油井堵水工艺技术研究与实践

路　嚣　缎　叨　訇寓　◎方立新孙启富张国江　由于储层存在先天的非均质　艺要求简单，施工方便。此材料具　对改性复合陶粒人工岩心进行润　性，致使在油、水井之间形成严重　的高渗大孔道现象，生产井出现特　高含水问题。　“选择性堵水与大孔　道封堵”工艺技术就是针对油田开　发中普遍的高含水问题而研发的新　的采油措施技术。　大家经过多年来不断探求，　以开发为龙头，工程紧密跟进，采　用不同的工艺措施，基本解决了油　井出砂问题。在治理冲砂漏失问题　时，依据架桥堵塞原理，我们掌握　了改性复合陶粒在用于堵漏时粒径　的匹配关系及组分，从而使漏失问　题从根本上得到了很好地解决。实　践证明，目前，我们拥有最好的堵　漏技术，特别针对严重漏失井均能　堵漏成功。然而，摆在大家面前的　重点问题是如何治理高含水，高含　水问题已成为当前开发工作的首要　矛盾。　改性复合陶粒性能及室内实验　改性复合陶粒是一种无机颗粒　型材料，在水浴环境中胶结固化。　此材料的特点是：惰性强、性能稳　定，对人体无害，对环境无污染，　不伤害油层，是一种非常理想的环　保型材料：适用温度范围宽，可用　于常温至蒸汽热采井。改性复合陶　粒具有非常理想的现场适应性，工　■　今日科苑　有低温下胶结固化特性，其胶结固　湿性室内实验，实验时采用中性煤　化速度随温度的升高而加快，因　油与３％ＫＣ１盐水溶液，采用自吸吸　此，作业施工可连续进行。充填进　入法，测定改性复合陶粒人造岩　入目的层的改性复合陶粒，经过４８　心润湿性，测定结果如下：其吸水　小时的胶结固化反应，便形成一个　百分数远大于吸油百分数，吸水　连续的胶结固化体，即形成充填于　百分数的幅度范围占饱和油量的　目的层实体亏空区域的人工近井地　２９．３２％￣５９．２７％，平均值为４６．４８％，　带岩层体。针对开发过程中严重的　据此可知，岩心表面为强亲水。　出砂、高含水以及冲砂漏失等问　在二次采油过程中，若岩石表　题，我们研制了渗透率、胶结强度　面亲水，则水附着于岩石的孔隙表　可调的无机胶结固化材料“改性复　面，可使原油更容易地被水驱替，　合陶粒”，并根据作用不同、用途　这一性质对提高原油采收率是极为　各异，将其加工成高渗透、中等强　有利的条件。　度（防砂型）和低渗透、高强度　（二）有效渗透率测定　（封堵型）两种规格的充填材料。　用３５ｍＰａ．Ｓ的模拟原油和３％ＫＣ１　为了满足“选择性堵水及大孔道封　盐水溶液，测定改性复合陶粒人造　堵工艺”的措施需要，要求有绝对　岩心在束缚水状态下的油相渗透率　有效的充填材料作为技术保障，而　和残余油状态下的水相渗透率，由　改性复合陶粒在渗透性和胶结强度　实验结果看出，改性复合陶粒人造　方面灵活可调的特殊性能，为“选　岩心的油相渗透率远大于水相渗透　择性堵水及大孔道封堵工艺”提供　率。在水驱过程中，油相更容易形　了技术依托　成渠道流动状态，降低油相的流动　改性复合陶粒人工岩心润湿性　阻力，有利于原油采收率的提高。　和有效渗透率测定　措施机理　（一）润湿性测定　改性复合陶粒是由水硬性无机　对层内实施选择性堵水措施　矿物加工而成的颗粒型胶结固化材　后，其降水增油效果与封堵材料　料，是以硫铁铝酸盐颗粒与低密度　胶结固化后的润湿性有关。为验证　陶粒以及石英砂并掺加一定量的激　改性复合陶粒人造岩心的润湿性，　活剂混合复配而成的胶凝材料。其　。黧　　中硫铁铝酸盐颗粒为胶结主料，低　试验，充分挖掘渗透率级差大、纵　材料采用双段塞设计法。以浅调、密度陶粒以及石英砂为胶结辅料，　向非均质性严重的厚油层（＞５ｍ）　浅堵工艺为例。首先，以“封堵　它们都是骨架材料。　　层内潜力。此类油层由于注入水沿　型”改性复合陶粒作为前置段塞，　改性复合陶粒进入地层后，在　高渗透条带的突进或底水锥进造成　前置段塞用量为设计总量的５０％，水浴环境下，经过７２ｔＪ，时的胶凝固　油井高含水，而低渗区域或油层顶　用以充填高渗大孔道条带。施工参　化反应，可固结成一个完整的胶结　部动用程度低，是堵水增油挖潜的　数以“选择性注入”为参考，以保　　固化体，对分散流动的大粒径地层　重要区域。证封堵材料有效地充填于高渗流通　砂产生物理固砂效应。两种规格的　（二）高渗大孔道封堵工艺技　道中。第二，用“防砂性”改性复　改性复合陶粒胶结固化后具有渗透　性，其抗压强度分别达到２～６Ｍｐａ，此　抗压强度和渗透性可以满足措施井　的工艺要求。而对于由胶结物（粘土　矿物）膨胀、水化、迁移状态的游离　悬浮粒子，采用化学固砂措施，即应　用高分子固砂剂的化学固砂效应。　上述物理固砂与高分子化学固砂相　结合的综合防砂措施使不同类型的　出砂问题得到很好解决。　工艺技术介绍　（一）选择性堵水与防砂一体　化工艺技术　从大量的室内实验得到的理　论数据为依据，以及多年来应用改　性复合陶粒解决现场问题所取得的　经验和效果，通过对改性复合陶粒　系列产品的组合应用，我们提出对　疏松砂岩油藏在特高含水期实施选　择性堵水与防砂一体化的工艺措　施。针对特高含水同时又出砂双重　矛盾，如何在工艺上实现“选择性　堵”是关键。以我们对改性复合陶　粒技术性能的控制，实现选择性堵　水与防砂是可以做到的。因此，　要提高堵水效果，需要进一步完善　施工工艺，提高工艺水平，利用改　性复合陶粒低温固结、强亲水的特　性，对有潜力的厚油层开展选择性　堵水与防砂一体化的工艺措施现场　术　首先，对大孔道的封堵是在　油、水井上同时做工作，特别要对　注水井大厚层的高吸水层段实施选　择性封堵，同时，对与注水井大孔　道相对应的油井实施选择性堵水措　施。作到认识清，堵得住，只有　如此，才能从根本上解决问题。　“高渗大孔道封堵工艺技术”对解　决上述问题有很强的适用性。改性　复合陶粒灵活方便的渗透性可调性　能，对油、水井问所形成的高渗大　孑Ｌ道现象有很好的架桥封堵作用，　容易建立收尾压力。改性复合陶粒　在高渗透条带中有较高的胶结固结　强度且产生堵而不死的封堵效果。　该项技术的工艺思想与其它调、堵　工艺对目的层堵住、封死的概念不　同，而是把胶结固化材料的功能设　计成为对高渗流通道有效充填与对　注水压力缓冲相结合，使其堵而不　死、剖面均匀，达到真正意义的调　剖效果。　工艺思想与施工工艺　针对特高含水期储层非均质　性严重的大孔道以及高含水问题，　在工艺设计上我们提出两种方案。　第一是浅调、浅堵工艺，第二是深　调、深堵工艺，调和堵是针对注水　井和油井分别实施的措施；对封堵　合陶粒作为后置段塞，后置段塞用　量为设计总量的５０％，施工参数以　大于前置段塞的注入排量及携砂比　设计施工参数，达到对目的层射孔　井段进行封口，用以保证油井生产　时近井地带有较高的渗流通道。浅　调、浅堵工艺处理深度较小，见效　快，有效期短。深调、深堵工艺是　有机、无机相结合，利用有机凝胶　类堵剂流动性好和改性复合陶粒胶　结固化强度高的各自特点进行深部　处理。深调、深堵工艺处理深度　大、有效期长。由双段塞设计和选　择性注入工艺相结合的施工工艺，　可很好地解决特高含水期疏松砂岩　油层的层内及多层合采的选择性堵　水问题。同理，对注水井的大孔道　施工同样采用上述工艺思想。　在工艺参数设计原则上，应用　“选择性注入”原理对施工泵压和　排量进行优化设计，达到对油、水　井实体亏空的高渗大孔道条带有效　的充填，对中、低渗透层有效保护　的目的。施工中优先占据高渗透、　大孔道的充填材料，首先充填了高　渗透条带并胶结固化其中，产生永　久性的物理堵塞，对实现调整吸　水剖面及产液剖面的作用有可靠保　障。（作者工作单位：大港油田井　下作业第一修井）　今日科苑　■