深部調剖技術

深部調剖技術是指套用無機或有機交聯劑交聯水溶性聚合物製備凝膠型調剖堵水劑，深入油藏內部封堵高滲透帶, 迫使液流轉向,使注入水波及以前未被波及到的中、低滲透區, 改善驅替效果, 提高採收率。

基本介紹

• 中文名：深部調剖技術
• 外文名：Deep profile control technique
• 目的：提高驅油效率
• 學科：石油工程
• 提出時間：20世紀90年代後期
• 方法：粘土顆粒等

簡介

由於油藏的非均質性, 注入水將優先沿高滲透層和大孔道形成指進流動, 使油田迅速進入高含水或特高含水開發期。而且, 隨著水驅年限的延長, 由於注入水對地層的沖刷,油藏的非均質狀況進一步惡化, 使得地層的孔隙度和滲透率越來越大, 形成所謂的“ 次生大孔道”。這時, 單純的近井地帶封堵, 已克服不了注入水的繞流(繞過封堵層位而進入高滲層) , 降水增油效果越來越差, 進行油藏深部調剖已是必然趨勢。所謂深部調剖, 就是採用大劑量調剖劑深入油藏內部封堵高滲透帶, 迫使液流轉向,使注入水波及以前未被波及到的中、低滲透區, 改善驅替效果, 提高採收率。

由於深部調剖所需的調剖劑用量大, 所以不僅要求其堵塞性能好, 還要求貨源廣泛、價格低廉、易於泵送, 注入流程能夠長時間連續工作。經過長期科研攻關, 勝利油區目前已形成了多種類型(主要有粘土和弱凍膠兩大類)、幾十種適於深部調剖的調剖劑配方,並開發研製了兩種配套注入設備和流程———撬裝式注入流程和固定站式注入流程。

研究進展

我國堵水調剖工作已有50多年的歷史，在經歷了探索研究階段、油井堵水和機械堵水、注水井調剖後，到20世紀90年代後期提出了國內油田深部調剖技術的研究進展驅的概念。近年來深部液流轉向技術發展迅速。該技術是介於調剖和聚合物驅之間的改善地層深部液流方向，成本遠遠低於聚合物驅，可大規模用於改善水驅和聚合物驅開發效果。國外主要套用無機或有機交聯劑交聯水溶性聚合物製備凝膠型調剖堵水劑。

從1965年起，國外長期套用聚合物類凝膠堵劑，美國系統地研究了油基水泥、水玻璃、生物聚合物等調剖堵水劑，並針對不同地層物性制定出相應的調剖工藝；德國研製出比聚丙烯醯胺穩定性更好的聚糖類調剖堵水劑，如聚糖G和HST。國外還提出了沉澱型、膠態分散型、微生物類凍膠等深部調剖劑，並對其機理及相關配套技術進行了探索。目前，由於油藏含水問題的日益加劇，對深部調剖技術的要求越來越高，推動著深部調剖及相關配套技術的發展。它主要針對不同油藏特性，採用不同配套技術，實現長時間、大規模地改變深部地層的液流轉向。近年來，國內外在深部調剖技術的研究與套用取得了眾多進展。

技術方法

粘土顆粒深部調剖技術

由於鈉土在水中易膨脹、分散, 對水有很強的稠化能力, 所以用於深部調剖的粘土主要是鈉土。將粘土與水配成懸浮漿液注入地層, 粘土顆粒將進入不同孔徑的地層孔喉中,堵塞出水孔道, 達到深部調剖目的。

粘土顆粒深部調剖技術已在許多油田大面積推廣套用, 收到較好的增油降水效果。常用的幾種有:

①粘土懸浮體􊄮聚合物雙液法封堵劑, 採用10% (質量分數, 下同) 的濰坊鈉土懸浮體為A 液, 以質量濃度為400 mg/ L 的HPAM 水溶液為B 液, 以水為隔離液, 由注入水將它們推至地層深處相遇, 絮凝沉入大孔道中, 達到深部調剖的目的。

②粘土懸浮體􊄮凍膠雙液法封堵劑, 採用10%濰坊鈉土懸浮體為A 液, 以凍膠堵劑(如鉻凍膠堵劑、醛凍膠堵劑) 為B 液, 以水為隔離液, 由注入水將它們推至地層深處相遇,絮凝膠結在一起, 較牢固地封堵地層深部的大孔道。③ 粘土單液法堵劑, 採用10% 左右的濰坊鈉土懸浮體, 或10%左右的濰坊鈉土、鈣土混合懸浮體, 以單液形式注入地下封堵大孔道。

為了防止粘土懸浮體從油井產出, 需在注入前對生產井採用較高強度的堵劑進行封堵。為了減少粘土堵劑在注水井入口受到沖刷, 或在關井時反吐, 可在注完粘土堵劑之後, 注入少劑量高強度堵劑作封口劑, 堵住大孔道入口。

弱凍膠深部調剖技術

弱凍膠深部調剖劑是由聚合物並加入少量緩交聯型交聯劑製成。聚合物溶液注入地層後, 優先進入油藏的高滲透區, 在地層溫度條件下緩慢產生輕度交聯, 形成粘度較大的交聯聚合物段塞, 使高滲透部位流動度明顯下降, 使注入水分流或轉向, 達到深部調剖的目的。

(1) 弱凍膠的形成。弱凍膠主要由聚合物和交聯劑組成。聚合物主要為聚丙烯醯胺或部分水解聚丙烯醯胺, 使用濃度一般為0 . 2%～0 . 5% ; 交聯劑多為鉻鹽或鋁鹽的絡合體系, 使用濃度一般為0 . 02%～0 . 15%。成膠時間隨兩種物質濃度的增加和溫度的升高而縮短。

(2) 弱凍膠的作用機理。弱凍膠從注水井注入目的層後, 在近井地帶形成凍膠體。由於弱凍膠具有可運移性, 在繼續注水的過程中, 可在注水壓差的作用下, 進入油層深部,形成堵塞, 迫使液流轉向, 提高波及效率。同時, 在其運移過程中發生驅替作用, 提高驅油效率。

(3) 弱凍膠的特性。弱凍膠有很好的選擇性進入能力。在並聯雙管岩心驅替試驗中,90%以上的弱凍膠進入高滲透岩心管, 進入低滲透岩心管的弱凍膠則不足10%。在注弱凍膠調驅劑的過程中, 生產井含水和產液下降而產油上升, 並延續一段時間,說明弱凍膠有調剖和驅油雙重作用。

其他深部調剖技術

除了粘土類和弱凍膠類深部調剖技術外, 還有多項其他類型的深部調剖工藝。例如最近提出的多類型多段塞深部堵調技術、多段塞多輪次深部堵調技術等。多類型多段塞深部堵調技術是針對油藏選用不同類型、性能有所差異的多種調剖劑,分成幾個不同段塞注入地層, 起到深部堵塞的效果。多段塞多輪次深部堵調技術是指在第一次調剖進行一段時間後, 再進行第二次調剖(有的井也許還要進行第三次、第四次施工, 這要視具體情況而定) , 後來注入的調剖劑將前面注入的調剖劑推向地層深部, 達到深部堵調目的, 提高深部堵調效果。

發展趨勢

隨著油田的開發，油藏的不均質性嚴重，在開發後期出現高含水現象，已有的深部調剖技術已不能完全滿足油田開發的需要。針對一些特殊條件的油田如高溫深井油藏、厚油層、海上油田、特高滲大孔道等，需要針對性地研發相關新技術以適應改善水驅和或聚合物驅的需要。

1、 精細深部調剖技術

精細化學調剖技術是指在精細地質研究的指導下，制定具有針對性的化學調剖技術。針對性具體表現在以下幾方面。

（1）根據高滲透層的分布情況，適時改變調剖劑成分及濃度。

（2）根據高滲透層的厚度，需要針對薄層進行化學調剖。

（3）根據沉積單元間吸水差異，適時調整層內矛盾大的高吸水層的吸水剖面。

（4）根據高吸水層縱向分布差異，有針對性地選擇調剖方法。

（5）根據剩餘油分散不均勻，有針對性地進行調整調剖方案。

只有在充分認識油藏現狀的基礎上，有重點的開展地層大孔道、高滲透帶的識別及地下流體場、壓力場的描述，才能更好的發揮以上多種深度調剖技術的優勢。

2、組合深部調剖技術

事實證明，單一調剖技術已經不能達到生產需要，複合深部調剖技術已成為現場套用的主流技術。

長慶油田在2011年採用了組合調剖技術，通過多段塞複合，實現深部不同竄流通道的封堵，達到調整吸水剖面和提高採收率的目的。大港、大慶等油田也先後採用聚合物與體膨顆粒體剖的技術組合，有效地增大了高滲透層的滲流阻力，改變液流轉向，提高驅油效率。

通過技術組合可以克服單一技術的不足，發揮組合技術的協同效應。如對存在大孔道或裂縫的水驅油藏採取預交聯凝膠、締合聚合物等段塞結合，

既可實現對高滲通道的封堵，也可實現深部液流轉向。在對高滲大孔道的厚油藏採取聚合物+體膨顆粒調剖技術組合可有效改善聚竄問題。主要是因為體膨顆粒在大孔道中形成堵塞，增加流動阻力，限制聚合物溶液流動，從而液流轉向較低滲透層。此外，還有泡沫驅與弱凝膠的組合等。