王鳳春

中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司 第十采油廠 （黑龍江 大慶 163500）

0 引言

A區(qū)塊（圖1）儲(chǔ)層位于中生界白堊系下統(tǒng)姚家組—青山口組地層中，包含薩Ⅱ組和葡Ⅰ組等多個(gè)儲(chǔ)層。其中葡Ⅰ3層內(nèi)含豐富分流平原相河道砂，是聚合物驅(qū)的主要目的層。區(qū)塊油層溫度45℃，地層水總礦化度8 167 mg/L，氯離子含量2 453 mg/L，水型以NaHCO3型為主。平均單井射開(kāi)砂巖厚度及有效厚度分別為10.97 m和7.50 m，地下孔隙體積829.95×104m3，地質(zhì)儲(chǔ)量 432.6×104t，平均滲透率243 ×10-3μm2，油層滲透率變異系數(shù)為0.52，原始地層壓力11.14 MPa，注聚前地層壓力為9.90 MPa，平均地層破裂壓力14.1 MPa。

A區(qū)塊自20世紀(jì)80年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)，先后經(jīng)歷自噴生產(chǎn)、水驅(qū)等開(kāi)發(fā)階段，2002年進(jìn)入空白水驅(qū)階段，2009年開(kāi)始注聚。注聚前區(qū)塊經(jīng)過(guò)7年的空白水驅(qū)開(kāi)發(fā)，油層高水淹比例達(dá)90%，含水高達(dá)97.4%。注聚后部分井注入強(qiáng)度大，注入濃度高，而注入壓力低，采出端受效差，含水下降幅度小，采聚濃度高。與提效率試驗(yàn)區(qū)對(duì)比（表1），A區(qū)塊滲透率高，注入濃度高，注聚兩年后聚合物用量795mg/L·PV，比提效率試驗(yàn)區(qū)高212 mg/L·PV，高出27.2%；且噸聚增油比提效率試驗(yàn)區(qū)低6 t，聚驅(qū)效益較差。

圖1 A區(qū)塊井位圖

地質(zhì)研究表明，正韻律油層中，由于底部水淹層阻力小，聚合物注入后，更容易突進(jìn)，注入聚合物不能有效驅(qū)油，形成無(wú)效注入[1-3]。有必要在注聚時(shí)對(duì)高滲層和低滲層吸液剖面進(jìn)行調(diào)剖施工，提高低滲透層吸液比例，降低高滲透層吸液比例，提高聚合物整體驅(qū)油效果。

表1 A區(qū)塊與提效率試驗(yàn)區(qū)效益對(duì)比表

1 調(diào)剖劑選取及作用機(jī)理

復(fù)合離子聚合物調(diào)剖劑來(lái)自大慶某化工有限公司，由部分水解聚丙烯酰胺和有機(jī)鉻離子交聯(lián)劑混合并添加高效穩(wěn)定劑制成。根據(jù)油層物性和動(dòng)態(tài)狀況，3種主要成分的濃度可調(diào)，組成不同的組合方式[3-9]。主要成分選擇：聚合物濃度和分子量越高，調(diào)剖體系黏度越高、黏彈性越大、成膠強(qiáng)度越大，為了提高調(diào)剖劑的成膠強(qiáng)度，選擇2 000 mg/L分子量 2 000萬(wàn)的水解聚丙烯酰胺聚合物；聚交比越高，成膠時(shí)間越長(zhǎng)，為延長(zhǎng)調(diào)剖有效期，前置段塞和封口段塞優(yōu)選聚交比20:1，主段塞22:1；采用800 mg/L濃度穩(wěn)定劑，調(diào)剖體系黏度增加52.6%。

采用聚交比22:1加入交聯(lián)劑和800 mg/L的穩(wěn)定劑組成復(fù)合離子聚合物調(diào)剖劑，將其放入45℃的恒溫烘箱，60 d的黏度保留率95%左右，180 d凝膠黏度保留率80%左右，調(diào)剖劑穩(wěn)定性良好；在（200～1000）×10-3μm2滲透率巖心上的封堵效果均在95%以上，且在注水沖刷5 PV以后，封堵率仍然保持在90%以上，該鉻離子調(diào)剖劑具備較強(qiáng)的耐沖刷性能。

2 優(yōu)化聚驅(qū)調(diào)剖方案設(shè)計(jì)

2.1 單井調(diào)剖半徑個(gè)性化設(shè)計(jì)

單井調(diào)剖劑用量通過(guò)調(diào)剖的孔隙體積公式[9-12]計(jì)算。

式中：V為調(diào)剖劑用量，m3；Hi為調(diào)剖厚度，m；Si為調(diào)剖面積，m2；Φ為調(diào)剖層段的孔隙度；F為方向系數(shù)。

五點(diǎn)法井網(wǎng)為規(guī)則的面積井網(wǎng)，其驅(qū)油面積S≈πR2，R為調(diào)剖半徑。因此，確定了調(diào)剖半徑也就確定了調(diào)剖劑用量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及歷年調(diào)剖經(jīng)驗(yàn)，調(diào)剖半徑為注采井距的1/3～1/2時(shí)封堵效果最理想[12-15]。調(diào)剖半徑R設(shè)計(jì)時(shí)宜采用井組注采井距與其他相關(guān)參數(shù)相乘得出（式（2）），其他相關(guān)影響參數(shù)主要包括調(diào)剖井組的吸水、見(jiàn)聚、含油飽和度和滲透率等。

式中：α、β、γ、ω為權(quán)重系數(shù)；P、H、T、U分別為區(qū)塊平均見(jiàn)聚濃度mg/L、含油飽和度%、視吸水指數(shù)m3/（d·m·MPa）和滲透率mD；Pi、Ti為對(duì)應(yīng)井組值；Hi為調(diào)剖井對(duì)應(yīng)值；Ui為調(diào)剖層對(duì)應(yīng)值。

A區(qū)塊井距150 m，權(quán)重系數(shù)α、β、γ、ω 分別取0.3、0.3、0.2、0.2，優(yōu)化設(shè)計(jì)得到調(diào)剖半徑45.2～55.7 m。實(shí)際中，對(duì)于見(jiàn)聚濃度高、滲透率較高井可適當(dāng)加大藥劑注入量。

2.2 調(diào)剖段塞優(yōu)化設(shè)計(jì)

調(diào)剖主劑為聚丙烯酰胺，成分與目前注聚井所注聚合物基本一致，因此二者有較好相容性；另外，高濃度聚合物本身就是一種較好的調(diào)驅(qū)劑，因此，考慮將調(diào)剖劑和聚合物交替注入，可在不影響調(diào)剖效果的同時(shí)縮減藥劑用量。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)整體和交替注入效果發(fā)現(xiàn)，調(diào)剖半年后二者注入壓力上升基本一致（整體注入為0.44 MPa，交替注入為0.45 MPa），動(dòng)用厚度增加，且交替注入中主吸水層吸水比例降低更顯著（表2）。相比整體注入，交替注入調(diào)剖用固體顆粒每口井可節(jié)約9.45 t，顆粒按照1.44萬(wàn)元/t計(jì)算，單井可節(jié)約費(fèi)用13.61萬(wàn)元。

表2 注入效果對(duì)比

2.3 調(diào)剖劑注入方式優(yōu)化

與籠統(tǒng)調(diào)剖相比，分層調(diào)剖可避免注入藥劑污染非調(diào)剖層，調(diào)剖劑注入更有針對(duì)性，在減少藥劑投入降低投資的同時(shí)，更大地提高中、低滲透層的采收率。利用靜態(tài)資料（如滲透率、孔隙度、含油飽和度等）建立均質(zhì)油層模型，在CMG組分模型中加入調(diào)剖劑成分、濃度、調(diào)剖方式等對(duì)不同滲透率的均質(zhì)儲(chǔ)層進(jìn)行提高采收率分析。分別預(yù)測(cè)了600×10-3μm2、400×10-3μm2和200×10-3μm2的高、中、低滲透層的提高采收率值，對(duì)低滲透率層，分層調(diào)剖比籠統(tǒng)調(diào)剖采收率值高0.6%（表3），效果更好。

表3 數(shù)值模擬調(diào)剖效果

實(shí)際中，從已實(shí)施的8口分層調(diào)剖井調(diào)剖后的吸水狀況來(lái)看，調(diào)剖層段內(nèi)分層調(diào)剖后主吸液層的吸水量下降43.6%，而籠統(tǒng)調(diào)剖主吸液層位吸水量下降23.0%。從全井看，分層調(diào)剖后主吸液層吸水量下降41.4%，籠統(tǒng)調(diào)剖主吸液層吸水量下降38.7%，分層注入對(duì)剖面改善效果更好。

2.4 合理調(diào)剖時(shí)機(jī)研究

利用CMG組分模型對(duì)區(qū)塊進(jìn)行模擬（模擬過(guò)程同上），數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果（表4）表明：在聚合物注入體積為1.6 PV左右條件下，相同用量調(diào)剖段塞在注聚前深度調(diào)剖效果好于注聚后深度調(diào)剖效果[1-13]，此時(shí)的采出程度最高，隨著調(diào)剖時(shí)機(jī)越往后，聚驅(qū)階段結(jié)束時(shí)的采出程度下降，調(diào)剖后的提高采收率值越低。

從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果來(lái)看，注聚早期調(diào)剖井的注入壓力幅度大，吸液厚度提高比例比注聚后期多13.8個(gè)百分點(diǎn)，采出井受效井?dāng)?shù)比例可達(dá)到95.7%。從采出端開(kāi)采曲線來(lái)看，早期調(diào)剖井調(diào)剖后含水從92.6%下降到74.4%，下降了18.2%，取得較好的調(diào)剖效果。與注聚中后期調(diào)剖比，注聚早期調(diào)剖可獲得較高的注入壓力上升值、吸液厚度提高比例和連通采出井受效井?dāng)?shù)比例（表5）。綜合考慮，調(diào)剖時(shí)機(jī)越早越好。

表4 數(shù)值模擬不同注入時(shí)機(jī)調(diào)剖對(duì)聚驅(qū)開(kāi)發(fā)效果的影響

3 方案實(shí)施

通過(guò)從調(diào)剖半徑優(yōu)化單井調(diào)剖劑用量、調(diào)剖過(guò)程中對(duì)主段塞的的優(yōu)化、注入方式的優(yōu)化、以及對(duì)整個(gè)調(diào)剖時(shí)機(jī)的分析，優(yōu)化后的調(diào)剖方案無(wú)論從單井的層內(nèi)矛盾、還是油層間動(dòng)用差異矛盾，都針對(duì)性較強(qiáng)，節(jié)約成本的同時(shí)，改善開(kāi)發(fā)效果（表6）。

A區(qū)塊在注聚前和注聚中期實(shí)施兩次深度調(diào)剖。注聚中期對(duì)7口調(diào)剖井方案進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)施后調(diào)剖井區(qū)連通48口油井見(jiàn)到了較好的增油降水效果，平均單井增油2.9 t，比非調(diào)剖井區(qū)多增油1.9 t（表7），7個(gè)調(diào)剖井組周?chē)沙鼍苄Ш罄鄯e增油6 640 t。若按2017年噸油價(jià)格3 175元/t，噸油成本926.18元計(jì)算，可獲得產(chǎn)出效益1 493.22萬(wàn)元，扣除調(diào)剖劑費(fèi)用及施工費(fèi)總投入402.196 2萬(wàn)元，可獲得經(jīng)濟(jì)效益1 091.02萬(wàn)元，投入產(chǎn)出比1:3.71。

表5 A開(kāi)發(fā)區(qū)聚驅(qū)調(diào)剖有效率統(tǒng)計(jì)

表6 調(diào)剖方案優(yōu)化前后對(duì)比

表7 A區(qū)塊調(diào)剖效果對(duì)比

4 結(jié)論

1）利用見(jiàn)聚濃度、含油飽和度、視吸水指數(shù)和滲透率資料有利于得出更為準(zhǔn)確的調(diào)剖半徑，優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2）相比整體注入，交替注入節(jié)約調(diào)剖用固體顆粒，實(shí)現(xiàn)降本增效。

3）對(duì)具備分層的井實(shí)施分層調(diào)剖，調(diào)剖的目的性增強(qiáng)，注入剖面改善效果明顯。