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        堵水调剖技术发展现状

        时间:2020-09-05 16:15:19 综合资料 我要投稿

        堵水调剖技术发展现状

        油井出水是油田(特别是注水开发油田)开发过程中普遍存在的问题。由于地层原生及后生的非均质性、流体流度差异以及其他原因(如作业失败、生产措施错误等),在地层中形成水流优势通道,导致水锥、水窜、水指进,使一些油井过早见水或水淹,水驱低效或无效循环。

        堵水调剖技术一直是油田改善注水开发效果、实现油藏稳产的有效手段。我国堵水调剖技术已有几十年的研究与应用历史,在油田不同的开发阶段发挥着重要作用。但油田进入高含水或特高含水开采期后,油田水驱问题越来越复杂,堵水调剖等控水稳油技术难度及要求越来越高,推动着该技术领域不断创新和发展,尤其在深部调剖(调驱)液流转向技术研究与应用方面取得了较多新的进展,在改善高含水油田注水开发效果方面获得了显著效果。

        1技术现状及最新进展

        1.1发展历程

        我国堵水调剖技术的研究与应用可追溯到 20 世纪50年代末,60至 70年代主要以油井堵水为主。80年代初随着聚合物及其交联凝胶的出现,注水井调剖技术迅速发展,不论是堵水还是调剖,均以高强度堵剂为主,作用机理多为物理屏障式堵塞。90年代,油田进入高含水期,调剖堵水技术也进入发展的鼎盛期,由单井处理发展到以调剖堵水措施为主的区块综合治理。进入21世纪后,油田普遍高含水,油藏原生非均质及长期水驱使非均质性进一步加剧,油层中逐渐形成高渗通道或大孔道,使地层压力场、流线场形成定势,油水井间形成水流优势通道,造成水驱“短路”,严重影响油藏水驱开发效果。加之对高含水油藏现状认识的局限性,常规调剖堵水技术无法满足油藏开发需要,因而,作用及影响效果更大的深部调剖(调驱)技术获得快速发展,改善水驱的理论认识及技术发展进入了一个新阶段。分析我国堵水调剖技术的研究内容和应用规模,其发展大体经历了4个阶段。①50至70年代:油井堵水为主,堵剂材料主要是水泥、树脂、活性稠油、水玻璃/氯化钙等。②70至80年代:随着聚合物及其交联凝胶的出现,堵水调剖剂研制得以迅速发展,以强凝胶堵剂为主,作用机理多为物理屏障式堵塞,以调整近井地层吸水剖面及产液剖面为目的。③90年代:油田进入高含水期,调剖技术进入鼎盛期,因处理目的不同,油田应用的堵剂体系有近100种,其中深部调剖(调驱)及相关技术得到快速发展,以区块综合治理为目标。④2000年以后:基于油藏工程的深部调剖(驱)改善水驱配套技术的提出,使深部调剖(驱)技术上了一个新台阶,将油藏工程技术和分析方法应用到改变水驱的深部液流转向技术中。处理目标是整个油藏,作业规模大、时间长。

        1.2技术现状与最新进展

        堵水调剖及相关配套技术在高含水油田控水稳产(增产)措施中占有重要地位,但随着高含水油藏水驱问题的日益复杂,对该领域技术要求越来越高,推动着堵水调剖及相关技术的不断创新和发展,尤其近年来在深部调剖(调驱)液流转向剂研究与应用方面取得了许多新进展,形成包括弱凝胶、胶态分散凝胶(cdg)、体膨颗粒、柔性颗粒等多套深部调剖(调驱)技术,为我国高含水油田改善水驱开发效果、提高采收率发挥着重要作用。仅中国石油天然气股份有限公司(中国石油)所属油田近年来的堵水调剖作业每年就达到了2500~3000井次的规模,增产原油超过 50 万 t/a。目前,我国油田堵水调剖的综合技术水平处于国际领先地位。

        1.2.1 交联聚合物弱凝胶深部调驱技术

        弱凝胶也被称为“流动凝胶”(flowinggel)。这里所谓的“流动”是指弱凝胶在试管内呈现流动状态,弱凝胶主要由聚合物和交联剂两部分组成,以整体形式存在,交联状态为分子间交联。一般选择高分子量聚丙烯酰胺作为交联主剂,浓度一般为800~3000mg/l。交联剂主要有树脂、二醛和多价金属离子类等。美国使用最多的是乙酸铬、柠檬酸铝(ept公司)和乙二醛(pfizer公司)。我国应用较多的为酚醛复合体、树脂预聚体、乙酸铬、乳酸铬、柠檬酸铝等。形成的凝胶强度通常在0.1~2.5pa,现场应用则根据地层及生产状况选择凝胶强度。弱凝胶在地层中的封堵是动态的,凝胶在一定条件下可运移,使其具有深部调驱双重作用。

        交联聚合物弱凝胶是目前国内外应用最广泛的深部调剖改善水驱技术,但影响其性能的因素多,针对性强,且多不抗盐,一般不适宜矿化度100000mg/l以上、温度90℃以上的低渗地层的深部调剖作业。应用时应重点考虑交联聚合物体系与地层流体、配液用水、油藏温度和油藏地层特征的配伍性。

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