提高海上油田采收率的调堵技术应用研究
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摘要：海上油田投产初期上产速度较快，导致含水上升较快，形成大孔道和高渗渗层窜流比较严重，调剖堵水势在必行。海上油田控水技术由注水井调剖技术和油井堵水技术组成。调剖堵水成功的矿场试验说明，海上油田调剖堵水技术具有可行性和广阔的应用前景。
关键词：海上油田 调剖堵水 提高原油采收率 应用研究
1.1 注水井调剖技术
为了补充地层能量，海上油田的开发必须注水。注水井调剖就是从注水井注入调剖剂，封堵高渗透层，提高注入水波及体积，达到提高采收率的目的。
海上油田注水井调剖技术由调剖必要性判断、调剖剂的选择、调剖剂用量计算和调剖工艺的实施等技术构成。
1.1.1 注水井调剖必要性判断
可用注水井井口压降曲线及由该曲线计算出的充满度进行判断。注水井井口压降曲线是由关 井后井口压力随时间变化测得的。图2为3条典型的注水井井口压降曲线，它们分别来自与高渗透层、中渗透层和低渗透层连通的注水井。
注水井井口压降曲线充满度计算式为
（1）
式中，DF为充满度；t为关井时间，min；p（t）为注水井关井时问后井口压力，MPa；p0为关井前井口压力，MPa。
从式（1）可以看到，DF是指注水井井口压降曲 线下的面积占p0t面积的百分数（图3），所以叫充满度。若DF=0，表示关井后井口压力立即降至0，即地层为大孔道控制。
1.1.2 调剖剂的选择
在温度低于85℃的地层用冻胶型调剖剂。该调剖剂与聚合物与交联剂配制而成。在温度高于85℃的地层用无机调剖剂。该调剖剂由两种相遇后可产生堵塞的工作液组成，中间以隔离液隔开，交替注入注水地层。通常用10%Na2O·mSiO2和8%CaCl2作工作液。改变隔离液体积，即可将堵塞设置在不同位置的高渗透层。对 不同条件的调剖井，有不同的调剖剂配方。
1.1.3 调剖剂的用量
调剖剂用量V的计算公式为
V=π（R22-R12）
式中，R1，R2分别为不同位置调剖剂的内、外环半径，m；h为油层厚度，m；为地层中高渗透层的孔隙度，一般为25%～35%；α为高渗透层厚度占油 层厚度的百分数，一般为15%～25%；β为方向系数，一般为50%～75%。
1.1.4 调剖工艺
调剖工艺是指调剖剂的放置工艺，其中包括调剖剂的注入压力要求低于地层破裂压力的80%，注入速度一般控制在6～10m3·h-1，近井地带不放置 调剖剂的距离一般为3m，不同强度调剖剂的注入顺序一般是低强度调剖剂先注入，特殊情况（如调剖剂在地层漏失或注入压力过高）的处理方法等。
2 油井堵水技术
油井堵水技术可从油井减少油田水的产出（图4），注水井与油井之间的压降曲线有一个拐点。由拐点到注水井的空间为调剖空间；由拐点到油井的空间为堵水空间。由于两个空间的大小相当，只要在这两个空间中任何位置放置堵剂（包括调剖剂和堵水剂），堵剂都将优先进入高渗透层，改变液流方向，提高注入水的波及体积，达到提高采收率的目的。因此注水井调剖与油井堵水在提高油田采收率上具有同等重要的意义。
2.1 油井堵水必要性判断
可根据含水率上升指数IW判断堵水的必要性。IW值由油井产出液中含水率随时间的变化曲线（图 5）和下面的定义式计算得到：
式中，fw为油井产液中的含水率，%；tl，t2分别为 统计开始和结束时间（按月或季度）。
由于IW值越大，油井水侵速度越快，高渗透层中的孔道越大，因此油井越需要堵水。从统计的规律得到，IW值超过0.50的油井都有堵水的必要。
2.2 堵水剂的选择
由于水基堵剂（以水作溶剂或分散介质的堵剂）优先进入含水饱和度高的地层，因此堵水剂均选用水基堵剂。
对温度低于85℃的地层可用不同强度和不同 成冻时间（因而可放置在地层不同位置）的冻胶型 堵水剂（与前面介绍过的冻胶型调剖剂相同）。对温度高于85℃的地层，则用水玻璃体系或稳定化钠土+超细水泥体系。
2.3 堵水剂用量
计算方法与调剖剂用量的计算方法相同。
2.4 堵水工艺
堵水工艺是指堵水剂的放置工艺，所包括的注入压力、注入速度、堵水剂放置位置和不同强度堵水 剂的注入顺序等都与调剖工艺相同。此外，还应在油 井堵水前15d将与油井连通最好的注水井关井泄压，使高渗透层变成低压层，以利于堵水剂优先进入。
3 埕岛油田调剖堵水的矿场试验
3.1 注水井调剖
以埕岛油田CBl1E-6井、CBl1F-1井、CB25A-2 井和CB25A-3井调剖为例进行说明。测定了调剖井施工前的井口压降曲线，计算了4口井的充满度，分别为0.019，0.005。0.025和0.062，都很小，特别需要调剖。
由于调剖井的注水地层温度为66℃，所以选酚醛树脂预缩聚物交联聚丙烯酰胺所生成的冻胶调剖。不同强度、不同成冻时间的冻胶配方。3种配方冻胶的体积比为0.4：0.3：0.3。
埕岛油田注水井调剖后取得下列效果：
（1）注水井井口压降曲线中井口注入压力提高了1～2MPa，曲线的变化趋势变平稳了，充满度增加了。
（2）指示曲线上移了，由此得到注水地层启动压力提高了1.5～2.5MPa。
（3）吸水剖面中的吸水层换位了。CB11E一6井和CBllF+1井调剖前后的吸水剖面中，吸水强度的高值和低值交换了位置，说明注入水进入了原来未波及到的含油饱和度高的地层，水驱采收率得到提高。
（4）调剖井对应油井的月含水上升率降低了。调剖在控水上起了重要作用，这些都将对提高采收率产生好的影响。
海上油田注水井调剖还有一个附加效果是减少了油井及其近井地带的结垢。因为调剖封堵了地层 的大孔道，延长了海水（含SO42-与地层水的接触时间，有利于垢在地层中析出，产生辅助的调剖作用。
3.2 油井堵水
以涠洲11-4油田C4井（水平井）堵水为例。C4 井基础参数为：井深964.8m，油层厚5.9 m，油水界面-968.0 m，水平段长305.6 m，水平位移l015.2 m，油层温度77℃。由于油层薄，油井水平段最低处离油水界面仅3.19 m，油层纵向不均质，采油速度高，生产压差大，所以该井施工前已被水淹。
控制C4井底水脊进的方法是用水基冻胶堵剂。该堵剂可沿底水脊进的通道，经过油层进入底水层，再用过顶替液（聚合物溶液）将油层中的堵剂过顶替出油层，为产油留下通道，同时在油层与底水层之 间形成不渗透层，抑制底水脊进。
工作液的用量为远井地带堵剂384.0m3，过渡地带堵剂256.0 m3，近井地带堵剂128.0 m3，过顶 替液为614.0 rn3。
C4井的堵水后，井底水已得到有效的控制。被控制的底水将改变其液流方向，提高底水的波及体积，达到了提高采收率的目的。这说明控水技术对海上油田提高采收率具有巨大潜力，并有广阔的应用前景。
4 结论
（1）海上油田的调剖技术和油井堵水是一项低投入高产出、多学科结合且风险最小的较成熟的提高采收率技术，是海上油田提高采收率的关键技术。
（2）海上油田的控水技术由注水井调剖技术和油井堵水技术组成，它们都有各自的技术关键。海上油田成功的矿场试验说明海上油田的调剖堵水技术具有广阔的应用空间。
（3）海上油田的调剖堵水技术同样是各种提高采收率技术（如化学驱、混相驱、热力采油、微生物驱）的基础技术。没有调剖堵水技术，各种提高采收率技术都难以有效实施。
参考文献
[1]聂法健 海上油田调剖体系的研制及应用 《油气地质与采收率》 2009 第5期
[2]曾凡春埕岛油田 提液开发阶段采油工艺的应用与发展 《石油钻采工艺》 2009 第z1期
作者简介：任从坤（1986.06-），男，助理工程师，从事油田开发技术工作。