徐傳奇 付美龍 敖明明

摘 ? ? ?要： 深部調剖技術是油田高含水開發(fā)中后期用以控水增油、增產增注的重要手段。其中，深部調剖體系是一大關鍵。當前，油田常用的深部調剖體系可分為傳統(tǒng)單一型與復合新型兩種，以傳統(tǒng)單一型體系為主。但隨著油田開發(fā)逐漸深入，傳統(tǒng)單一型深部調剖體系已越來越難滿足現(xiàn)場生產需求，而復合新型深部調剖體系則顯示出更強的適應性，極具商業(yè)價值與研究必要。簡述了油田現(xiàn)場常用的單一型深部調剖體系，并綜述了復合新型深部調剖體系的室內研究進展與應用現(xiàn)狀，包括各類復合體系的深部調剖機理、協(xié)同機理研究，以及室內性能評價與現(xiàn)場試驗情況等諸多方面，同時還對復合深部調剖體系的研究進行一定展望。

關 ?鍵 ?詞：深部調剖體系;復合新型深調剖體系;研究進展;應用現(xiàn)狀

中圖分類號：TE 39 ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2019）12-2855-06

Abstract： In-depth profile control technology is a significant approach for fields to controlling water and increasing production in the intermediary-later production stage of oilfield with high water cut，and the in-depth profile modification agent is one crux of it. Currently，the in-depth profile modification agents applied commonly in oilfields include traditional simplex agents and new compound agents. However，it has become increasingly difficult for the traditional simplex agents to satisfy fields production demand ，while the compound in-deep profile modification agents perform greater adaptability， commercial value and research necessity. In this paper， the major simplex in-deep profile modification agents used in oilfields were introduced，and then the indoor research progress and application status of various compound agents were summarized， including the active mechanisms， synergistic reaction mechanisms， indoor performance evaluation and field test situation. And the development expectation of compound in-deep profile modification agents was discussed.

Key words： In-depth profile modification agents; Compound in-deep profile modification agents; Research progress; A pplication status

水井調剖是油田在高含水開發(fā)中后期用以調整地層吸水剖面，改善水驅效果與提高采收率的重要施工工藝。特別是深部調剖技術，更是解決傳統(tǒng)調剖工藝作用半徑小、施工作業(yè)后生產井增產期短、增產效果差等問題而發(fā)展起來的新技術[1]。大量研究與試驗顯示，竄流、繞流等矛盾均可通過深部調剖得到有效解決[2]。深部調剖技術是通過選用合適的深部調剖體系深入并封堵高滲透出水層位，迫使后續(xù)驅替液轉向，進入受波及較輕的中、低滲透層，從而最大限度提高水驅波及系數(shù)與采收率的。由于深部調剖用的化學堵劑較傳統(tǒng)堵劑能更加深入地層，封堵的位置更遠，故液流繞過封堵區(qū)所需的時間更長，能更有效地延長油井增產期，改善注水開發(fā)效果。當前，油田常用的深部調剖體系可分為傳統(tǒng)單一型與復合新型兩種，以單一型體系為主。但隨著油田開發(fā)不斷深入，傳統(tǒng)單一型深部調剖體系已經越來越難滿足油田生產需要，研發(fā)新型深部調剖體系已是刻不容緩。作為一種方興的新型深部調剖體系，復合型深部調剖體系克服了單一型體系的不足，油藏適應性更強?，F(xiàn)場試驗[3，4]證明，復合新型深部調剖體系能夠較好地滿足油田日益增長的生產需求，極具商業(yè)價值與研究必要。

1 ?國內深部調剖體系研究與應用現(xiàn)狀

選擇合適的深部調剖體系是油田深部調剖取得成功的重要因素之一[5]。不同深部調剖體系性質有所區(qū)別，但每一種深部調剖體系都必須具備以下三點：

①進得去。進得了地層是調剖劑都應具備的最基本屬性，這是深入并封堵地層的基本前提。

②堵得住。水井調剖就是為了能長期、有效封

堵地層中的主流通道以調整地層吸水剖面，改善油田注水開發(fā)效果。這是最基本要求。

③移得動。深部調剖體系具備一定的運移能力，才能于后續(xù)作業(yè)中愈加深入地層。這是深入地層的重要保證。

1.1 ?傳統(tǒng)單一型深部調剖體系

（3）聚合物溶液類

聚合物溶液亦可用于體系復合，且類型多樣，如脲醛樹脂-FeSO4單液法復合體系等[26-29]。其中，疏水聚合物類復合體系最常見。疏水聚合物是一種分子量較高、分子鏈上有些許憎水基的親水聚合物。其分子鏈可在一定條件下自發(fā)締合，形成三維立體網(wǎng)狀空間結構，故較常規(guī)高分子溶液更耐剪切。疏水締合聚合物可與凝膠復合，亦能與顆粒、微球復合，特別是顆粒與微球。其中，顆粒類包括無機顆粒類，如粘土顆粒[30]，亦包括有機顆粒，特別是預交聯(lián)體膨顆粒[31-34]。疏水聚合物與顆粒、微球復合，既可抑制自身竄流，又能增強顆粒、微球地層選擇性，同時，還能依靠膠結作用減輕地層水對離散顆粒、微球的水力洗帶，增強其耐沖刷性與封堵強度。此外，聚合物與顆粒、微球的復合體系還兼具顆粒、微球的“調剖”與聚合物溶液“驅油”兩種作用機理。顆粒、微球可有效封堵地層主流通道，強化聚合物溶液、凝膠深部改向能力，擴大后續(xù)驅替液波及體積，提高原油采收率效果優(yōu)于使用單一體系。

①疏水聚合物-預交聯(lián)顆粒。2008年，南北杰、張志強等[35]針對靖安油田大路溝二區(qū)與白于山區(qū)油井含水上升快等問題，將“預交聯(lián)顆粒+PL調剖劑+疏水聚合物AP- P3+水驅改向劑”復合體系用于12口試驗井調剖作業(yè)，并獲得了成功。作業(yè)后，注水井平均壓力由之前的6.5 MPa升至8 MPa，平均吸水厚度亦從81 m增至96.5 m，見效采井60口，日增油量22.2 t，總計增油量3 193 t，減水量6 069 m3，平均含水下降7.7%，實現(xiàn)了對該區(qū)塊高滲透地層長期、有效封堵，顯著改善了地層吸水剖面，解決了油井水淹、注水開發(fā)效果差等問題;

②疏水聚合物-微球[36，37]。楊俊茹、謝曉慶等[38]曾就渤海S油田聚合物驅后吸水剖面不理想、油井含水較高等問題，對交聯(lián)聚合物微球-疏水聚合物復合體系進行室內物理模擬，研究表明交聯(lián)聚合物微球-疏水聚合物復合體系在目的層具有較好的增黏性、封堵性與剪切穩(wěn)定性;地層孔隙中，聚合物微球既可深入地層封堵主流通道，又能與疏水聚合物產生良好的協(xié)同作用，強化聚合物耐溫性能與轉向能力，延緩聚合物單向突破并增加波及范圍，顯著提高聚合物驅采收率8%～10%，符合該油田高滲透儲層的要求。

（4）微球類

①聚合物微球是一種新型單液法堵劑。可于地層吸水膨脹，又能在一定壓差下彈性變形，逐級深入并封堵地層主流通道，迫使后續(xù)液流轉向，擴大后續(xù)液流驅替范圍，改善地層吸水剖面，主要用于含中小裂縫的低滲透油藏。但由于其粒徑較小、地層選擇性較差等，故多與凝膠、泡沫、聚合物溶液等體系復合。此外，最新研究還指出微球與表面活性劑、預交聯(lián)顆粒也具有較好的配伍性。

微 球-表面活性劑復合體系。微球-表面活性劑復合體系是一種兼微球、表面活性劑雙重優(yōu)勢的新型深部調剖體系，國內一些中低滲油藏已廣泛使用表面活性劑提高原油采收率，但有關微球-表面活性劑的應用實例還不多[39，40]。2015年，王崇陽、蒲萬芬等人[41]針對西達里亞油田水驅開發(fā)效果不佳的問題，將耐溫抗鹽性較好的低界面張力表面活性劑體系SA與室內研制的聚合物微球Z10復配，并通過物理模擬調驅實驗研究了該體系在復合調驅過程中壓力與阻力的變化特征。室內研究顯示，該體系兼聚合物微球與表面活性劑的“調剖”、“洗油”雙重作用，當油層滲透率與微球顆粒粒徑相匹配時，可有效封堵高溫高鹽油藏高滲層，即便是非均質低滲透油藏，該體系仍具有較強的適應性，能有效啟動低滲透層中的原油，提高采收率效果10%以上;

②微球-顆粒復合體系。如微球-預交聯(lián)體膨顆粒體系，二者亦具一定配伍性，能夠產生良好的協(xié)同作用。2014年，黃德勝、齊寧等[42]就高溫油藏層間、層內矛盾嚴重，注水開發(fā)效果差等問題，以物模實驗研究了預交聯(lián)顆粒-聚合物微球復合體系。實驗表明，在“先顆粒，后微球”的注入方式下該復合體系深部調剖效果明顯優(yōu)于“先微球，后顆?！?。原因是地層條件下，當預交聯(lián)顆粒先于微球深入高滲透地層，由于其吸水膨脹后的粒徑遠大于微球，因此后至的微球只能轉向進入中、低滲透層，故而“先顆粒，后微球”的注入方式能更有效地增加堵劑對地層的封堵范圍，擴大后續(xù)驅替液波及體積。此體系可提高非均質油藏采收率20%以上。

1.2.2 ?三元復合型深部調剖體系

三元復合型深部調剖體系是另一類復合新型深部調剖體系。當前，由于單一型深部調剖體系間的協(xié)同機理尚未完全明確，特別是三元復合體系，協(xié)同調驅機理更加復雜，故此類體系的研發(fā)較二元復合體系較為緩慢，類型也相對單一，遠不如二元復合體系類型多樣。

現(xiàn)階段，三元復合型深部調剖體系主要有凝膠-顆粒-聚合物體系、凝膠-顆粒-微球復合體系。

①凝膠-顆粒-聚合物體系，如凝膠-疏水聚合物-鈉土顆粒體系。2010年，宮毓陽，劉偉等[43]為解決國內JS油田注水開發(fā)過程中由強非均質地層引起的嚴重水竄、注水開發(fā)效果差等問題，將由鈉土顆粒、疏水聚合物與凝膠三大體系組合成的有機-無機復合段塞用于JS油藏深部調剖。凝膠注入性良好，可對高滲透地層進行有效封堵，但由于其耐剪切性較差，長期穩(wěn)定性也較差，故將之與適量的疏水聚合物復合，既能降低交聯(lián)劑用量與交聯(lián)體系的脆性，同時還可增強體系彈性、長期穩(wěn)定性以及封堵強度。此外，鈉土與地層水間的配伍性也較好。地層條件下，鈉土遇水膨脹后會以絮凝態(tài)高度分散、懸浮于地層水中，增強體系攜帶能力;同時，還能通過吸附作用于高滲透地層深處形成封堵，協(xié)同有機調剖體系調驅。室內研究結果表明，該三元復合體系段塞能有效封堵JS油藏高滲透層，提高后續(xù)水驅壓力，迫使后續(xù)液流轉向，啟動中、低滲透層中的原油，擴大驅替液作用范圍。

②凝膠-顆粒-微球復合體系，如弱凝膠-預交聯(lián)體膨顆粒-納米微球復合段塞。地層中，弱凝膠與水化膨脹后的預交聯(lián)顆粒形成的復合凝膠可優(yōu)先封堵地層高滲透水流通道，迫使微球隨后續(xù)注入水進入中低滲透層。當微球于地層深處吸水膨脹，并在孔喉形成橋堵時，便能進一步迫使后續(xù)液流改向，再次擴大注入水驅替范圍，提高注入水對中低滲透層的啟動程度，強化水驅效果。2006年至2010年期間，歡西油田曾多次以此類復合體系對主力注水區(qū)塊深部調剖，成功地解決了由強非均質地層引起的層間、層內矛盾尖銳，注水開發(fā)效果逐年變差等問題[44]。期間，進行施工的井組共22個，對應油井102口，共計注液11 000 m3，作業(yè)后共計增油20 399 t，減水106 586 m3，綜合含水從作業(yè)前的95.45%減至93.9%，創(chuàng)經濟效益4 487.48萬元，有力地改善了歡西油田主力注水區(qū)塊井況差造成的影響。

2 ?結論

復合深部調剖體系是深部調剖體系發(fā)展至一定階段的必然結果，是油田開發(fā)不斷深入、生產需求日益提高的必然選擇。故研發(fā)與應用復合深部調剖體系時，應注意：

（1）任何復合深部調剖體系都不具有普適性，不應就其控水增油能力與油藏適應性較單一體系更佳而無視其局限，應用過程中要根據(jù)現(xiàn)場實際情況正確選擇體系類型。

（2）復合深部調剖體系的最大優(yōu)勢在于利用了單一型體系間的配伍性，使彼此間產生了良好的協(xié)同作用。也因此，在復合體系的研發(fā)過程中，深入研究單一型體系是基礎，明確協(xié)同機理是關鍵。

（3）當前，復合型深部調剖體系的發(fā)展還較為初步。值此有利時機，應積極開拓思維，多角度、創(chuàng)新發(fā)展復合型深部調剖體系，不應局限于既有的體系復合傳統(tǒng)模式。例如，在研發(fā)與弱凝膠相關的復合體系時，也可從交聯(lián)劑方面著手，創(chuàng)新發(fā)展多交聯(lián)劑型復合深部調剖體系。

（4）復合新型深部調剖體系的研發(fā)和應用與單一型堵劑密切相關，但二者也有一定區(qū)別，故在體系研發(fā)的同時也應同步發(fā)展其配套工藝。

（5）適用于苛刻條件油藏的廉價、長效型體系仍是發(fā)展深部調剖體系的重要方向，而特殊性深部轉向體系的研究（如微生物體系）依舊是發(fā)展新型深部調剖體系的重要突破點。

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