張進科，魏江偉，張倩，龔雪梅

（中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710200）

姬塬油田三疊系油藏油井堵水技術研究與應用

張進科，魏江偉，張倩，龔雪梅

（中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安710200）

姬塬油田經過多年的開采，部分區(qū)塊已經進入中高含水期，目前油田已有見水井420口，占總井數(shù)的8.7%，因此對于水淹井的有效治理是油田保持長期穩(wěn)產的關鍵。該油田高含水井以裂縫性水淹為主，通過十余年的努力攻關取得一些成果，但在水淹水平井治理、大面積裂縫性水淹井整體改造等方面仍有較大欠缺和不足，低滲透高含水油井堵水技術已成為制約油田穩(wěn)產增產的技術瓶頸之一。本文針對姬塬油田三疊系油井水淹特征，開展堵水工藝研究及堵劑體系優(yōu)選，形成針對性強的堵水工藝和適用性好的堵劑產品，最終達到對姬塬油田水淹井的有效治理目標。

姬塬油田；裂縫性；堵水

1 姬塬油田水淹井特征

1.1 油井見水特征

受儲層裂縫影響，主向油井易見水。由于低滲透儲層壓裂投產或經后期多次壓裂改造，受人工裂縫影響，主向井易見水。

受儲層非均質影響，注水易沿高滲帶突進。由于主砂體走向、地層微裂縫發(fā)育、壓裂裂縫等共同作用造成注入水易延高滲帶突進，導致見水具有多向性特點[1]。

1.2 含水上升原因分析

1.2.1 裂縫因素（天然裂縫和人工裂縫）一方面可以提高油水滲流能力，使注水井達到配注，油井獲得效益開發(fā)；另一方面容易形成水竄，使采油井過早見水或水淹。

1.2.2 儲層非均質性（層內、層間和平面非均質）對于注水開發(fā)油藏，非均質性強的儲層，在開發(fā)過程中矛盾比較突出，造成同一井網上不同位置油井見水程度不均，從而影響油井的產量。

1.2.3 注水導致微裂縫開啟由于儲層微裂縫發(fā)育，當注水量達到一定值時，注水壓力達到微裂縫開啟壓力，造成注入水沿微裂縫推進，部分井試油出水、投產很快見水或井組內大部分油井含水上升并水淹，最終導致井組水驅效率低，低含水采油期短，穩(wěn)產效果差。

1.2.4 后期多次改造導致油井過早見水對于長慶低滲透儲層，油井均需壓裂投產，水井按照儲層特征，進行射孔、爆燃或壓裂投注，部分井因后期多次改造，造成了無水采油期縮短，嚴重影響了區(qū)塊的整體開發(fā)。

2 堵水配套工藝研究

在確定水淹油井具有增產潛力基礎上，判斷油井的來水方向及大小，以提高單井效益、控制無效水循環(huán)、改善注采井組為目標，結合油井水淹特征，選擇針對性的工藝技術對策，通過油井水淹的生產曲線和來水方向進行判斷[2-5]，針對幾種情況形成了不同的技術對策（見表1）。

2.1 復合段塞堵水（堵水酸化）工藝

技術思路和段塞設計（見圖1）：用弱凝膠對人工裂縫遠端的微裂縫進行封堵；用強凍膠對人工裂縫進行封堵，中間可變換黏度，交替注入；用高強封堵劑對人工裂縫進行封口；過頂替，預留裂縫泄油通道；復合酸化措施，達到增油目的。

表1 油井水淹特征及技術對策

圖1 堵水+酸化工藝示意圖

2.2 堵水+定向射孔壓裂工藝

對裂縫型水淹井，按照“堵+壓”結合的思路，在舊縫張開后，泵入足夠強度的化學堵劑，封堵老裂縫。然后采用定向射孔轉向壓裂造新縫，達到動用側向剩余油的目的。

聚合物-凝膠復合堵劑封堵遠端裂縫；高強度裂縫封堵劑封堵人工裂縫和封口；定向射孔同層內壓裂新縫（見圖2）。

圖2 定向射孔壓新縫示意圖

2.3 油水井雙向調堵工藝

通過水井封堵與水淹油井的主要油流通道，使得后續(xù)注入水不能夠進入油井的采油區(qū)域，降低油井產能。在油井方向通過油井堵水技術再次封堵與注水井溝通的裂縫與微裂縫，進一步提高堵水率，降低采油區(qū)域的含水率，綜合挖潛油井產能，延長其生產周期（見圖3）。

圖3 油水井雙向調堵示意圖

3 堵水劑優(yōu)化篩選

通過室內評價和優(yōu)選形成了封堵人工裂縫的微細水泥堵劑體系和封堵基質和微裂縫的凝膠堵劑體系。

3.1 微細水泥封堵體系

微細水泥封堵體系主要包含兩個部分：以微細水泥為主劑，多種功能型添加劑復配的微細水泥封堵液體系；以防塞劑GFS為主的配套防塞液體系，保證管柱安全。

微細水泥封堵液體系：所研發(fā)的封堵液體系具有較好的流動性和膨脹性，且在48 h膠結后抗壓強度可達29.7 MPa，可滿足井口憋壓大液量水淹井的有效封堵（見表2）。

表2 封堵液體系綜合性能評價表

微細水泥封堵液體系特征：流動性好，低摩阻；抗壓強度高，滲透率低；低失水，體系穩(wěn)定；微膨脹，無體積收縮，保障膠結質量。

防塞液體系：防塞劑GFS配制的防塞液體系防止水泥顆粒下沉聚集與水化，與封堵液不同體積比配制的混漿3 d內均不凝固，有效保證了管柱的安全（見表3）。

為了保障封堵液關井候凝期間內管柱的安全，開發(fā)了與微細水泥封堵液體系配套的防塞液體系。

表3 防塞劑GFS凝固試驗情況

3.2 凝膠堵劑體系

3.2.1 選擇性凝膠堵水劑體系－G542主要特點：具有黏彈性和黏附性好的特點；在70℃～90℃具有良好的長期熱穩(wěn)定性和抗鹽性能；主要用于封堵基質和人工裂縫遠端的微裂縫（見表4）。

3.2.2 智能凝膠堵水劑體系－G521主要特點：該堵劑為固定形態(tài)的強凍膠，強度大，彈性好；具有一定的吸水膨脹性能；耐溫、抗鹽、耐酸堿；用于封堵人工裂縫或封口（見表5）。

智能凝膠G521對水和油的封堵能力都極強，堵水率和堵油率均為100%，可以滿足姬塬地區(qū)堵水酸化作為封口劑的要求。

3.3 堵劑體系優(yōu)選

形成了針對不同堵水工藝的兩套堵劑體系：

（1）G542+微細水泥－適用于堵水壓裂工藝技術：用選擇性弱凝膠G542對遠端微裂縫進行封堵；用微細水泥體系對人工裂縫進行封堵，水泥封堵體系強度高，可以滿足堵水后的壓裂改造作業(yè)。

（2）G542+G521－適用于堵水酸化工藝技術：用選擇性弱凝膠G542對出水裂縫遠端微裂縫進行封堵；用智能凝膠G521對人工裂縫進行封堵并封口，防止堵劑返吐。

4 現(xiàn)場試驗效果評價

2015年兩種體系共應用3口井，有效2口井，其中地175-16為堵水酸化，地224-77為微細水泥堵水+定向射孔壓裂，地242-78首先進行復合段塞堵水無效后實施微細水泥堵水+補孔壓裂（措施后目前仍無效）（見表6）。

表4 G542封堵液體系綜合性能表

表5 G521智能凝膠堵水劑綜合性能表

表6 現(xiàn)場試驗3口堵水井措施效果表

5 結論與認識

（1）將姬塬油田水淹類型劃分為暴性水淹、過早見水和堵水失效三種情況，針對三種情況水淹井提出治理思路：復合段塞堵水（堵水酸化）技術、堵水+定向射孔壓裂技術、油水井雙向調堵技術。

（2）針對堵水+定向射孔壓裂工藝，通過室內優(yōu)選和評價研發(fā)出可有效封堵人工裂縫的微細水泥堵劑體系，膠結后抗壓強度可達到30 MPa，且實現(xiàn)了連續(xù)混配堵水施工。

（3）通過現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)，定向射孔在堵水壓裂中是一項關鍵技術，它可以改變堵水后新裂縫的開啟方向，決定堵水壓裂效果的成敗。

（4）油井堵水增油只是一個目的，關鍵在于堵得住，可有效改善平面矛盾，提高水驅波及體積，從而提高油藏開發(fā)效果。

［1］熊春明，唐孝芬.國內外調剖堵水技術最新進展及發(fā)展趨勢［J］.石油勘探與開發(fā)，2007，34（1）：83-88.

［2］蒲萬芬，陳剛，胡書寶，等.與酸化聯(lián)作的堵水技術［J］.西南石油學院學報，1997，19（3）：43-48.

［3］巨登峰，張克永，張雙艷.華北油田裂縫性油藏的堵水實踐［J］.斷塊油氣田，2001，8（6）：39-43.

［4］喬二偉，師清磊，王和琴，等.油井分層化堵技術在濮城油田的應用［J］.石油鉆采工藝，2000，22（5）：77-80.

［5］楊懷國，劉法杰，王燕娜，等.油井化學堵水工藝技術新進展［J］.油氣田地面工程，2009，28（5）：29-30.

TE358.3

A

1673-5285（2016）12-0042-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.12.011

2016－09-10

張進科（1984－），油田開發(fā)工程師，2006年7月畢業(yè)于西安石油大學石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事井下作業(yè)工作，郵箱：zhangjk2_cq@petrochina.com.cn。