深度调剖复合段塞式注入工艺研究与应用

孟庆胜深度调剖复合段塞式注入工艺研究与应用前言随着油田注水开发的不断深入，油田层内、层间矛盾日益突出，连通油井含水持续升高，原有常规的堵水调剖技术难以完全满足油田生产需求，深部调驱技术应运而生。深度调剖技术是在浅调剖技术基础上发展起来的，但其处理范围远超于浅调剖，不再局限于近井地带，因此深度调剖与浅调剖的差异不仅仅是药量上的大小差异，深度调剖设计还必须考虑到地层不同位置对调剖剂性能需求的差异，其在注入工艺上也应该分阶段、以段塞形式进行前言为此，葡萄花油田针对复合段塞注入工艺开展了研究，对碱土——弱凝胶复合调剖体系的各段塞以不同用量比例和组合方式进行了物理模拟，优化出最佳的段塞组合方式，以提高调剖封堵强度、满足地层封堵需要目录段塞大小对封堵率的影响1段塞式注入工艺研究段塞组合方式对封堵率的影响2现场试验应用3结论认识4

1段塞大小对封堵率的影响岩芯物理模拟试验首先，按葡萄花油田地层孔隙度、温度等资料制作试验岩芯、设定试验条件；然后，向四块相同的岩芯中分别注入段塞体积为0.1、0.18、0.25和0.3PV的调剖剂；最后，对已采用调剖剂封堵的岩芯进行进行正向耐冲刷试验，测试封堵率变化试验流程示意简图以下四图分别是以0.1PV、0.18PV、0.25PV和0.3PV的调剖剂封堵的岩芯在正向耐冲刷试验中封堵率的变化曲线由对比图可以看出岩芯的封堵率随段塞体积增大而增强，为进一步摸清岩芯封堵率与调剖段塞大小的关系，我们依据左图绘制出了岩芯最大封堵率与段塞大小的关系曲线采用段塞大小不同的碱土调剖剂封堵后，岩芯的封堵率变化曲线对比

1段塞大小对封堵率的影响0.1PV0.25PV0.2PV0.18PV不同段塞大小与岩芯最大封堵效率的关系曲线

1段塞大小对封堵率的影响拟合岩芯的最大封堵效率与段塞大小关系曲线，可得关系式如下：y=43.531㏑(x)+147.29

1段塞大小对封堵率的影响①0.21PV时存在一拐点，封堵率为87.23%；②注入段塞体积大于0.21PV，封堵率随注入体积增加而增加，但增加幅度不明显。综合以上两点，段塞理论最佳注入体积为0.21PV。研究该函数：不同段塞大小与岩芯最大封堵效率的关系曲线

1段塞大小对封堵率的影响估算调剖药剂用量4600=4142×3×20%×21.3%×0.21212m3m该区域地层孔隙度在21.3%左右，井距212m，砂岩体积系数β在20%左右。要想达到试验封堵强度87.23%的话，按研究知需封堵空隙体积0.21PV，调剖层段一般厚度为3m，据此估算调剖药剂一般用量如下：调剖较集中的葡葡萄花油田北部加密高含水老区调剖药剂用量=调剖井组面剂×砂岩体积系数×调剖厚度×孔隙度×封堵孔隙体积

2段塞组合方式对封堵效果的影响岩芯物理模拟试验首先，按葡萄花油田地层孔隙度、温度等资料制作试验岩芯、设定试验条件；然后，以不同的段塞组合方式向岩芯中注入0.1PV的碱土—弱凝胶调剖剂；最后，对已采用调剖剂封堵的岩芯进行进行正向耐冲刷试验，测试封堵率变化试验流程示意简图实验室测试了4种不同段塞组合方式下岩芯封堵率的变化，实验结果如下图：凝胶:碱土=1:2:1:2:1凝胶:碱土=1:2:1:2:1:2:10.05PV凝胶:0.05PV碱土凝胶:碱土=1:2:1凝胶:碱土=1:1

2不同段塞组合方式对封堵效果的影响

0.1PV凝胶—碱土复合段塞组合方式封堵效率对比分析四条曲线对比图：①对于同一个体积的段塞，凝胶和碱土体系不同的组合方式，将会对封堵效果产生一定的影响。②复合段塞封堵效果好于单一段塞，耐冲刷实验得到的最终封堵效率差别在15%左右。因此建议在进行现场施工时，尽可能的增加段塞的组合方式，这样将充分发挥出凝胶增粘作用和碱土的封堵作用

2不同段塞组合方式对封堵效果的影响

0.1PV凝胶—碱土复合段塞组合方式封堵效率对比③段塞数量超过3个后，增加段塞数量后，虽可提高封堵效率，但变化值不大，为便于现场施工，以3-5个段塞为佳，这样将充分发挥出凝胶增粘作用和碱土的物理封堵作用

2不同段塞组合方式对封堵效果的影响

0.1PV凝胶—碱土复合段塞组合方式封堵效率对比

3现场试验应用

2004-2007年间葡萄花油田应用复合段塞式注入工艺进行深调施工26口井，单井施工设计按照室内试验研究成果结合数值模拟指导优化药剂量，现场施工均采用五段塞的方式进行注入经现场试验证明

以段塞式工艺进行的深度调剖控水挖潜效果明显26口水井经深调后在相同注水条件下目的层注水压力全井注水压力3.7MPa2.1MPa至目前调剖水井无一失效，平均注水压力上升值仍保持在1.7MPa，连通油井平均井组累计增油679t

3现场试验应用调剖药剂突破监测在看到碱土调剖效果显著的同时，我们也考虑到了碱土一旦突破地层被采出将会对采油设备产生的影响，为此开展了碱土突破监测⑴长期密切注意调剖连通油井生产情况为了确定碱土调剖对后续生产的影响，我们选取2口深调井的连通油井进行了效果跟踪

3现场试验应用⑵周期性检测采出液进行固含量为定量研究碱土突破情况，我们对碱土调剖连通油井的固含量进行了检测，通过对比调剖前后连通油井中固含量的方法来检验碱土的突破情况。目前已完成对2个深调井组内油井在措施前后采出液固含量的检测深调井连通油井固含量检验数据表

调剖井号施工日期实注调剖剂量(m3)连通油井措施前固含量浓度（％）措施后固含量浓度（％）3个月6个月9个月12个月15个月太112-572004.9.10-10.244000太112-590.00640.00580.00440.00520.00450.0039太111-580.00320.00310.00360.00280.00240.0024葡77-832005.7.29－9.84568葡76-8320.02120.02040.02060.01540.01750.0165葡77-820.0260.02840.02560.02490.02680.0294葡77-8320.0180.01560.01690.01520.01850.0172连通油井生产情况和采出液的连续监督检测证明，采用段塞式注入有效的提高了调剖封堵强度，至目前所形成碱土——弱凝胶复合封堵体系仍无无突破迹象，连通油井生产正常无出砂卡泵情况出现，连通油井采出液经化验其成分也无明显变化

4结论采用复合段塞式注入工艺进行深度调剖施工可有效提高堵剂封堵强度，且所采用的段塞大小与组合方式不同所