稠油区块整体堵水配套工艺技术

稠油区块整体堵水配套工艺技术
王炜
（中油辽河油田公司，辽宁盘锦124010）
摘要：针对稠油热采区块已日趋严重的边底水入侵问题，进行了区块大剂量整体堵水配套工艺技术研究与应用，研制了复合类型的堵剂，分段塞注入，实现了大剂量低成本整体封堵。

为满足现场大剂量注入的需要，研制开发了地面智能泵注系统，实现了注入自动控制、自动记录、长时间、全天候注入。

经现场16井次的大剂量整体堵水试验，累计增油19353t，可延缓或抑制边底水的入侵，大幅度提高了稠油注汽区块整体开发效果。

关键词: 稠油区块；蒸汽吞吐；大剂量整体堵水；地面智能泵注系统
引言
辽河油田大部分稠油区块为边底水油藏，随着蒸汽吞吐开采的深入进行，边底水入侵问题已日趋严重，如锦45块、欢17块、海外河油田和冷42块等。

在蒸汽吞吐开采过程中，由于近井地带亏空、地层压力下降、油水黏度比极大，注入蒸汽沿高渗带形成“水舌”指进，在回采过程中，由于采出程度高，加大了与边水间的压差，诱导边水沿高渗透带侵入，造成大面积水淹，有的已导致整个区块无法正常开采。

针对这些问题，进行了区块大剂量整体堵水配套工艺技术研究与应用，以区块为单元，采取大剂量整体化学堵水，大面积封堵水锥和水侵通道，延缓或抑制边底水的入侵，从而提高稠油区块的采收率。

1 调剖堵水剂研制
目前稠油区块大剂量整体堵水尚属国内外首次研究，无成功经验可借鉴。

其难点是在堵水过程中不仅要实现大剂量注入（一般设计量在1000m3以上），还要确保堵剂不被后期注入的高温蒸汽破坏，同时堵剂成本不能过高，否则使用量会受到限制，达不到堵水的目的。

为此，经过对堵剂性能、成本以及蒸汽吞吐井地温分布特点等多方面因素考虑，采用不同类型的堵剂分段塞注入。

经过筛选，研制了复合堵剂。

该复合堵剂由弱凝胶调剖剂、强凝胶堵水剂和耐高温封口剂组成，分段塞结合在一起形成大剂量堵水施工中的主体工艺，其中弱凝胶调剖剂起到前缘推水和深部调剖挡水的作用，强凝胶堵水剂由于具有较强的强度和耐温性能，具有增强封堵能力，提高堵水效果和防止较高的温度破坏弱凝胶调剖剂的作用，耐高温封口剂主要起到隔挡蒸汽的作用，保护2种凝胶调堵剂不被蒸汽破坏，提高堵水效果，延长堵水有效期。

1.1 弱凝胶调剖剂研制
弱凝胶调驱体系基本组成为交联聚合物HPAM、交联剂、稳定剂及延缓剂等。

该体系具有较好的抗温性和抗盐性，适用温度为50~90℃，矿化度为1000~20000mg/L，形成的弱凝胶体系黏度在1000~15000mP a·s。

1.2 强凝胶调剖剂研制
强凝胶调剖剂基本组成为聚合物HPAM、交联剂、稳定剂及延缓剂等。

适用温度为90~130℃，强凝胶体系黏度大于8×104mP a·s，矿化度为1000~20000mg/L，封堵率不小于98%。

该体系具有较好的抗温性、抗盐性和封堵性能，适用于高温油藏堵水。

1.3 耐高温封口剂研制
做为耐高温封口剂，必须具有长期耐高温(注汽温度300℃以上)和耐蒸汽冲刷的强度，才能够确保注蒸汽时不被蒸汽突破，保证前缘堵水剂不被蒸汽破坏，增加封堵有效期。

基于这些特点和要求，高温封口剂由一种较低黏度的热固型树脂与无机物质复合，在地层温度下反应形成复合型的固相无机树脂凝胶体系。

该凝胶体具有长期耐蒸汽温度和耐蒸汽冲刷的强度，适用于蒸汽驱井组的调剖和高轮次吞吐井的调剖、封堵汽窜等。

其技术指标：①工作液黏度为70~100mP a·s，便于施工注入；②成胶温度为50~120℃，成胶时间为8~72h可调；③耐温性能好，耐温不小于300℃；④耐冲刷能力强，室内封堵后的岩心在蒸汽冲刷7d后封堵率达93%以上。

2 地面智能泵注系统研制
2.1泵注设备现状及存在问题
目前调剖、堵水、调驱注入设备有水泥车、柱塞泵等，这些设备存在的主要问题是对工作液中的高聚物造成高剪切，影响堵剂的封堵效果，并且很难实现长时间连续运行。

从辽河油田大剂量调剖工作趋势来看，目前的设备状况根本无法满足现场需求，严重影响了措施效果。

因此，研制开发新型泵注系统十分迫切。

2.2地面智能泵注系统研制
针对上述泵注设备的要求，开发研制了地面智能泵注系统。

（1）主体泵TDB调堵泵。

专为注聚合物类堵剂而设计，为单柱塞双缸泵，柱塞半径大，柱塞运动速度慢，对聚合物造成的剪切非常小，电动机功率为75kW，排量可控制在6~15m3/h，最高工作压力可达35MPa，安装方式为爬犁式，便于搬迁。

另外，由于柱塞运动速度慢，磨损小，因此检修周期很长。

（2）高聚物混配系统。

主要由高聚物配制漏斗、交联剂配制漏斗以及智能混合变频器
等组成，配制量为0~720m3/d，配制浓度为0~20000mg/L，输出最高压力为25MPa，输出排量为0~30m3/h，安装方式为爬犁式，便于搬迁。

（3）智能控制间（系统）。

主要由压力仪表控制柜、变频器、微机智能控制系统、配电间组成。

可通过智能控制系统对注入泵的流量、压力进行调整和控制，并可通过计算机屏幕随时观察流量、压力、累计流量等参数，每2s取1个参数记录点，自动绘制出瞬时流量、压力施工曲线。

2.3地面智能泵注系统技术特点
（1）对聚合物的剪切小，实现现场配液和注入一条龙。

（2）可长时间全天候连续运行，能满足大剂量调剖、调驱的需要。

（3）自动化程度高，施工压力、排量、流量可以自动控制和记录。

（４）减少现场施工人员的劳动强度并节约大量车辆运输费用，降低施工成本。

3 大剂量调剖堵水施工工艺优化
3.1 堵水剂用量
在现场应用过程中，主要根据堵水油井在堵水单元中所处的部位、水淹时间、水淹程度、地层亏空程度、注汽轮次、地层温度分布情况、设计封堵层厚度、封堵半径以及封堵层孔隙度、渗透率、施工成本等参数和因素来设计堵水剂各段塞的用量，整体的复合段塞堵水剂用量一般设计量为1300～1600m3，封堵半径可达10～15m。

3.2 堵水剂注入压力和排量
为了使堵水剂能够有选择性地进入目的封堵层，并保证顺利注汽，控制施工压力是关键。

注入压力的高低在一定程度上受排量的控制，同时排量的大小可以决定堵水剂是否有选择性地进入高渗透水窜通道，提高堵水效果，因此，排量的控制是整个施工的关键。

在现场实际施工过程中，可利用地面智能泵注系统将排量控制在6～8m3/h左右，施工结束压力为注汽锅炉最大注汽压力70%左右，
4 现场应用
4.1 冷603井区存在问题及堵水方案的制订
冷42块603井区是冷42块西南部的一个开发单元，周围存在着巨大的水体，由于其储层发育以厚层为主，层内非均质性较强，纵向渗透率差异较大，条带水侵的特征比较明显。

进入蒸汽吞吐开采阶段后，注入蒸汽沿高渗带形成“水舌”指进，在回采过程中，由于采出程度高，加大了与边水间的压差，诱导边水沿高渗透带侵入，造成油井大面积水淹。

截至
2003年底，井区投产油井63口，正常开井31口，其中水淹井32口，开井只有14口，其余井因高含水而关井，严重地制约了该井区的整体开发效果。

4.2 实施效果
2004年初开始在冷42块603井区进行大剂量整体堵水现场试验，先后实施16井次（绝大部分为一线水淹井，其中有9口井由于水淹而无法生产，处于长期关井状态），累计施工注入量为3.10×104m3，施工成功率为100%。

截至2005年5月，累计增油19353t。

在措施后对该井区的内线井进行监测结果显示，从2004年至今没有新增水淹井，说明在边底水前缘初步形成了“拦水坝”，延缓了水淹速度，大幅度提高了区块整体开采效果。

5 结论
（1）研制的复合堵剂成功地实现了稠油区块的大剂量整体堵水，延缓了水淹速度，提高了稠油区块整体开采效果。

（2）研制开发的地面智能泵注系统，具有自动化程度高，对聚合物的剪切小，现场配液和注入一条龙，连续工作时间长，自动控制和记录施工参数以及降低劳动强度和施工成本低等优点，可满足大剂量施工注入的需要。

（3）通过室内研究和现场应用，稠油区块大剂量整体堵水配套工艺技术能够有效地解决稠油水淹区块的“水患”问题，具有较好的社会效益和经济效益，应用前景广阔。

参考文献：
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[3] 赵福麟.采油化学[M].东营：石油大学出版社，1997.
[4] 刘一江.化学调剖堵水技术[M]. 北京：石油工业出版社，1999.
作者简介：王炜（1972-），男，工程师，1996年毕业于大庆石油学院采油工程专业，现从事科研管理工作。