新型无机矿物堵水剂应用研究

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摘要：油田开发进入高含水期，为改善区块开发效果，进一步提高采收率，调剖堵水是一项有效的工艺技术措施，通过对化学堵水剂的选择及应用研究，并通过室内实验研究，优选出最佳的新型无机矿物类化学堵水剂配方体系，深入分析杏三～四区东部区块的开发历史及开发动态，优化半径、注入压力等工艺参数并制定实施工艺方案，开展多井组区块调剖堵水。通过20口井的区块调剖堵水工作的开展及效果分析，其施工工艺简单，通过规模化、集中化实施20口采出井调堵，不仅改善了纵向动用状况，同时完善了平面注采关系，也提高了调堵井周围其他方向、剩余油相对富集部位的驱油效果，集中规模化效果明显，增油降水效果突出，取得了较好的经济效益，也证明了新型无机矿物类化学堵水剂具有高效封堵性能和良好的适用性，其成功实践也为三采开发后期进一步改善开发效果开辟了新途径。

关键词：无机矿物；化学堵水剂；三采开发后期；稳油控水

油田在长期的注水开发过程中，由于地层的多层非均质性，使得注入水沿高渗透层不断地突进冲刷，使非均质性进一步扩大，低效无效循环严重，通过化学剂利用化学作用对水层造成堵塞，控制优势渗流通道，有效降低采出液含水，稳定原油产量。

1化学堵水剂概述

在油井内采用的堵水方法分为机械堵水和化学堵水两大类。近年来，随着采油新技术如聚驱、复合驱等大规模的应用，优势渗流孔道高度发育且采出程度高，致使油井大量出水，且大多油井为多层高含水，层间差异在逐渐降低，层内差异较大，机械堵水是选择合适封隔器，将出水层位封堵，不能解决由于层内差异所需要的层内细分需求，而化学堵水是利用化学堵水剂的化学作用对水层造成堵塞，能够解决现阶段层内差异大、平面矛盾突出等油井堵水所急需解决的问题，能够满足厚油层内部细分需求，使主要剩余油存在的中、低渗透层得到充分动用，达到油井堵水的降液增油目的。

2化学堵水剂的优选

经过多年的现场实践，注水井调剖技术的发展远比油井堵水技术的发展成熟，注水井调剖的工作量比油井堵水的工作量大得多，使得地下剩余油多数分布在油水井之间甚至倾向油井的区域，因此油井堵水技术的有效应用越来越重要。

2.1化学堵水剂的选择

虽然国内外化学堵水剂的应用发展很快，品种繁多，但近年来油田的油井堵水工作量越来越少，主要原因是油井堵水成功率低、增产幅度小和有效期短，目前的几大类堵水剂有其自身的适应性弱点。常见的化学堵水剂包括聚丙烯酰胺及其冻胶类、泡沫类、稠油类堵剂，其封堵强度相对较弱，还包括树脂类堵水剂、盐敏类堵剂及颗粒类堵剂等，但其反应时间可控性差,使用的安全风险大，影响其现场的规模应用。新型无机矿物类化学堵剂以无机矿物为主剂，并添加催化剂、缓凝剂、增强剂等助剂，水溶液为反应媒介，通过催化、聚合等机理形成高强度聚合固结物，堵剂具有选择性好、安全环保、高封堵性能等特点。

2.2新型无机矿物化学堵水剂的应用特点和性能优势

（1）新型无机矿物化学堵水剂的应用特点。应用新型无机矿物类化学堵剂的高效选择性可针对层内差异进行有效封堵，克服了机械堵水措施不能进行层内差异封堵的缺点，能够满足厚油层内部细分需求，达到油井堵水的降液增油目的。应用新型无机矿物类化学堵剂的良好注入性、环保安全性及高强度和长期稳定有效性能够有效解决目前主要存在的层内差异性加大、平面矛盾突出等问题，形成高效封堵，克服了以往化学堵剂存在的反应可控性差、封堵强度低和长期稳定性不好的应用弊端，保证封堵高效性。（2）新型无机矿物化学堵水剂的性能优势。新型无机矿物类化学堵剂化学稳定性好。以无机矿物为主剂，其熔点高，化学性质稳定，因此进行应用时可耐受较高温度，同时体系通过聚合固化后，其化学性质更加稳定，因此固结堵剂基本不受地层水中矿化度、残留聚合物、弱碱、表活剂、生物驱油剂等的影响。无机矿物化学堵剂性能优良。流动性好，方便注入；以水为媒介在地层内反应，堵水不赌油；体系添加缓凝剂，根据封堵半径要求控制稠化时间，反应时间在3小时到15天内可控，使用安全；无机矿物为主剂，无毒、无害、不燃，对环境友好；添加增强剂进一步增加聚合固结物强度，延长堵水有效期及耐温性能。

3新型无机矿物类化学堵剂的现场应用

在应用选井上，选择油层发育连通好、化学驱采出程度相对较低、剩余油相对富集的井；在应用选层上，选择油层动用程度较高、存在明显高渗层或优势通道的单元，以改善薄差层动用状况。在施工工艺上，保证一定的封堵半径距离，保证降水增油的效果；保证一定的施工注入压力，使堵剂形成一定的封堵厚度，保证降液效果；保证侯凝时间，使堵剂形成高强度封堵。

3.1现场应用工艺简述

经过深入分析杏三～四区东部区块的开发历史及开发动态，实施油井调剖堵水以解决层内矛盾和区块平面矛盾为目标，开展多井组区块调剖堵水，能够取得较好的增油降液效果，因此，选择了区块的20口采出井进行新型无机矿物类化学堵剂的试验应用。在以往调剖堵水工作经验及理论分析基础上，设计封堵半径在油水井距1/10以上，注入初始压力控制在正常注水压力之下，保证大部分堵剂进入高吸水层，应用先注前置液提高中低渗透层压力—再注入调堵剂优先进入低压区的高渗透层—然后注入顶替液驱替调堵剂深入低压降区并保证近井泄油通道的畅通的段塞式进行现场应用。

3.2应用效果

20口井进行调剖堵水施工，封堵半径14～17m，共注入调堵剂2840m3,目前20口井堵后平均单井见效439天，20口井中仍有12口井持续受效，受效期在300～750d。目前统计见效期内，20口井堵后平均单井日降液12.3m3、液量降幅24.9%、已累计降液127097t，平均单井降含水1.7%，平均单井日增油0.4t、已累计增油6110t。同时通过规模化、集中化实施20口采出井调堵，不仅在纵向上封堵了高渗层及大孔道，改善了纵向动用状况，同时平面上有效控制了长期注采形成的高含水突进方向，完善了平面注采关系，扩大了平面波及体积，提高了调堵井周围其他方向、剩余油相对富集部位的驱油效果，从而有效改善了周围连通采出井开发效果。20口调堵井周围连通的68口采出井见到了增油效果，累计增油超6000t，集中规模化效果明显。

4结语

（1）通过对化学堵水剂的选择及应用研究，并通过室内实验研究，优选出最佳的新型无机矿物类化学堵水剂配方体系，对油田高含水油井调剖堵水有很好的针对性。（2）通过20口井的区块调剖堵水工作的开展及效果分析，施工工艺简单，增油降水效果突出，证明了新型无机矿物类化学堵水剂具有的高效封堵性能和良好的适用性，其成功实践也为三采开发后期的区块科学控制低效无效循环，促进低产井二次受效，延缓含水回升速度，进一步改善开发效果开辟了新途径。（3）区块调剖堵水的开展取得了较好的经济效果，不仅在纵向上封堵了高渗层及大孔道，改善了纵向动用状况，同时完善了平面注采关系，扩大了平面波及体积，提高了调堵井周围其他方向、剩余油相对富集部位的驱油效果，集中规模化增油效果明显，是当前稳油控水的一项重要有效的技术措施。（4）不断研究和推广安全环保的堵水剂原料，形成高效的堵水剂体系，满足油田调剖堵水的需要，具有广阔的发展前景。（5）开发与其他增产技术措施的联合应用的复合增产措施，如压裂堵水、调剖堵水、堵水微生物驱油等联合方式，进一步提高原油采收率。

参考文献：

[1]付云,张铜耀,尹洪超.选择性堵水剂研究进展及应用中存在的问题分析[J].化学工程与装备,2013(2):131-134.

[2]龚柏华,李毅峰,徐世万.化学堵水剂的选择及应用[J].数字化用户,2018(44):77.

作者:李延庆 李连客 殷柱 滕陆洋 王康红 石鑫 单位:大庆油田开普化工有限公司 大庆油田昆仑集团有限公司