曙三区二次开发配套技术研究与应用

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摘 要：通过室内实验筛选与评价，优化了现场施工工艺，在有效缓解油藏出砂、动用不均、高含水等开发矛盾的同时，区块产能大幅提升，综合递减明显下降。

关键词：曙三区 防砂 调剖 堵水

曙三区位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡中段，油藏埋藏浅，泥质含量高，油藏出砂严重，注采井网不完善，加上层间矛盾突出，储量动用极不均衡，严重影响区块开发。

一、主要开发矛盾

曙三区目的层为杜家台油层，平均空气渗透率1.071μm2，孔隙度27%，粒度中值0.1603mm，分选系数1.67，泥质含量13.85%，储层胶结疏松，油藏出砂严重。

二、配套技术研究

针对区块油井普遍出砂，影响正常生产，导致注采井网不完善的主要开发矛盾，研究试验了包括防砂、调剖、堵水等配套技术，在保障出砂油井正常生产的同时，扩大注水波及体积，缓解油井高含水矛盾，改善区块二次开发效果。

1.高温压裂防砂技术

1.1高温阻砂剂的研制

高温树脂砂可承受350℃注汽温度，但由于表面树脂涂层较厚，用于压裂防砂时，在上覆岩层的作用下，树脂砂颗粒容易变形，导致导流层渗透率降低，影响压裂防砂效果。经室内实验，通过添加树脂添加剂，采取加热的方式，提高膜的强度，使得高温压裂防砂技术得以实施。

①树脂砂压实程度与渗透率关系实验。将配置好的树脂砂放入内径为10mm的铁制圆管内，然后放在压力仪下，在不同的压力下，测压实的树脂砂岩芯的渗透率。实验数据显示随着压实程度的加剧渗透率降低，但当压实程度达到20MPa时，渗透率为12.4μm2，表明不会降低导流层渗透率。

②耐温试验。取固化强度为8.5Mpa的岩芯，均匀分成7块，然后放入高压釜中，恒温350℃，每1天（24h）取出一块测抗压强度，结果显示每天取出的岩芯抗压强度仍能达到8.5MPa，表明树脂砂可长期耐350℃注汽高温。

③导流层挡砂试验。通过调节树脂砂粒度匹配关系，选择导流层渗透率为30μm2时的岩芯，做挡砂实验。从实验数据可知，导流层可挡住粒度中值大于0.06mm的地层砂，保持其渗透性。

1.2施工工艺改进

应用千型压裂车组施工，填砂量由以前的0.8m3/m提高至1.3m3/m，增大防砂半径，提高防砂效果；油层内渗流由径向改变为垂向，降低了流动阻力，减缓了油层出砂；裂缝支撑长度的加大，也提高了油井产能。

2.水井深部调剖技术

该技术由较低浓度聚合物和适当交联剂在地下聚合，形成聚合物弱凝胶调剖体系，封堵高渗透层，迫使注入水转向进入低渗透层，同时，通过改善不利的油水流度比，提高注入水的波及体积，改善油藏水驱效果。

2.1堵剂配方的研制

弱凝胶深部调剖剂主要由部分水解聚丙烯酰胺HPAM，复合交联剂LH-1，PH调节剂，稳定剂等组成。封堵率大于95%，交联时间可控，适用于温度30～90℃，矿化度低于10000mg/L的油层，凝胶粘度2500～10000mPa・s可调，稳定性大于6个月。

2.2室内性能评价

①PH值对堵剂成胶时间的影响。在其它条件不变的情况下，改变堵剂的pH值，则成胶时间发生变化，随着pH值的升高，成胶时间延长，当pH值达到10以上时，堵剂很难成胶。在现场施工可根据具体需要，可以利用调节pH值的方法来调节堵剂的成胶时间。

②温度对堵剂强度的影响。在不同温度以及不同HPAM浓度下，考察了凝胶体系的强度，100℃以上凝胶强度下降较快，在曙三区地层温度下对凝胶的强度无影响。

③岩芯的封堵试验。采用LDY32-300型岩心流动仪进行封堵能力实验，测定岩心的突破压力和封堵率，从实验结果可以看出，该堵剂具有较好的封堵能力，封堵率达到95%以上，突破压力较高，达到8 MPa/m以上。

2.3现场调剖工艺

利用地面智能泵注系统，采取笼统注入方式，向地层注入复合段塞调剖剂。通过控制注入排量、压力及调剖剂强度，使调剖剂有选择地进入高渗层和高渗流通道，降低其渗透性，迫使后续注入水转向，最大限度地动用中低渗透层，提高油藏动用程度。

3.化学堵水技术

曙三区由于储层物性的差异，注入水沿高渗透层突进，导致油井出水，受井况及出砂因素影响，机械堵水工艺受到一定限制，为此研究了段塞式复合堵水技术。采用两段塞复合封堵，第一段塞使用有机强凝胶堵剂，第二段塞采用地下聚合冻胶堵剂作封口剂，封堵高渗透出水层。

3.1堵剂配方的研制

有机强凝胶堵剂主剂为低分子聚丙烯酰胺，交联体系为树脂交联，并加入增强剂来提高堵剂强度，同时加入过硫化物等引发剂。成胶温度30-90℃，成胶时间在24-72h可调，胶体粘度≥2×104mPa・s，封堵率≥95%。

3.2堵剂性能评价

①阻力系数的测定。堵剂体系平均阻力系数为15.5，表明堵剂在成胶前具有较好的泵送性，在岩心孔隙中具有较好的滞留能力，在施工过程中能有效地进入大孔道并滞留成胶。

②岩芯的封堵实验。通过岩心封堵实验测定，封堵率达到95%以上，表面该堵剂具有较好的封堵能力，突破压力较高，达到8 MPa/m以上。

③现场封堵工艺。施工过程中要配合封隔器化堵下部井段，填砂保护化堵上部井段。由于油层间隔层薄，作业精度要求±0.5m，现场需要校深。施工最后顶水量精确，保证施工安全和封堵效果。

三、现场应用及效果分析

通过实施高温压裂防砂、水井深部调剖、油井化学堵水54井次，措施有效率86%，通过系列配套工艺的实施，区块年产油上升，综合递减明显下降。

四、结论

通过研制高温阻砂剂，改进防砂工艺，形成高温压裂防砂技术，区块规模实施后，增加了油井产能，有效缓解了区块出砂的主要矛盾。利用弱凝胶体系，调整注水井吸水剖面，启动中低渗层，同时改善不利的油水流度比，油层纵向和平面非均质性得到一定改善，井组增油效果明显。通过有机强凝胶堵剂和地下聚合封口剂的协同作用，丰富了高含水问题治理手段，实现了水中找油，为其它区块同类油藏的治理起到了借鉴作用。