壓、套壓曲線呈“幾”字型上升。

圖2 試驗(yàn)井組注水井壓力響應(yīng)

試驗(yàn)區(qū)注入聚合物微球初始尺寸為：μm級(jí)＋nm級(jí)，小于孔喉半徑，在地層中運(yùn)移時(shí)不斷水化膨脹，直至堵塞孔喉發(fā)生封堵，封堵后表現(xiàn)為注水壓力曲線有一個(gè)抬升段；封堵一定時(shí)間后，當(dāng)注水壓力抬升到足夠大時(shí)，微球發(fā)生彈性變形，突破孔喉向前運(yùn)移直至下次封堵，表現(xiàn)為注水壓力曲線有一個(gè)水平段。聚合物微球濃度降低至不能封堵孔道后隨注入水產(chǎn)出。92－36井“階梯”型注水壓力曲線表明聚合物微球在92－36井組內(nèi)能有效封堵大孔道，調(diào)剖效果較好，注入聚合物微球期間注入壓力抬升10．6%。94－34井“幾”字型注水壓力曲線表明聚合物微球在94－34井組內(nèi)封堵時(shí)效較短，發(fā)生一次封堵后失效，注入聚合物微球期間注入壓力僅抬升4．7%。由此說明，所用聚合物微球尺寸與94－34井附近地層孔喉尺寸不匹配，聚合物微球調(diào)剖效果較差，建議重新篩選出與孔喉尺寸相匹配的聚合物微球。

2．2 試驗(yàn)區(qū)油井見效特征

聚合物微球注入地層后發(fā)生封堵，迫使原來高滲通道方向的注入水轉(zhuǎn)向進(jìn)入低滲透區(qū)域，有效增大了注入水的波及體積。所以，可以從油井動(dòng)態(tài)角度開展礦場(chǎng)聚合物微球封堵效果評(píng)價(jià)。

統(tǒng)計(jì)整理3個(gè)試驗(yàn)井組動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，得到井組平均動(dòng)態(tài)變化曲線，見圖3。觀察發(fā)現(xiàn)92－36井組注入聚合物微球期間產(chǎn)液量、產(chǎn)油量呈現(xiàn)“U”型變化，注入聚合物微球結(jié)束一段時(shí)間后，產(chǎn)液量、產(chǎn)油量迅速下降。94－36井組動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)與92－36井組相似。相比92－36井組，94－34井組動(dòng)態(tài)注入聚合物微球期間產(chǎn)液量、產(chǎn)油量無明顯上升趨勢(shì)。

圖3 試驗(yàn)井組動(dòng)態(tài)曲線

由于聚合物微球能有效封堵高滲通道，迫使液流轉(zhuǎn)向，在低滲透區(qū)域沒有被有效動(dòng)用的情況下，油井供液暫時(shí)不足，產(chǎn)液量、產(chǎn)油量降低，即92－36井組動(dòng)態(tài)曲線中“U”型下降階段；低滲透層中的原油被驅(qū)替至油井后，產(chǎn)液量、產(chǎn)油量回升，對(duì)應(yīng)“U”型上升階段。而94－34井組注入的聚合物微球封堵效果較差，低滲層動(dòng)用程度很低，所以產(chǎn)液量、產(chǎn)油量沒有上升階段。隨著注入水的驅(qū)替，聚合物微球的封堵性能逐漸失效，注采井之間的高滲通道再次連通，低滲層不能被有效波及，導(dǎo)致油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量大幅降低。

基于試驗(yàn)區(qū)3個(gè)調(diào)剖井組的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可知：92－36井組與94－36井組聚合物微球調(diào)剖效果較好，94－34井組調(diào)剖效果不明顯。但對(duì)比井組、單井動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)，從注入聚合物微球至單井產(chǎn)量開始大幅遞減，油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量升高或穩(wěn)定的持續(xù)時(shí)間小于6個(gè)月，即注聚合物微球有效期較短。隨聚合物微球變形、突破、運(yùn)移，聚合物微球沿程濃度逐漸降低，不易再次發(fā)生暫堵是注聚合物微球有效期短的主要原因。因此，適當(dāng)加大聚合物微球用量或者多段塞間歇式注入聚合物微球能有效延長有效期。

3 試驗(yàn)區(qū)流線場(chǎng)

3．1 流線模型建立

基于應(yīng)用廣泛的流線模擬器Frontsim，結(jié)合試驗(yàn)區(qū)實(shí)際參數(shù)，建立注入聚合物微球的流線模型，模型參數(shù)見表2。模型中部署反九點(diǎn)井網(wǎng)（圖1），井排距330m×170m。

表2 試驗(yàn)區(qū)參數(shù)

3．2 流線對(duì)比

在所建立試驗(yàn)區(qū)流線模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)區(qū)動(dòng)態(tài)歷史擬合，調(diào)整試驗(yàn)井組內(nèi)高滲通道的分布及規(guī)模（方位、導(dǎo)流能力等），在保證擬合精度的前提下，得到試驗(yàn)井組注入聚合物微球前的流線分布，見圖4（a）。應(yīng)用屬性場(chǎng)重啟手段實(shí)現(xiàn)聚合物微球調(diào)剖的效果，結(jié)合試驗(yàn)區(qū)物性參數(shù)，得到試驗(yàn)井組注入（）。

圖4 92－36井組流線分布對(duì)比

如圖4所示，聚合物微球調(diào)剖前，92－36井組內(nèi)的流線分布不均勻，由于高滲通道的存在，由注水井發(fā)散的流線多聚集于上半個(gè)井組，其余部分流線稀疏，且動(dòng)用程度較低；92－36井注入聚合物微球后，有效封堵了高滲通道，流線發(fā)生轉(zhuǎn)向，井組內(nèi)流線分布相對(duì)均勻，未動(dòng)用區(qū)域得以有效動(dòng)用。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算調(diào)剖前后的波及系數(shù)發(fā)現(xiàn)，相比調(diào)剖前，井組波及系數(shù)提高0．9%。

4 結(jié)論

1）建立了結(jié)合試驗(yàn)井組動(dòng)、靜態(tài)數(shù)據(jù)與流線模型的調(diào)剖效果評(píng)價(jià)方法，并應(yīng)用于某裂縫性油藏聚合物微球試驗(yàn)區(qū)，試驗(yàn)區(qū)內(nèi)92－36井組與94－36井組調(diào)剖效果較好，94－34井組調(diào)剖效果不明顯。

2）提出了聚合物微球調(diào)剖后注水井壓力響應(yīng)特征與油井見效特征：調(diào)剖效果好時(shí)，注水壓力曲線呈“階梯”型上升，油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量曲線呈“U”型變化，之后快速下降；調(diào)剖效果不明顯時(shí)，注水壓力曲線呈“幾”字型，油井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量曲線無明顯變化。

3）應(yīng)用流線模型，從可視化流線場(chǎng)角度對(duì)比了試驗(yàn)區(qū)注入聚合物微球前后流線的變化，調(diào)剖前后試驗(yàn)井組波及系數(shù)提高0．9%。

4）基于試驗(yàn)區(qū)注聚合物微球效果評(píng)價(jià)，提出了增大聚合物微球注入量、聚合物微球多段塞間歇式注入2種提高試驗(yàn)區(qū)波及系數(shù)的措施。

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［編輯］ 蕭 雨

TE357．46

A

1000－9752（2012）07－0125－04

2011－09－26

黎曉茸（1964－），女，2003年西安石油大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事提高采收率工藝技術(shù)研究。