張進(jìn)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(shù)研究與應(yīng)用

張進(jìn)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(jīng)過多年的開采，部分區(qū)塊已經(jīng)進(jìn)入中高含水期，目前油田已有見水井420口，占總井?dāng)?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(chǎn)的關(guān)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(guān)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(shù)已成為制約油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的技術(shù)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(qiáng)的堵水工藝和適用性好的堵劑產(chǎn)品，最終達(dá)到對姬塬油田水淹井的有效治理目標(biāo)。

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(chǎn)或經(jīng)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(zhì)影響，注水易沿高滲帶突進(jìn)。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(jìn)，導(dǎo)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(dá)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(zhì)性（層內(nèi)、層間和平面非均質(zhì)）對于注水開發(fā)油藏，非均質(zhì)性強(qiáng)的儲層，在開發(fā)過程中矛盾比較突出，造成同一井網(wǎng)上不同位置油井見水程度不均，從而影響油井的產(chǎn)量。

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

1.2.4 后期多次改造導(dǎo)致油井過早見水對于長慶低滲透儲層，油井均需壓裂投產(chǎn)，水井按照儲層特征，進(jìn)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(yán)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(chǎn)潛力基礎(chǔ)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(biāo)，結(jié)合油井水淹特征，選擇針對性的工藝技術(shù)對策，通過油井水淹的生產(chǎn)曲線和來水方向進(jìn)行判斷[2-5]，針對幾種情況形成了不同的技術(shù)對策（見表1）。

2.1 復(fù)合段塞堵水（堵水酸化）工藝

技術(shù)思路和段塞設(shè)計（見圖1）：用弱凝膠對人工裂縫遠(yuǎn)端的微裂縫進(jìn)行封堵；用強(qiáng)凍膠對人工裂縫進(jìn)行封堵，中間可變換黏度，交替注入；用高強(qiáng)封堵劑對人工裂縫進(jìn)行封口；過頂替，預(yù)留裂縫泄油通道；復(fù)合酸化措施，達(dá)到增油目的。

表1 油井水淹特征及技術(shù)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(jié)合的思路，在舊縫張開后，泵入足夠強(qiáng)度的化學(xué)堵劑，封堵老裂縫。然后采用定向射孔轉(zhuǎn)向壓裂造新縫，達(dá)到動用側(cè)向剩余油的目的。

聚合物-凝膠復(fù)合堵劑封堵遠(yuǎn)端裂縫；高強(qiáng)度裂縫封堵劑封堵人工裂縫和封口；定向射孔同層內(nèi)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(diào)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(jìn)入油井的采油區(qū)域，降低油井產(chǎn)能。在油井方向通過油井堵水技術(shù)再次封堵與注水井溝通的裂縫與微裂縫，進(jìn)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(chǎn)能，延長其生產(chǎn)周期（見圖3）。

圖3 油水井雙向調(diào)堵示意圖

3 堵水劑優(yōu)化篩選

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

3.1 微細(xì)水泥封堵體系

微細(xì)水泥封堵體系主要包含兩個部分：以微細(xì)水泥為主劑，多種功能型添加劑復(fù)配的微細(xì)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(xì)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(jié)后抗壓強(qiáng)度可達(dá)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(xì)水泥封堵液體系特征：流動性好，低摩阻；抗壓強(qiáng)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(jié)質(zhì)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(nèi)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(guān)井候凝期間內(nèi)管柱的安全，開發(fā)了與微細(xì)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(zhì)和人工裂縫遠(yuǎn)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(qiáng)凍膠，強(qiáng)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(qiáng)，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(xì)水泥－適用于堵水壓裂工藝技術(shù)：用選擇性弱凝膠G542對遠(yuǎn)端微裂縫進(jìn)行封堵；用微細(xì)水泥體系對人工裂縫進(jìn)行封堵，水泥封堵體系強(qiáng)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(shù)：用選擇性弱凝膠G542對出水裂縫遠(yuǎn)端微裂縫進(jìn)行封堵；用智能凝膠G521對人工裂縫進(jìn)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(yīng)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(xì)水泥堵水+定向射孔壓裂，地242-78首先進(jìn)行復(fù)合段塞堵水無效后實施微細(xì)水泥堵水+補(bǔ)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(jié)論與認(rèn)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(fù)合段塞堵水（堵水酸化）技術(shù)、堵水+定向射孔壓裂技術(shù)、油水井雙向調(diào)堵技術(shù)。

（2）針對堵水+定向射孔壓裂工藝，通過室內(nèi)優(yōu)選和評價研發(fā)出可有效封堵人工裂縫的微細(xì)水泥堵劑體系，膠結(jié)后抗壓強(qiáng)度可達(dá)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(guān)鍵技術(shù)，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(guān)鍵在于堵得住，可有效改善平面矛盾，提高水驅(qū)波及體積，從而提高油藏開發(fā)效果。

［1］熊春明，唐孝芬.國內(nèi)外調(diào)剖堵水技術(shù)最新進(jìn)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(shù)［J］.西南石油學(xué)院學(xué)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(shù)在濮城油田的應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2000，22（5）：77-80.

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TE358.3

A

1673-5285（2016）12-0042-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.12.011

2016－09-10

張進(jìn)科（1984－），油田開發(fā)工程師，2006年7月畢業(yè)于西安石油大學(xué)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。