奈曼油田壓裂井選擇性堵水技術(shù)

1、奈曼油田壓裂井選擇性堵水技術(shù) 由于奈曼油田天然能量不足、 地層壓力低等自身特點(diǎn)導(dǎo)致初 期（壓裂） 產(chǎn)量高、 后期自然遞減快， 投產(chǎn)初期儲層動用程度高， 后期逐漸變差。 為緩解奈曼地區(qū)生產(chǎn)矛盾， 實(shí)現(xiàn)低滲透油藏高效穩(wěn)產(chǎn)， 則要 靠注水的不斷調(diào)整，提高區(qū)塊產(chǎn)能。奈曼油田 2009 年進(jìn)入全面 注水開發(fā)階段。 2013 年，奈曼油田油井含水大于 70%的油井 18 口，占總開井?dāng)?shù)的 22%，奈曼油田綜合含水 53%，部分井組綜合 含水大于 70%。由于其自身?xiàng)l件限制，奈曼油田油井不壓裂不出 油。注水開發(fā)后，油井的遞減率得到減緩，油井穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)得到了 加強(qiáng)。但隨著注水開發(fā)的深入，油井綜合含水逐年上升，壓

2、裂產(chǎn) 生的裂縫對注水的巨大影響， 油井沿裂縫方向易發(fā)生水竄、 水淹 等現(xiàn)象，若不能有效治理，驅(qū)油效率將不斷下降。 一、壓裂井出水治理方法 以往在治理奈曼油田壓裂井高含水工藝措施中， 主要應(yīng)用機(jī) 械卡封或注水泥在井筒內(nèi)打隔斷灰塞， 控制高含水層。 但由于工 藝技術(shù)的限制，既堵住了水流動通道，又堵住了油流通道，不能 充分挖潛出高含水層段的剩余地質(zhì)儲量， 或由于封堵半徑小， 油 井堵水措施有效時間短， 不能充分發(fā)揮油層層內(nèi)潛力， 使油田水 驅(qū)采收率的提高受到影響。 針對奈曼油田復(fù)雜情況， 現(xiàn)場封堵壓裂高含水井要單井逐口 實(shí)施，為達(dá)到穩(wěn)油控水的目的， 采用具有高度選擇性的復(fù)合凝膠 型堵水劑。 有注水井

3、對應(yīng)的油井堵水時， 由于油井與注水井之間 的聯(lián)通有不同滲透率的地層， 所以在油井堵水前關(guān)閉與油井聯(lián)通 好的注水井或投死嘴關(guān)閉與油井聯(lián)通好的小層。 二、堵水技術(shù) （一）反應(yīng)機(jī)理 選擇性堵劑主要由兩性離子聚丙烯酰胺（ MPAM、交聯(lián)劑、 有機(jī)酚和調(diào)節(jié)劑四種材料組成。 交聯(lián)劑受熱緩慢釋放出甲醛， 甲 醛與有機(jī)酚縮合，其縮合產(chǎn)物與 MPAM交聯(lián)，形成凝膠型堵劑。 由MPAM交聯(lián)劑、有機(jī)酚三種原料制備的凝膠型堵劑是以MPAM- 酚醛樹脂為主要成分的復(fù)合凝膠體， 此外， 還有部分羥甲基有機(jī) 酚、甲撐基MPAM凝膠等。由上述反應(yīng)機(jī)理可知：甲醛是交聯(lián)劑 受熱緩慢釋放出來的， 延長了體系中的交聯(lián)時間， 有利于大

4、劑量 處理，凝膠型堵劑網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入了芳香環(huán)，提高了熱穩(wěn)定性。 選堵劑選擇性堵水的機(jī)理主要有：兩性離子聚合物MPAM勺 吸附、凝膠的堵塞、 油溶性樹脂顆粒的堵塞與封口劑的膨脹堵塞。 （二）性能評價 經(jīng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)篩選出選擇性堵劑最優(yōu)配方： 第一部分是凝膠型 主劑，主要由兩性離子聚丙烯酰胺 MPAM有機(jī)酚和交聯(lián)劑組成， 凝膠強(qiáng)度大于50000mPa?s第二部分是封口劑，主要由丙烯酰 胺、交聯(lián)劑和引發(fā)劑組成，凝膠強(qiáng)度大于 300000mPa.s。 1. 選擇性堵劑堵水能力測定 利用人造巖心， 評價堵劑對巖心的突破壓力的影響。 數(shù)據(jù)如 表 1 所示： 通過實(shí)驗(yàn)可知，選擇性堵劑成膠后強(qiáng)度大，突破壓力大于

5、1.5 MPa/cm。對巖心的堵塞率高，堵塞率大于 90% 注入堵劑后 阻力系數(shù)較大，堵劑的堵塞效果好。 2. 選擇性堵劑堵油能力測定 按照最優(yōu)配方配制選擇性堵劑， 利用人造巖心 （用煤油浸泡 12 小時以上），評價堵劑對油的堵塞能力。數(shù)據(jù)如表 2。 通過實(shí)驗(yàn)可知， 選擇性堵劑對煤油的堵塞能力較小， 突破壓 力小，對油的堵塞率小于 30%。注入堵劑后對油阻力系數(shù)小，堵 劑具有堵水率高，堵油率小的特點(diǎn)。 3. 選擇性堵劑的長期穩(wěn)定性 長期穩(wěn)定性是評價堵劑性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)， 直接影響到堵 水的有效期。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 3 所示： 結(jié)果表明，選擇性堵劑在60C條件下能長期穩(wěn)定一年以上， 不脫水，不破膠

6、。在凝膠形成初期，堵劑的強(qiáng)度逐漸增加，達(dá)到 極大值后強(qiáng)度略有降低，但一年后的損失率小于1%。 三、施工工藝優(yōu)化 （1）選井原則。無法確定出水層位或近井區(qū)域無分隔層 （如頁巖層）的壓裂井；壓裂井段和射孔井段較長，含水上升 較快的壓裂井；優(yōu)先選擇裸眼完井且出砂不太嚴(yán)重的壓裂井； 尚有較大增產(chǎn)潛力的壓裂井。 (2)施工參數(shù)優(yōu)化?；\統(tǒng)注入，全井段處理半徑4m-5m 注入方式：帶攪拌槳的攪拌池現(xiàn)場配藥，罐車?yán)\(yùn)，水泥車泵 入地層；管柱結(jié)構(gòu)：采用光油管；施工泵壓？10MPa施工 排量 0.3 - 1m /min 。四、現(xiàn)場實(shí)施 選擇性化學(xué)堵水技術(shù)先后在奈曼油田壓裂高含水井中應(yīng)用 5 井次，措施有效率 70

7、%，累計(jì)增油 571t ，起到了明顯的效果。 典型井為奈 1-48-46 井。該井于 2008 年 10 月 29 日壓裂投 產(chǎn)，射開井段為2107.9m-1941.9m，厚度166m壓裂井段 2107.9-1941.9m ，48.1m/12 層。初期日產(chǎn)液 15.9t ，日產(chǎn)油 14.2t ， 含水 11%。后期含水逐漸上升到 100%，并于 2011 年 12 月 6 日因 高含水關(guān)井。 2012年 6 月機(jī)械堵水，封堵 2055.9-2107.9m ， 19.1m/7 層，封隔器位置 2040.62 米，生產(chǎn) 1941.9-1976.1m ，29m/5 層。 2012 年 12 月 6 日高含水停井。 2012 年 12 月 8 日實(shí)施選擇 性化學(xué)堵水措施，采用籠統(tǒng)注入工藝，注入目的層 1941.9m-2107.9m，累計(jì)增油 275.54t，日增產(chǎn)原油 2.43t/d，含 水下降 13 個百分點(diǎn)。 五、