稠油蒸汽驱开发过程中注汽井高温调剖技术研究与应用

前言

稠油蒸汽驱开发是通过向油层注入高温高压蒸汽，降低原油粘度，改善流度比，已成为提高稠油采收率有效方式。但因油藏固有的储层非均质性，极易导致蒸汽在注入过程中发生超覆和窜流，优选沿高渗通道突进，造成蒸汽波及体积小、热利用率低、油井含水迅速上升等问题，影响整体蒸汽驱效果。而注汽井高温调剖技术是向注汽井注入化学药剂或颗粒材料，选择性封堵高渗透窜流通道，迫使后续注入的蒸汽转向中低渗透含油区域，提高平面及纵向上驱替均匀性，达到提高采收率目的。

1.研究背景

W 区块原油性质为超稠油，先后经历天然能量、蒸汽吞吐、蒸汽驱先导试验、整体蒸汽驱等开发阶段，生产中存在主要问题是汽窜严重，主要体现在两方面：

一是平面上，受沉积微相变化快影响，注入汽推进速度不均，单向蒸汽突破问题严重。W 区块属于扇三角洲沉积特征，主力沉积微相为水下分流道微相，储层厚度大，物性好，连通性强，蒸汽推进速度快，而非主力沉积微相储层物性差，汽驱见效状况差。

二是纵向上储层物性差异大，各层吸汽量严重不均，储量动用程度低。根据 65 口注汽井吸汽剖面测试资料，总射孔厚度 2250.5m，吸汽厚度 1541.6m ，所占比例为 68.5% ，31.5%射孔厚度基本不吸汽。

2.汽窜原因分析

汽窜影响因素主要有三方面，一是平面上沉积微相变化快，纵向上储层物性差异大；二是蒸汽超覆现象影响，油层上部吸汽量大，易汽窜，油层中下部及地层倾角大区域，下倾方向储量动用差。三是常规颗粒型调剖剂性差，主要为聚丙烯酰胺类凝胶携带固相颗粒，耐温性差，在高温条件降解水化快，造成药剂在配汽阀处堆积堵塞管柱。

3.技术对策研究

3.1 调剖剂性能特点

根据蒸汽驱开发特点，要求调剖剂具有悬浮携带能力强、耐温性能好、封堵强度高等特点。通过化学药剂对比分析，优选纤维素醚类药剂，其在加入在钻井液中具有较好的堵漏性能，但需要进一步对配方体系优化研究，达到分层注汽井高温调剖要求。

3.2 调剖体系优化

（1）体系组成

高温调剖剂体系主要由纤维素醚、保水剂、抗氧化剂和固体颗粒组成，主要作用机理是通过分子间脱水和缔合作用，形成网状结构，携带固相颗粒一起封堵汽窜通道。

（2）药剂优选

① 主剂纤维素

在水溶性纤维素醚中，非离子型醚耐温性能好，主要包括三种，即羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素。通过分析不同分子量三种药剂凝胶温度、凝胶析水量大小，确定羟丙基甲基纤维素耐温性能最好，析出水量最低，选择羟丙基甲基纤维素做为调剖剂主剂。另外，对调剖剂中羟丙基甲基纤维素浓度进行实验分析，实验结果表明，随着HPMC 质量分数的增加，成胶时间逐步缩短，凝胶强度不断增加。考虑到凝胶强度和成本因素，选择 HPMC 最佳浓度

科技论坛为 1.5%

② 保水剂浓度确定

保水剂对成胶温度影响不大，但可显著降低凝胶的析水量，少量添加就可避免水的析出，使凝胶强度有所增加，保水剂适宜添加比例在 0.2%左右。

③ 抗氧剂浓度

抗氧剂对防止HPMC 高温降解效果显著， 0.1%～0.15% 浓度可保证纤维素醚调堵液有足够的稳定性，高温条件下仍能保持稳定的凝胶强度。

④ 固相颗粒组分优选

对植物纤维颗粒、橡胶粉、体膨颗粒进行成效时间、凝胶强、耐温性进行分析评价，具体见表 2 所示，植物纤维颗粒性能最强，合理的固相颗粒浓度为 3～5% 。

表1 不同固体颗粒成胶性能对比表

综上所述，高温调剖体系最佳配方为，羟丙基甲基纤维素（ （1.5%） + 保水剂 （0.2%）+ 抗氧剂（ 0.15% ） + 固相颗粒（ （3～8%） ）。

3.3 调剖剂性能测试

（1）热稳定性

在 250^∘C 恒温条件下，调剖剂凝胶体系初期粘度为 700000mPa.s ，随着时间增加，粘度总体趋势是减弱的，但降低幅度值较小，且逐步趋于稳定，30 天后粘度降至 60000mPa.s，仍具有较强的封堵能力。

（2）悬浮性测试

羟丙基甲基纤维素体系中加入植物纤维颗粒后，未出现沉降情况，悬浮性较好，适合分注井注入。

（3）封堵性能测试

通过对 3 块人造岩心进行室内实验，调剖剂封堵率 90%以上，以岩心 1 为例，原始渗透率 1525.5mD，封堵后渗透率 125.8mD ，封堵率 91.75% 。

4.现场

通过上述技术对策研究，2020 年以来，W 区块实施注汽井高温调剖 15 井次，措施有效率 100% ，平均单井组累增油600 吨，阶段累增油 9000 吨，效果显著，一是注汽压力方面，相比调剖前，注汽压力上升 1.8MPa；二是新增汽驱见效井 3 口，日增油5.5 吨；三是通过调剖前面吸汽剖面对比，纵向各层相对吸汽量趋于均衡，新增吸汽层30.5m/13 层，控制强吸汽层 25.3m/11 层。四是高温调剖注汽井组油汽比由 0.20 上升至 0.26，有效提高蒸汽利用率。

参考文献：

[1] 游晓伟.蒸汽吞吐泡沫调剖体系室内实验研究[J].当代化工.2018（05）.

[2]佟爽.蒸汽热力采油中抗高温调剖堵剂的与展望[J].中外能 源. 2012（01）.