堵水調剖技術發展現狀
油井出水是油田(特別是注水開發油田)開發過程中普遍存在的問題。由于地層原生及后生的非均質性、流體流度差異以及其他原因(如作業失敗、生產措施錯誤等),在地層中形成水流優勢通道,導致水錐、水竄、水指進,使一些油井過早見水或水淹,水驅低效或無效循環。
堵水調剖技術一直是油田改善注水開發效果、實現油藏穩產的有效手段。我國堵水調剖技術已有幾十年的研究與應用歷史,在油田不同的開發階段發揮著重要作用。但油田進入高含水或特高含水開采期后,油田水驅問題越來越復雜,堵水調剖等控水穩油技術難度及要求越來越高,推動著該技術領域不斷創新和發展,尤其在深部調剖(調驅)液流轉向技術研究與應用方面取得了較多新的進展,在改善高含水油田注水開發效果方面獲得了顯著效果。
1技術現狀及最新進展
1.1發展歷程
我國堵水調剖技術的研究與應用可追溯到 20 世紀50年代末,60至 70年代主要以油井堵水為主。80年代初隨著聚合物及其交聯凝膠的出現,注水井調剖技術迅速發展,不論是堵水還是調剖,均以高強度堵劑為主,作用機理多為物理屏障式堵塞。90年代,油田進入高含水期,調剖堵水技術也進入發展的鼎盛期,由單井處理發展到以調剖堵水措施為主的區塊綜合治理。進入21世紀后,油田普遍高含水,油藏原生非均質及長期水驅使非均質性進一步加劇,油層中逐漸形成高滲通道或大孔道,使地層壓力場、流線場形成定勢,油水井間形成水流優勢通道,造成水驅“短路”,嚴重影響油藏水驅開發效果。加之對高含水油藏現狀認識的局限性,常規調剖堵水技術無法滿足油藏開發需要,因而,作用及影響效果更大的深部調剖(調驅)技術獲得快速發展,改善水驅的理論認識及技術發展進入了一個新階段。分析我國堵水調剖技術的研究內容和應用規模,其發展大體經歷了4個階段。①50至70年代:油井堵水為主,堵劑材料主要是水泥、樹脂、活性稠油、水玻璃/氯化鈣等。②70至80年代:隨著聚合物及其交聯凝膠的出現,堵水調剖劑研制得以迅速發展,以強凝膠堵劑為主,作用機理多為物理屏障式堵塞,以調整近井地層吸水剖面及產液剖面為目的。③90年代:油田進入高含水期,調剖技術進入鼎盛期,因處理目的不同,油田應用的堵劑體系有近100種,其中深部調剖(調驅)及相關技術得到快速發展,以區塊綜合治理為目標。④2000年以后:基于油藏工程的深部調剖（驅）改善水驅配套技術的提出,使深部調剖（驅）技術上了一個新臺階,將油藏工程技術和分析方法應用到改變水驅的深部液流轉向技術中。處理目標是整個油藏,作業規模大、時間長。
1.2技術現狀與最新進展
堵水調剖及相關配套技術在高含水油田控水穩產(增產)措施中占有重要地位,但隨著高含水油藏水驅問題的日益復雜,對該領域技術要求越來越高,推動著堵水調剖及相關技術的不斷創新和發展,尤其近年來在深部調剖(調驅)液流轉向劑研究與應用方面取得了許多新進展,形成包括弱凝膠、膠態分散凝膠(cdg)、體膨顆粒、柔性顆粒等多套深部調剖(調驅)技術,為我國高含水油田改善水驅開發效果、提高采收率發揮著重要作用。僅中國石油天然氣股份有限公司(中國石油)所屬油田近年來的堵水調剖作業每年就達到了2500～3000井次的規模,增產原油超過 50 萬 t/a。目前,我國油田堵水調剖的綜合技術水平處于國際領先地位。
1.2.1 交聯聚合物弱凝膠深部調驅技術
弱凝膠也被稱為“流動凝膠”(flowinggel)。這里所謂的“流動”是指弱凝膠在試管內呈現流動狀態,弱凝膠主要由聚合物和交聯劑兩部分組成,以整體形式存在,交聯狀態為分子間交聯。一般選擇高分子量聚丙烯酰胺作為交聯主劑,濃度一般為800～3000mg/l。交聯劑主要有樹脂、二醛和多價金屬離子類等。美國使用最多的是乙酸鉻、檸檬酸鋁(ept公司)和乙二醛(pfizer公司)。我國應用較多的為酚醛復合體、樹脂預聚體、乙酸鉻、乳酸鉻、檸檬酸鋁等。形成的凝膠強度通常在0.1～2.5pa,現場應用則根據地層及生產狀況選擇凝膠強度。弱凝膠在地層中的封堵是動態的,凝膠在一定條件下可運移,使其具有深部調驅雙重作用。
交聯聚合物弱凝膠是目前國內外應用最廣泛的深部調剖改善水驅技術,但影響其性能的因素多,針對性強,且多不抗鹽,一般不適宜礦化度100000mg/l以上、溫度90℃以上的低滲地層的深部調剖作業。應用時應重點考慮交聯聚合物體系與地層流體、配液用水、油藏溫度和油藏地層特征的配伍性。
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