油泥调剖技术在注水油藏中研究与应用

1.研究背景

L 油田属于中高渗砂岩油藏，采用注水开发，目前已进入开发中后期，开发特征上表现为高液量、高含水、高采出程度、低采油量“三高一低”特征，常规细分注水、注水井段重组、动态调配水效果差，难以进一步提高采收率，利用经验公式、水驱特征曲线及相关图版预测最终水驱采收率低于标定采收率 2.5% 。结合油田生产过程中油泥产生量大问题，利用油泥与地层配伍性好优势，开展油泥调剖技术研究，封堵注采井间水窜通道，改善注水井纵向上吸水状况，扩大注入水波及体积，提高水驱油效率。

2.油泥组成分析

通过对 L 油田现场所取油泥进行理化分析，由于油泥产生条件不同，其组分存在一定差异。10 份油泥样品，含水率 12.5%～25.5% ，含油率 35.5%～65.5% ，泥质含量 21.9%～49.2% 。同时利用激光粒度分析仪，对脱油水后油泥的粒径进行分析，最小值 4.5μm ，最大值 102.5μm ，平均粒径在 55μm^[3] 。

3.油泥调剖体系

注水井调剖基本原理是利用化学药剂来调整和改善注水井的吸水剖面，即注入的化学药剂在地层中形成高粘度溶液，封堵高渗透层或高流速通道，增加渗流阻力，迫使注入水进入低渗透层或流速慢区域，使注入水平面波及范围趋于均匀，避免出现指进现象，延缓水窜问题发生，提高水驱油效率[4]。根据 L 油田油藏地质条件，结合油泥成分及粒径，通过室内实验研究，形成三种油泥调剖体系，即油泥悬浮堵剂体系、油泥冻胶堵剂体系及油泥固结体系[5]。

3.1 油泥悬浮堵剂体系

选取 6 种聚甲基丙烯酸甲酯、耐温抗盐聚合物、焦磷酸钠等悬浮剂，标号为 1#~6#进行性能测试，配制浓度分别为 2%、4%、6%、8%悬浮剂溶液各 250mL ，分别加入 50g 油泥至溶液中，充分搅拌后静置，观察容器内液体变化情况，记录分层和沉降时间。以浓度 6%为例，6种悬浮剂分层及沉降参数如表1 所示，3#悬浮剂性能最好，粘度、分层时间、沉降时间最大。

同时从悬浮剂溶液浓度来看，浓度越大，粘度越高，分层时间、沉降时间越长，主要原因是浓度增加后，悬浮剂形成稳定空间网格结构，增加了溶液体系的结构强度，阻止油泥颗粒的聚集和沉积，但浓度过大，会出现固化现象，分层、沉降时间反而缩短。综上所述，优选3#悬浮剂进行调剖体系配制，最佳浓度为 6% ，悬浮稳定时间 60 小时以上。

3.2 油泥冻胶堵剂体系

油泥冻胶堵剂体系主要由悬浮分散剂、成胶剂、油泥组成，再加入一定量的交联剂，合理优化各组分含量形成性能良好调剖体系。

利用L 油田地层岩心，在含油泥悬浮液中加入不同浓度的交联剂，分析成胶后体系强度以及封堵率。实验中交联剂加入量分别为 0.2、0.4% 、 0.6% 、 0.8% 、 1.0% ，整体来看，随着交联剂浓度增加，体系胶凝强度逐步增大。以交联剂加量为 0.2% 、0.6%为例，加量为 0.2%时，胶凝强度为 5650mPa.s ，粘度为 122.0mPa.s ，分层时间为 5.5 小时，沉降时间为45 小时，而加量为 0.6%时，胶凝强度为 11220mPa.s ，粘度为 150.0mPa.s ，分层时间为 12.5 小时，沉降时间为70 小时。

将不同成胶强度的体系注入至岩心内，进行封堵率进行测试。实验中所用岩心高渗透率、低透率两种，实验取得以下认识：一是调剖体系基本都能进入至高渗透岩心中，低渗透岩心进入较少，且随着渗透率极差增大，进入低渗透岩心量减少。二是随着调剖体系凝胶强度增大，进入岩心能力加强，突破压力减少，封堵率提高。如表 2 所示，凝胶强度在 8000、12000、15000mPa.s 时，突破压力由 5.5MPa 降至1.8MPa，封堵率由 90.3% 上升至 92.5% 。三是随着凝胶强度继续增大，如强度达到 20000Pa.s 以后，岩心注入困难，无法实现封堵调剖。同时凝胶强度过大，井口注入压力上升，地层注入困难，且存在安全风险，因此合理的体系强度为 15000mPa.s ，能够满足L 油田开发需求。

3.3 油泥固结体系

油泥固结体系主要悬浮剂、胶结剂、油泥砂粉剂组成，其中油泥砂粉剂是对油泥进行洗油及破乳处理，将分离出来的泥砂进行球磨，就可形成松散泥砂粉剂。通过室内多次实验分析，确定悬浮剂浓度为0.6% ，胶结剂浓度 0.3% ，形成的固结体系性能较好，150 目过筛率 100% ，200 目过筛率 98.0% ，1 小时析水率仅 8.0% ，初凝时间 10~12 小时，强度 0.7MPa，30 天后强度可达 3.5MPa 。利用填砂管模型进行体系注入性和封堵性能测试，表明固结体系注入性强，岩心封堵实验表明封堵率 98%以上，

4.现场应用

在上述技术对策指导下， L 油田先后实施注水井油泥调剖 150井次，有效 144 井次，措施有效率 96.0% ，减少油泥排放量18000 吨，节约处理费用 1000 万元，有效保护生态环境，取得较好经济效益。同时注水井实施油泥调剖后，增油控水效果显明，主要表现在以下几方面，一是油田综合含水下降 6.5% ，日产油量增加300 吨，阶段累增量15.0 万吨；二是水驱储量动用程度提高 15.8% ，注水井纵向上各小层相对吸水量趋于平衡，平面上水线指进现象得到缓解，注入水波及体积得到扩大，低渗层内剩余可采储量得到有效动用；三是注水压力逐步上升，平均单井上升 2.2MPa，表明高渗层吸水量得到控制，注入水被迫进入低渗层内，注水压力必然上升；四是根据调剖前后示踪剂测试资料，水线推进速度由 10.2m/d 降至 6.5m/d ，侧面表明水窜问题得到有效解决。

参考文献：

[1]武垚.含油污泥深度调剖技术在高升油田的应用[J].科技资讯,2012(18).

[2] 张春燕.油田含油污泥调剖技术的研究与应用[J].石化技术,2017(03)

作者简介：

杨爽，女，1988 年 6 月出生，盘锦，汉族，工程师，2011 年毕业于辽宁石油化工大学，现于中石油辽河油田分公司环境工程公司环保技术研究中心工作。