化堵 微球联作技术在三叠系A油藏适用可行性研究.pdf

勘探开发 150 2023年第9期1 油藏概况三叠系A油藏位于鄂尔多斯盆地一级构造单元陕北斜坡的西南部，区域构造为东高西低的西倾单斜，倾角小于1。本区构造运动微弱，断裂与局部构造不发育，仅在西倾单斜上发育数排宽缓的鼻状隆起带及数个闭合度小于20m的小幅度圈闭构造。随着开发的进行，开发中的矛盾越来越突显：高压水井数增多，化学堵水调剖空间缩小，化堵后易出现欠注，化堵效果减弱；中含水阶段注水技术政策调整与液量下降矛盾明显，含水上升风险增大，暴性水淹井增多；随着长时间注水开发，水洗优势渗流通道越来越明显，劣势渗流通道堵塞，加剧了平面剖面水驱矛盾。2 化堵+微球技术原理聚合物微球具有较好的深部调剖性能，聚合物微球在油层中具有封堵、变形、运移、再封堵的特性，有效改善地层非均质性，阻止或减缓注水单向突进，降低含水上升速度，具有深部调剖和驱油的双重作用，能够较好提高注入水的波及体积，提高采收率1。聚合物微球驱有三种封堵方式，分别是俘获封堵、叠加封堵和架桥封堵。俘获封堵微球尺寸明显大于孔喉尺寸，封堵大孔道；叠加封堵是几个微球尺寸大于孔喉，叠加封堵对流体的阻力要明显大于俘获封堵；架桥封堵是两个或更多微球小于孔喉尺寸的封堵，架桥封堵强度很明显受桥接处的孔喉尺寸影响，微球数化堵+微球联作技术在三叠系A油藏适用可行性研究安娜长庆油田第三采油厂地质研究所 宁夏 银川 750001 摘要：三叠系A油藏进入中含水开发阶段，控水稳油难度大，油藏开发中的矛盾加剧。一方面由于油藏非均质性、各向异性等物性导致大量剩余油未被波及；另一方面，油藏微裂缝发育，并且投产初期都经过压裂改造形成主应力方向的人工裂缝，虽然提供了油藏渗流通道，弥补了储层渗透率低的不足，但是因裂缝的作用，部分井易单向突进，发生水窜，油井水淹的同时微小孔喉中的油却无法被驱替出来。油藏开发水驱不均分为平面和剖面两种，聚合物微球驱不仅可以在宏观上连片治理缓解平面矛盾，也可以在微观上“堵大开小”调整剖面矛盾。通过数值模拟方法研究和对比了单化学堵水调剖、单聚合物微球驱和化堵+微球联作三种技术在三叠系A油藏的适应性，为同类三叠系油藏控水稳油可持续发展提供了一定的思路与方法。关键词：三叠系油藏 化学堵水调剖 聚合物微球驱 化堵+微球联作 数值模拟F e a s i b i l i t y s t u d y o f p l u g g i n g mi c r o s p h e r e c o mb i n a t i o n t e c h n i q u e i n T r i a s s i c A r e s e r v o i rA n N aGeological Research Institute of the Third Oil Production Plant of Changqing Oilfield，Yinchuan 750001 Abstract：Triassic A reservoir has entered the middle water-bearing development stage.It is difficult to control water and stabilize oil，and the contradiction in reservoir development is intensified.On the one hand，due to the heterogeneity and anisotropy of the reservoir，a large amount of remaining oil is not swept.On the other hand，micro-fractures develop in the reservoir and are transformed by fracturing in the initial stage of production to form artificial fractures in the direction of principal stress.Although they provide seepage channels in the reservoir and make up for the lack of low permeability of the reservoir，some Wells are prone to one-way inrush and water channeling due to the role of fractures，and the oil in the micro-pore throat cannot be displaced when the oil well is flooded.Reservoir development water flooding can be divided into two types：plane and section.Polymer microsphere flooding can not only solve the plane contradiction in macro，but also adjust the section contradiction in micro.This paper studied and compared the adaptability of three technologies，namely single chemical water plugging profile control，single polymer microsphere flooding and combined plugging microsphere operation，in Triassic A reservoir by numerical simulation method，providing certain ideas and methods for the sustainable development of water control and oil stability in similar Triassic reservoirs.Keywords：Triassic reservoir；Chemical water plugging and profile control；Polymer microsphere flooding；Plugging microsphere co-operation；Numerical simulation 151 勘探开发2023年第9期量、尺寸、弹性的影响对封堵效果也比较明显，更多数量的微球会产生更大的压力和对水流更大的阻力2。架桥封堵提供了聚合物微球在实际油藏中封堵大孔道的一种有效方法，三叠系A油藏使用的聚合物微球主要利用了架桥封堵方法。在实施微球调驱之前，先实施一轮化学堵水调剖，剖面改善的基础上注入聚合物微球，更好地发挥微球的封堵作用，实现平面调驱，各向油井受效均衡，从而使地层剖面与平面水驱状况同时得到改善3。3 数值模拟方法及效果评价3.1 纵向波及系数模型数值模拟3.1.1 模型建立本节引入纵向波及系数，建立纵向波及系数评价模型。模型在俞启泰纵向波及系数公式的基础上进行扩展。俞启泰纵向波及系数公式如式（1）所示，从公式可以看出，纵向波及系数Ez随着流度比M的增大而减小，随着油层有效厚度H的增大而减小，随着含水率fw的增大而增大4。?（1）考虑到三叠系A油藏储层非均质性和井完善程度，在公式里引入井射开程度Pd、渗透率变异系数Vk、渗透率极差Jk和渗透率突进系数Tk。首先考虑井射开程度对纵向波及系数的影响，通过统计，得到纵向波及系数Ez与井完善程度Pd的关系散点图，通过相关性拟合，显示出良好的幂指数相关性，因此将井的完善程度以幂指数的形式修正到公式当中。非均质性系数包括渗透率变异系数Vk、渗透率极差Jk、渗透率突进系数Tk。通过统计，对纵向波及系数与各非均质性参数之间的关系进行线性拟合分析，发现呈现良好的指数相关性，因此将三个非均质性系数以指数的形式修正到公式中。修正后的纵向波及系数没有考虑实际井网之间的连通程度。在实际情况下，油水井并没有完全连通，通过统计，三叠系A油藏油水井连通程度为0.724。因此，在前面修正的纵向波及系数公式的基础上，再引入油水井连通程度，以S为连通系数，对修正公式进行校正。校正后的评价模型如式（2）所示，为最终的纵向波及系数评价模型。其中，系数a为根据油藏参数所求的待求参数。?（2）3.1.2 数值模拟效果评价单化学堵水调剖：在三叠系A油藏内选择近三年只进行过单化学堵水调剖的9口井进行措施前后参数统计，进而得到纵向波及系数值。通过单化学堵水调剖，纵向波及系数均有所增大，其中最大增量达到7.8%，最小增量为2.6%，纵向波及系数平均增大约4.9%。单聚合物微球驱：在三叠系A油藏内选择近三年只进行过单聚合物微球驱的12口井进行措施前后参数统计，进而得到纵向波及系数值。通过单聚合物微球驱，纵向波及系数均有所增大，其中最大增量达到8.2%，最小增量为3.3%，纵向波及系数平均增大约5.1%。化堵+微球联作：在三叠系A油藏内选择近三年进行过化堵+微球联作的12口井进行措施前后参数统计，进而得到纵向波及系数值。通过化堵+微球联作，纵向波及系数均有所增大，其中最大增量达到13.4%，最小增量为4.1%，纵向波及系数平均增大约6.4%。通过三种技术对比，发现从提高纵向波及系数效果来看，化堵+微球联作效果单聚合物微球驱效果单化学堵水调剖效果。3.2 平面波及系数模型数值模拟3.2.1 模型建立本节引入平面波及系数进行数值模拟，首先需要建立网格模型。网格类型为500180m的菱形反九点井网，与实际井网一致。因为三叠系A油藏整体为中等-强非均质储层，因此设非均质性比Kx：Ky=3：1，数值模拟需要参数尽量接近油藏真实参数，其中油层厚度取值11米，孔隙度取值12.3%，渗透率取值1.35mD，油藏埋深取值1900m，原始地层压力取值13.0MPa，汽油比取值65.7m3/t。在数值模拟中，先确定每个网格中各流线水驱前缘含水饱和度点的位置，再将每一个网格中的水驱前缘含水饱和度点连接起来，连线包围区域就是波及区域，圈起的区域面积就是波及区的面积，再计算出平面波及系数EA。3.2.2 数值模拟效果评价对比三种技术措施前、后的含油饱和度场图、平面波及场图和压力场图，可以看出：（1）勘探开发 152 2023年第9期从含油饱和度场来看，措施后，成功地动用了未波及到的剩余油，三种技术措施后，剩余油饱和度均有所下降，其中化堵+微球措施后剩余油减少最为明显，其次是单聚合物微球驱，最后是单化学堵水调剖；（2）从平面波及场来看，措施后，流线变得更加均匀和密集，说明平面波及程度增大，其中化堵+微球技术措施后平面波及场最为均匀和密集；（3）从压力场来看，措施后，地层压力增大，且压力场变得更加均匀；（4）从三个场图综合对比措施效果，可以看出三个技术措施对于平面调驱均有效，其中化堵+微球联作效果最好，其次是单聚合物微球驱效果，最后是单化学堵水调剖效果，见图1。在实施技术措施时，准确的措施时机也对措施效果有着重要影响。这里选择化堵+微球联作措施方式进行数值模拟，分别模拟在含水率为30%、60%、70%、90%开始实施技术措施，得到平面波及系数增量与含水率的关系图，可以看出，平面波及系数增量随着油田开发先增大后减小，并非一直有效；含水越低开始措施时机越好，平面波及系数增量最大；当含水30%时开始措施，井组平均含水上升到75%时的平面波及系数增量最大，约增加了12.0%，采出程度比措施前增加约4.5%。可见，化堵+微球联作可以增加平面波及系数，提高图1 不同措施平面模拟对比图动用程度和采收率，改善开发中的平面矛盾，且越早实施效果越好。4 结束语三叠系A油藏为典型的特低渗透油藏，储层非均质性强，裂缝发育，随着开发时间的延长，渗流优势通道越来越明显，油井含水上升风险大，而非优势通道的剩余油却无法驱出，常规堵水调剖的效果越来越弱，因此亟需探索高效的调剖调驱方法，改善开发效果。聚合物微球有封堵、变形、运移、再封堵的特性，能有效改善层间与层内非均质性，有深部调剖和驱油的双重作用，阻止或减缓注水单向突进，降低含水上升速度，提高注水波及体积，提高采收率。为了探索化堵+微球联作技术在三叠系A油藏的适应性，利用数值模拟方法，从纵向和平面两个方面，分别对单化学堵水调剖、单聚合物微球驱、化堵+微球联作三种技术进行了数值模拟效果对比评价，从数值模拟结果来看，三种技术措施对于剖面治理和平面调驱均有效果，其中化堵+微球联作技术效果最好，其次是单聚合物微球驱效果，最后是单化学堵水调剖效果。同时，要选准措施时机，含水越低开始措施时机越好，能取得更好的效果。参考文献1 袁伟峰，杨钰龙，侯吉瑞，等.纳米聚合物微球与低矿化度水复合调驱效果评价及作用机理 J.油田化学，2022，39（1）：39-45.2 闫怀荣，魏江伟，李曼平，等.姬塬油田 L1区块聚合物微球驱技术应用效果分析 J.石化技术，2018，25（4）：187-189.3 李勇，史磊，崔延杰，等.聚合物微球驱油对比相对渗透率研究 J.长江大学学报（自科版），2015，12（8）：61-64+6.4 曾庆桥，孟庆春，刘媛，等.聚合物微球深部调驱技术在复杂断块油藏的应用 J.石油钻采工艺，2012，34（5）：91-94.作者简介安娜（1990），女，汉族，宁夏银川人，硕士研究生，油田开发地质工程师，研究方向：油气田开发工程。