引 言 目前,聚合物驅(qū)油已成為三次采油中日趨成熟的提高采收率技術(shù)。由于受地層非均質(zhì)性的影響,注聚井注入能力和地層滲透性等有較大差異。聚合物驅(qū)油過(guò)程中,聚合物溶液的粘度直接關(guān)系到聚合物驅(qū)試驗(yàn)的效果。顯然,注入體系粘度低則起不到應(yīng)有的流度控制和調(diào)剖作用,易使聚合物沿高滲透層竄流;粘度太高,由于聚合物在地層中的吸附滯留作用,形成聚合物濾積,阻力系數(shù)增大,聚合物在地層中滲流阻力增加,使整體注入能力大幅度下降,造成注采失調(diào)。故不能采取一刀切的注入方法,必須確定*注入方案,對(duì)不同的井采取不同的注入方案,提高注入方案的實(shí)際針對(duì)性和可操作性。在礦場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞,并取得了很好的應(yīng)用效果。 1 “分級(jí)注入濃度"聚合物段塞的提出 1.1 原有“分階段、統(tǒng)一段塞"注入方式 在礦場(chǎng),聚合物驅(qū)的實(shí)際注入過(guò)程是通過(guò)單井注聚泵加壓的聚合物母液與注水站供給的高壓污水經(jīng)流量計(jì)計(jì)量按比例混合稀釋后注入地層,亦稱聚合物混注。為現(xiàn)場(chǎng)操作方便,實(shí)際按混配比(即聚合物母液與高壓水的比例)調(diào)節(jié)高壓污水注入量來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案要求的注入濃度。 以往,礦場(chǎng)實(shí)際注入過(guò)程分為若干個(gè)不同的階段。在同一階段內(nèi),注聚區(qū)內(nèi)的所有注入井注入相同濃度的聚合物溶液,無(wú)大的調(diào)整和變動(dòng)(注入能力變化和整體調(diào)整除外);在不同的階段則注入不同濃度的聚合物溶液。通常把它叫作“分階段、統(tǒng)一段塞"注入方式。為敘述方便,也可簡(jiǎn)稱原注入方式或原注入方案。 1.2 “分階段、統(tǒng)一段塞"注入方式的缺陷 礦場(chǎng)注采動(dòng)態(tài)特征分析及試驗(yàn)效果評(píng)價(jià)表明,“分階段、統(tǒng)一段塞"注入方式除有利于現(xiàn)場(chǎng)操作管理外,存在著明顯的缺陷: (1)由于注聚井吸水指數(shù)、注入能力不同,隨著注入時(shí)問(wèn)的延長(zhǎng),注聚井注入能力變化很大。部分井注入能力嚴(yán)重下降,不到完成方案設(shè)計(jì)的注入量,就有近1/3的井注不進(jìn)去,造成注聚區(qū)注采失調(diào)加劇,嚴(yán)重影響試驗(yàn)效果。也就是說(shuō),濃度該降低的沒(méi)有降下來(lái)。 (2)某些地層經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的注水沖刷,層內(nèi)已形成大孔道甚至特大孔道,低濃度的注入段塞對(duì)大孔道的封堵效果太差,起不到應(yīng)有的流度控制和調(diào)剖作用,聚合物沿大孔道竄流較嚴(yán)重,使聚合物在地層內(nèi)形成無(wú)效循環(huán),影響聚合物驅(qū)油效果。也就是說(shuō)濃度該提高的沒(méi)有提上去。 (3)注聚區(qū)由原注水開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)注聚之初,由于地層平面上非均質(zhì)性較嚴(yán)重,注聚區(qū)目的層內(nèi)部和平面上動(dòng)用狀況有較大差異。實(shí)施原注入方式,有的井區(qū)大孔道沒(méi)能有效封堵,同層的另一些注聚井注入能力卻嚴(yán)重不足,層內(nèi)和平面矛盾得不到緩解,低滲透條帶的油仍然采不出來(lái),造成層內(nèi)和平面動(dòng)用效果較差,達(dá)不到預(yù)期的驅(qū)油效果。 1.3 “分級(jí)注入濃度"段塞的提出 鑒于原注入方式的缺陷,在前期注聚開(kāi)發(fā)取得明顯成效的基礎(chǔ)上,提出了“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞。它是針對(duì)注聚井注入能力和地層的不同特點(diǎn),采取不同的單井注入濃度和段塞注入量(即PV·mg/L),隨著注入時(shí)間的延長(zhǎng)及時(shí)作相應(yīng)的調(diào)整。由于每一口井的注入濃度及注入時(shí)間長(zhǎng)短均不相同,故把它稱之為“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞。它的實(shí)施有利于調(diào)整層內(nèi)和平面矛盾,改善不利的油水流度比,提高低滲透條帶和動(dòng)用程度較差區(qū)域剩余油的動(dòng)用程度,有利于改善聚合物驅(qū)油整體效果。 2 “分級(jí)注入濃度"聚合物段塞的設(shè)計(jì) 如前所述,注聚井所處的地層條件各不相同,非均質(zhì)性、滲透性有較大差異,因此,注入過(guò)程不能采取一刀切的注入方法。注聚區(qū)有的地層由于長(zhǎng)期受注入水的沖刷,層內(nèi)已形成大孔道,需要注高濃度(高粘度)聚合物段塞;對(duì)地層條件差、地層流動(dòng)系數(shù)(KH/μ)小的井,注入能力較差,需要注入低濃度(低粘度)聚合物段塞。礦場(chǎng)實(shí)施時(shí)究竟采取哪種注入段塞要根據(jù)注聚井注入能力、注采動(dòng)態(tài)反映和地層實(shí)際情況確定。 2.1 分級(jí)注入濃度段塞確定原則 為提高單井注入方案的針對(duì)性和實(shí)際可操作性,在油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用成熟的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),根據(jù)以下5項(xiàng)地層參數(shù)或地層測(cè)試結(jié)果,確定單井注入濃度段塞的*技術(shù)界限,從而確定單井注入段塞配置原則。(1)地層流動(dòng)系數(shù)(KH/μ),其中,K為平均地層空氣滲透率,μ;H為平均地層有效厚度,m;μ為聚合物溶液粘度,mPa·s,(2)單井注入壓力。(3)吸水指數(shù)。(4)地層啟動(dòng)壓力。(5)大孔道測(cè)試結(jié)果。具體的段塞確定原則及其對(duì)應(yīng)的地層條件見(jiàn)表1。 表1單井注入段塞配置確定原則 注:段塞1,2,3,4,5的具體配置見(jiàn)表 2.2 確定*聚合物段塞 根據(jù)以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在對(duì)單井注入能力及大孔道、高滲透帶分布情況等因素認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上,按照注入段塞配置確定原則確定5種注入段塞組成(表2)。 表2 5種注入段塞組成 2.3 “分級(jí)注入濃度"聚合物段塞實(shí)施方案 隨著注聚井注入壓力及地層動(dòng)態(tài)參數(shù)的變化,要對(duì)單井注入段塞作相應(yīng)的調(diào)整,zui大限度地發(fā)揮聚合物驅(qū)油劑的使用效益。 礦場(chǎng)在注采動(dòng)態(tài)特征和地層參數(shù)分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合單井注入段塞確定原則,確定可操作的注入段塞實(shí)施方案。 若某井的條件與表1中某種段塞對(duì)應(yīng)的5項(xiàng)地層條件全部符合,則該井就注這一種段塞。若只符合其中3-4個(gè)條件,有1-2項(xiàng)不符合時(shí),則進(jìn)行具體分析決定注哪種段塞。 段塞1:對(duì)有特大孔道的注聚井,注超高濃度聚合物加交聯(lián)劑段塞,即直接注5000mg/L聚合物母液,以確保對(duì)大孔道實(shí)施有效的封堵。但實(shí)踐表明,一般連續(xù)注入時(shí)間不超過(guò)一個(gè)月,當(dāng)注入壓力上升到12MPa,立即降低注入濃度,防止地層注不進(jìn)去。 段塞2:對(duì)存在大孔道或高滲透帶的井,采用注高聚合物濃度(2000-2500mg/L,甚至更高)段塞。同段塞1一樣,根據(jù)注入壓力變化調(diào)整注入濃度。 段塞3:對(duì)注入能力較好的井采用注中等聚合物濃度(1500-2000mg/L)段塞,根據(jù)注入壓力變化調(diào)整注入濃度。 段塞4:對(duì)注入能力較差(啟動(dòng)壓力高,吸水指數(shù)較?。┑木捎米⒌蜐舛龋?000mg/L),根據(jù)注入壓力變化調(diào)整注入濃度。 段塞5:對(duì)不能正?;旌献⑷?,母液倒灌到高壓水干線上,而單獨(dú)注高壓水或母液時(shí)則能深持正常注入的井,采取交替注入母液和高壓水的辦法,保持混合濃度在2000mg/L左右,這種注入方法亦稱間歇注聚。這過(guò)程要嚴(yán)密跟蹤注入壓力變化,防止注不進(jìn)去。如果注入壓力繼續(xù)上升,則加大污水注入量,減少聚合物注入量。必要時(shí)采取洗井、作業(yè)增注等措施,保持地層的吸水能力[1]。 實(shí)際上,在實(shí)施“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞時(shí),單井注入段塞濃度仍隨注采動(dòng)態(tài)和地層實(shí)際情況的變化而作相應(yīng)的調(diào)整,甚至注同一段塞的井,注入濃度也有一定差異,不搞一刀切。 3 “分級(jí)注入濃度"聚合物段塞的礦場(chǎng)應(yīng)用及效果 3.1 “分經(jīng)注入濃度"段塞的礦場(chǎng)實(shí)施情況 根據(jù)單井注入段塞確定原則,只要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的分析計(jì)算,就可確定每口井的注入段塞組成,具有較強(qiáng)的可操作性。2007年4月起在六區(qū)西北部Ng5-6層的35口井上實(shí)施,25口井見(jiàn)效,到2007年12月,比原聚合物驅(qū)多增油20190t;在三四區(qū)推廣實(shí)施3個(gè)月,也取得明顯增油降水效果。這里以六區(qū)西北部Ng5-6層*階段實(shí)施情況為例介紹具體的做法和取得的效果。 (1)注段塞1。對(duì)油壓低的7口井,經(jīng)過(guò)地層參數(shù)測(cè)試分析確認(rèn)有大孔道存在,注入壓力低,符合段塞1注入條件。因此,確定注超高濃度聚合物,即直接注5000mg/L聚合物母液,封堵特大孔道。 由于采用單泵單井注入方式,為保證單井注入量不致下降太多,啟用備用泵,用2臺(tái)泵同時(shí)注1口井,確保形成高粘度聚合物段塞。注入過(guò)程中及時(shí)跟蹤注入壓力及對(duì)應(yīng)油井動(dòng)態(tài)變化,當(dāng)注入壓力上升、符合段塞2注入條件時(shí),及時(shí)改注段塞2,防止注入壓力上升太高,造成注入能力的急劇下降。 注入高濃度的聚合物段塞后,由于聚合物在大孔道的吸附滯留作用,注入體系阻力系數(shù)增加,形成對(duì)大孔道有效的封堵,產(chǎn)生高滲透層指向低滲透層的壓差,隨之注入的相對(duì)低濃度的聚合物段塞則進(jìn)入到動(dòng)用程度相對(duì)較差的低滲透區(qū)域,即聚合物溶液發(fā)生繞流,有利于改善低滲透區(qū)域的驅(qū)油效果[2]。 (2)注段塞2。對(duì)油壓較低的6口井,注高濃度聚合物段塞,對(duì)大孔道和高滲透層進(jìn)行有效的封堵。隨著注入壓力的變化,對(duì)注入濃度及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。 (3)注段塞3。對(duì)油壓較高的8口井,注中等濃度聚合物段塞,保持了較好的注入能力和驅(qū)油效果。 (4)注段塞4。對(duì)油壓較高的6口井,注低濃度聚合物段塞;較好地保持了注入能力。實(shí)施中有幾口井對(duì)應(yīng)的注聚泵排量超過(guò)設(shè)計(jì)的母液流量,為保持低濃度注入,只有降低注聚泵的排量。于是,調(diào)整變頻器運(yùn)行頻率,降低泵速,從而降低注聚泵排量,達(dá)到低濃度注入的目的。 (5)注段塞5。2007年初以來(lái),六區(qū)西北部Ng5-6注聚區(qū)有8口井油壓高,不能正?;熳ⅲ霈F(xiàn)聚合物母液倒罐到高壓水干線的情況?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,這些注聚井在交替注母液或高壓污水時(shí),仍能正常注入。于是實(shí)施間歇注聚,在正常高壓污水干壓下,采取交替注入母液和高壓污水的方式,混合濃度控制在1500-2000mg/L左右,使其在地層中進(jìn)行混合驅(qū)油。一般交替間隔時(shí)間為1-2天,使這些井較好地保持了正常注入。 3.2 “分級(jí)注入濃度"段塞礦場(chǎng)應(yīng)用效果 六區(qū)西北部Ng5-6注聚區(qū)實(shí)施的“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞,取得了很好的實(shí)施效果。 礦場(chǎng)實(shí)施注入1-3個(gè)月,*階段注入告結(jié)束。確切地說(shuō),并不是分階段注入的,因?yàn)楫?dāng)井的條件發(fā)生變化時(shí)已及時(shí)調(diào)整。這里的階段是為效果統(tǒng)計(jì)方便起見(jiàn)而人為劃定的。3個(gè)月中,注采動(dòng)態(tài)發(fā)生了預(yù)期的變化。表現(xiàn)為:注入能力較差的井保持了正常注入;大孔道和高滲透條帶得到有效封堵,遏制了聚合物在大孔道中的竄流,油井見(jiàn)聚合物濃度有了較大幅度的下降;對(duì)應(yīng)油井產(chǎn)量上升并保持增幅穩(wěn)定;生產(chǎn)動(dòng)態(tài)良好。截止到2008年4月底,經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析計(jì)算,扣除正常聚合物驅(qū)油見(jiàn)效井外,共有26口油井見(jiàn)效,累計(jì)增油20190t,取得了明顯的增油降水效果,具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3,其中措施實(shí)施后的2007年12月為效果的一個(gè)月,目前仍然有效。 表3 “分級(jí)注入濃度"聚合物段塞實(shí)施效果 在“分級(jí)注入濃度"注入取得階段性成效的基礎(chǔ)上,繼續(xù)進(jìn)行礦場(chǎng)實(shí)施,并根據(jù)注入動(dòng)態(tài)的變化作經(jīng)常性的調(diào)整,使注入濃度注入方式貫穿于礦場(chǎng)注入過(guò)程的始終。 經(jīng)分析,實(shí)施“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞除取得較好增油效果外,還呈現(xiàn)以下注采動(dòng)態(tài)特征。 (1)低壓注聚井注入壓力上升,吸水剖面得到改善 經(jīng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)證明存在大孔道的低壓井,注入壓力有了較大幅度的上升,平均由2007年4月的8.5MPa上升到2007年12月的11MPa。吸水指數(shù)由55.5/MPa·d下降到64.5/MPa·d,大孔道得到較好的封堵。實(shí)施前后吸水剖面測(cè)試表明,原來(lái)吸水好的層由45.5%下降到38.5%,下降5.4%,原吸水差的層吸水變好,由35.4%提高到45.8%,吸水剖面得到了較好的調(diào)整,提高了低滲透層、動(dòng)用差層的動(dòng)用程度。另外,對(duì)應(yīng)油井聚合物產(chǎn)出濃度有了較大幅度下降,由原來(lái)的125mg/L下降到45mg/L,減少了聚合物大孔道和高滲透層的無(wú)效循環(huán)與竄流。 (2)高滲透條帶原油重質(zhì)組分得到動(dòng)用 經(jīng)統(tǒng)計(jì),共有8口位于主河道的油井采出了原油重質(zhì)組分,證明動(dòng)用程度得到提高。原油密度由0.9613g/c上升到0.9678g/c,原油粘度由1244.5mPa·s上升到1429.8mPa·s,說(shuō)明注入高濃度段塞驅(qū)出了高滲透條帶水驅(qū)難以動(dòng)用的重質(zhì)組分[3]。 (3)低滲透、動(dòng)用差條帶原油輕質(zhì)組分動(dòng)用程度提高,產(chǎn)油剖面得到調(diào)整 經(jīng)統(tǒng)計(jì),有16口油井原油輕質(zhì)組分動(dòng)用程座提高,說(shuō)明注入高濃度段塞在對(duì)大孔道有效的封堵后,隨之注入的低濃度聚合物段塞發(fā)生繞流,進(jìn)入到原來(lái)水驅(qū)波及不到的低滲透條帶驅(qū)油,表現(xiàn)為油井產(chǎn)出油密度和粘度下降。以6-25-2435井為例,該井對(duì)應(yīng)注聚井為6-25-454井和6-26-N423井,前者提高注入濃度,由1405mg/L提高到2500mg/L,后者實(shí)施間歇注聚。實(shí)施后,該井日產(chǎn)油由9.9t/d上升到34.3t/d,日增油24.4t,含水由97.1%下降到75.7%,下降21.4個(gè)百分點(diǎn),效果十分明顯。注入方案調(diào)整后,該井原油密度由調(diào)整前0.9701g/c下降到0.9501g/c,原油粘度由1805mPa·s下降到989mPa·s,說(shuō)明提高注入濃度后,驅(qū)油體系粘度的提高,有效地封堵了高滲透帶,驅(qū)動(dòng)了水驅(qū)時(shí)基本未動(dòng)用的剩余油,并首動(dòng)了其輕質(zhì)組分,從而引起產(chǎn)出油密度和粘度的下降。由此也反映產(chǎn)油剖面得到調(diào)整。 (4)對(duì)高油壓井實(shí)施間歇注聚不失為一種行之有效的措施 因注入壓力高而停注的井采取間歇注聚,單獨(dú)注入的高壓水對(duì)聚合物濾積具有外推和稀釋作用,確保形成較好的注入通道,有利于后續(xù)注入。礦場(chǎng)實(shí)施表明,間歇注聚可較好地解決高油壓注聚井注不進(jìn)去的問(wèn)題,有效地遏制因長(zhǎng)期欠注造成的地層壓力下降,對(duì)協(xié)調(diào)注采關(guān)系能起到別的增注方法不可替代的作用。 在六區(qū)西北部Ng5-6注聚實(shí)施“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞取得明顯成效的墓礎(chǔ)上,在三四區(qū)注聚區(qū)進(jìn)行了推廣應(yīng)用,實(shí)施3個(gè)月后也取得了明顯的增油降水效果。 4 認(rèn)識(shí)與結(jié)論 孤東油田的聚合物驅(qū)礦場(chǎng)實(shí)施表明,根據(jù)不同的地層條件,實(shí)施“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞,并不斷調(diào)整注入段塞,對(duì)改善聚合物驅(qū)油效果,起到了很好的作用,是一項(xiàng)具有國(guó)內(nèi)水平的技術(shù)突破,為今后進(jìn)一步推廣應(yīng)用摸索了經(jīng)驗(yàn)。 (1)按“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞實(shí)施注入,可較好地調(diào)整吸水剖面和產(chǎn)油剖面。對(duì)有大孔道的注聚井,注入高濃度段塞可有效地封堵大孔道;注低濃度段塞可使高壓井保持較好能力。 (2)按“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞實(shí)施注入,并按其確定原則進(jìn)行不斷的方案調(diào)整,使得高滲透條帶原油重質(zhì)組分得到動(dòng)用,低滲透、動(dòng)用差條帶原油輕質(zhì)組分動(dòng)用程度提高。 (3)實(shí)施間歇注聚可較好地協(xié)調(diào)注采關(guān)系,有效地遏制因長(zhǎng)期欠注造成的地層壓不失為一種行之有效的增注措施。 (4)實(shí)踐表明,實(shí)施“分級(jí)注入濃度"聚合物段塞具有較好的針對(duì)性和較強(qiáng)的可操性,這樣的探索和嘗試十分有益,對(duì)下一步的注入方案設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有較好的借鑒和參考作用。 參考文獻(xiàn) [1]顧永強(qiáng)等.孤東油田七區(qū)西聚合物驅(qū)間歇注聚的礦場(chǎng)試驗(yàn)研究.油氣采收率技術(shù),1997,4(1). 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