CN114427378B - 一种断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，先将前置段塞触变凝胶体系注入地层，封堵断溶体油藏深源出水通道；再将第一主体段塞油溶粘连颗粒体系注入地层，选择性封堵断溶体油藏中部水窜通道；然后将第二主体段塞耐稀释冻胶体系注入地层，选择性封堵井周出水通道；最后通过顶替段塞地层水注入地层进而将前述的相应段塞在地层压实。该方法采取从下往上、多段塞组合、选择性封堵设计，能够更加有效地封堵深源出水通道、水窜优势通道进行封堵，释放次级通道剩余油，能够有效解决堵水低效无效问题，为断溶体油藏高效开发提供支撑。
Description
技术领域
本发明涉及石油开发技术领域，具体涉及一种断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，适用于断溶体油藏堵水提高采收率技术中。
背景技术
碳酸盐岩断溶体油藏是碳酸盐岩地层内断裂带本身形成的有效油气圈闭，由多期岩溶作用改造后的深大断裂及其派生的各类构造体所形成，其油气总产量占世界油气总产量的60％。基质储渗能力较差，储层非均质性极强，油水关系复杂等导致该类油藏开发面临诸多困难。而随着油田开发的不断深入，地层压力不断降低，高含水井数逐渐上升，井组注水效果变差，单向受效和水窜日益严重。为了保证油田整体的开发效果，降低油井含水率，堵水技术是减少油井出水的有效措施。
塔河油田碳酸盐岩断溶体油藏基质储渗能力较差，储层非均质性极强，油水关系复杂，且具有高温高盐的特点，随着断溶体油藏大规模注水开发进入中后期，高含水井数逐渐增长，2010年现场开展冻胶堵水取得突破后，冻胶堵水在现场得到了推广应用。但随着冻胶堵水规模的扩大，部分冻胶堵水井增油效果不明显，堵水低效无效井增多，前期针对堵水效果差开展了冻胶+表活剂、膨胀颗粒、高温凝胶、柔性预聚体堵水等措施，但存在着堵剂耐温耐盐差、油水选择性差、封堵有效期短、增油不明显等缺点。
比如，公开号CN101712863A、名称为“碳酸盐岩油井堵水剂及其制备方法和使用方法”的发明专利申请，公开了一种碳酸盐岩断溶体油藏堵水剂的制备和使用方法，该方法将水泥、石英、水泥絮凝剂、密度减轻剂、网架结构剂、水配置成混合溶液，将其注入油水界面处后关井一段时间再开井生产。该堵水剂的密度为0.86～1.14g/cm3，可在碳酸盐岩油井下50～150℃温度的环境下形成不渗透的固态胶结物，阻断底水和产油层的连通通道，实现控堵水增油的效果，但该堵剂的耐温耐盐性较差，有效期较短，对于塔河高温高盐油藏的适应性较差。
比如，公开号CN102477849A、名称为“一种选择性堵水工艺方法”的发明专利申请，公开了选择性堵水工艺方法，包括全井笼统挤堵和下封隔器，但该工艺方法主要阐述的是注堵剂的方法，对于塔河油田高温高盐油藏堵水的适应性有限。
比如，公开号CN102587858A、名称为“对缝洞型油藏进行堵水的方法”的发明专利申请，公开了一种对缝洞型油藏进行堵水的方法，所用堵剂成分包括水泥、微硅、钠基膨润土、聚合物分散剂、缓凝剂、碳酸钠水溶液，配成溶液后注入地层焖井72小时后开井生产。由于在固化前后其密度不变，不会因密度原因导致堵剂漏失，且堵剂能有效驻留油水界面，选择性封堵出水通道，但该堵剂的耐温耐盐性较差，有效期较短，对于塔河油田高温高盐油藏堵水的适应性较差。
比如，文献(陈阳.几种适用于碳酸盐岩油藏的堵水技术[J].云南化工，2018，45(12)：95-96)，指出了5类适合碳酸盐岩断溶体堵水剂体系，包括沉淀型堵剂、凝胶型堵剂、冻胶型堵剂、树脂型堵剂、分散体型堵剂，在此基础上形成复合堵剂堵水技术、密度选择性堵水技术。但该文献阐述的主要是目前能够用在断溶体油藏的堵剂，对于塔河油田高温高盐油藏堵水的适应性较差。
比如，文献(何星，欧阳冬，马淑芬等.塔河油田断溶体碳酸盐岩油藏漏失井堵水技术[J].特种油气藏，2014，21(1)：131-133)，研发了适合塔河高温高盐油藏的可固化颗粒堵剂体系，结合多级分段堵水工艺和堵后控压酸化工艺，在现场应用取得较好的效果，但该方法存在着可能会堵死储层的风险，对于塔河油田高温高盐油藏堵水的适应性较差。
综上所述，现有的断溶体油藏堵水方法，存在的问题：1、现场前期堵剂的耐温耐盐性较差，有效期较短，针对塔河高温高盐油藏并没有形成耐温耐盐有效期长的堵剂；2、主要针对的是油水界面明确的油藏，但在实际情况下，断溶体油藏中裂缝作为渗流通道和储集空间，油水界面不明显；3、从油田工艺上并没有形成完整的断溶体油藏堵水段塞设计方法系列。因此，迫切需要研发一种新的断溶体油藏堵水段塞设计方法，能够改善堵水增油效果差的现状，为断溶体油藏高效运行提供支撑。
发明内容
为解决现有技术断溶体油藏堵水增油效果差的问题，本发明提供了一种断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，设计前置段塞触变凝胶体系、第一主体段塞油溶粘连颗粒体系、第二主体段塞耐稀释冻胶体系和顶替段塞地层水，采取从下往上、多段塞组合、选择性封堵设计，能够更加有效地封堵深源出水通道、水窜优势通道进行封堵，释放次级通道剩余油，能够有效解决堵水低效无效问题，为断溶体油藏高效开发提供支撑。
本发明的技术方案如下：
一种断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步骤、基于断溶体油藏非均质性和底水能量特性，将前置段塞触变凝胶体系注入地层，封堵断溶体油藏深源出水通道；
第二步骤、在封堵断溶体油藏深源出水通道的基础上，将具有遇地层水粘连且遇油溶解率大于特定阈值特性的第一主体段塞油溶粘连颗粒体系注入地层，选择性封堵断溶体油藏中部水窜通道；
第三步骤、在封堵断溶体油藏深源出水通道以及选择性封堵中部水窜通道的基础上，将第二主体段塞耐稀释冻胶体系注入地层，选择性封堵井周出水通道；
第四步骤、在封堵断溶体油藏深源出水通道、选择性封堵中部水窜通道和井周出水通道的基础上，通过顶替段塞地层水注入地层进而将第一、二、三步骤的相应段塞在地层压实。
优选地，所述第一步骤的前置段塞触变凝胶体系耐高温130℃、抗盐20×104mg/L，动态稠化时间>8h，静态快稠，密度1.07～1.1mg/L，粘度30～50mPa·s，抗压强度>1MPa。
优选地，所述第一步骤是通过泵注入特定排量的所述前置段塞触变凝胶体系，停泵2-4h，依靠其自身触变特点，静置增稠以降低后续段塞堵剂漏失，同时在地层压力温度的作用下，缓慢发生凝结进而在油水界面处成胶形成封堵。
优选地，所述第二步骤的所述第一主体段塞油溶粘连颗粒体系包括油溶粘连颗粒和胍胶液，所述油溶粘连颗粒的粒径1～10mm、密度1.04～1.10g/cm3，在120～150℃条件下，遇地层水完全粘连，遇油溶解率＞90％，封堵水窜通道，释放油流通道。
优选地，所述第二步骤是将油溶粘连颗粒和胍胶液在地面配液罐搅拌均匀，通过泵车由胍胶液携带所述第一主体段塞油溶粘连颗粒注入，油溶粘连颗粒进入地层后，遇水粘连，遇油溶解，在触变凝胶封堵断溶体油藏深源出水通道的基础上，对中部水窜通道进行封堵，并封堵底水窜进通道，释放水窜通道屏蔽的剩余油。
优选地，所述第三步骤的所述第二主体段塞耐稀释冻胶体系耐高温130℃、抗盐20×104mg/l，初始粘度≤20mPa.s，动态不成胶，静态下140℃成胶时间8-10h可调，成胶强度达H级，堵水率＞90％。
优选地，所述第三步骤的所述第二主体段塞耐稀释冻胶体系包括聚合物SDCA-8、聚合物SDCA-70和交联剂，先将聚合物SDCA-8、聚合物SDCA-70、交联剂在地面配液罐搅拌均匀，再泵入地层，具有堵水不堵油的特点，实现对井周出水通道的均匀封堵，进入井周流动阻力小的大通道，启动井周水出水道屏蔽的剩余油。
优选地，其特征在于，所述前置段塞触变凝胶体系占注入总量的10～20％；所述第一主体段塞油溶粘连颗粒体系占注入总量的30～40％；所述第二主体段塞耐稀释冻胶体系占注入总量的20～30％；所述顶替段塞地层水占注入总量的5～10％。
优选地，各步骤相应段塞的注入速度为6～24m3/h。
优选地，各步骤相应段塞的注入速度为18m3/h。
本发明的有益效果为：
本发明提供的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，可解决油井开采过程中堵水低效无效的问题，设计前置段塞触变凝胶体系、第一主体段塞油溶粘连颗粒体系、第二主体段塞耐稀释冻胶体系和顶替段塞地层水，特别设计前置段塞触变凝胶体系，在注入地层后，能够依靠其自身触变特点，静置增稠降低后续堵剂漏失，同时在地层压力温度的作用下，缓慢发生凝结进而在油水界面处成胶形成封堵，针对性解决强漏失地层堵剂难有效驻留问题，有效封堵断溶体油藏深源出水通道。配合设计第一主体段塞油溶粘连颗粒体系和第二主体段塞耐稀释冻胶体系，即对主体段塞分段设计，第一主体段塞油溶粘连颗粒体系遇地层水完全粘连且遇油溶解，对中部水窜通道进行选择性封堵，进一步封堵底水窜进通道，释放水窜通道屏蔽的剩余油，第二主体段塞耐稀释冻胶体系能够进一步实现对井周水窜通道的选择性均匀封堵，进入井周流动阻力小的大通道，启动井周水窜通道屏蔽的剩余油。再配合顶替段塞地层水可以将井筒内的堵剂挤入地层，避免在井筒内发生堵塞，进一步发挥堵剂的作用。本发明断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法采取从下往上、多段塞组合、选择性封堵设计，能够更加有效地封堵深源出水通道、水窜优势通道进行封堵，释放次级通道剩余油，能够有效解决堵水低效无效问题，为断溶体油藏高效开发提供保障，该方法可适用于断溶体油藏堵水提高采收率技术中，并具有工艺合理、易于施工、堵水有效期长且无毒环保，可实现选择性深部堵水，既可封堵高含水层段又不伤害油层，而且堵水有效期长，有效降低油井产液含水率，保证油田正常生产等优点。
附图说明
图1为本发明断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法的流程图。
图2为本发明断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法进行第二轮堵水的生产曲线。
具体实施方式
为了更清楚的理解该发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。
本发明涉及一种断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其流程如图1所示，包括以下步骤：第一步骤、基于断溶体油藏非均质性强、底水能量强的特性，将前置段塞触变凝胶体系注入地层，封堵断溶体油藏深源出水通道；第二步骤、在封堵断溶体油藏深源出水通道的基础上，将具有遇地层水粘连且遇油溶解率大于特定阈值特性的第一主体段塞油溶粘连颗粒体系注入地层，选择性封堵断溶体油藏中部水窜通道；第三步骤、在封堵断溶体油藏深源出水通道以及选择性封堵中部水窜通道的基础上，将第二主体段塞耐稀释冻胶体系注入地层，选择性封堵井周出水通道；第四步骤、在封堵断溶体油藏深源出水通道、选择性封堵中部水窜通道和井周出水通道的基础上，通过顶替段塞地层水注入地层进而将第一、二、三步骤的相应段塞在地层压实。本发明方法采取从下往上、多段塞组合、前置段塞触变特性结合主体段塞不同性能堵剂分段特性、选择性封堵设计，分为四个段塞将具有不同性质的堵剂注入油井，达到治理水窜，能够更加有效地封堵深源出水通道、水窜优势通道进行封堵，释放次级通道剩余油，开采未动用剩余油，从而实现增油的目的，能够有效解决堵水低效无效问题，为断溶体油藏高效开发提供保障。
具体地，第一步骤的前置段塞触变凝胶体系，主要封堵断溶体油藏深源出水通道，在油水界面处形成致密膜强封堵。能够耐高温130℃、抗盐20×104mg/L，动态稠化时间>8h，静态快稠，密度1.07～1.1mg/L，粘度30～50mPa·s，抗压强度>1MPa。针对强漏失地层堵剂难有效驻留问题，通过泵注入特定排量的该前置段塞触变凝胶体系，然后停泵2-4h，依靠其自身触变特点，静置增稠以降低后续段塞堵剂漏失，同时在地层压力温度的作用下，缓慢发生凝结进而在油水界面处成胶形成封堵。优选地，其用量体积占注入总量的10～20％。
第二步骤的第一主体段塞油溶粘连颗粒体系，对中部水窜通道进行选择性封堵，遇水粘连，遇油溶解。包括油溶粘连颗粒和胍胶液，将油溶粘连颗粒和胍胶液在地面配液罐搅拌均匀，该体系能够耐温抗盐、油溶粘连颗粒的粒径1～10mm、密度1.04～1.10g/cm3，在120～150℃条件下，遇地层水完全粘连，遇油溶解率＞90％，封堵水窜通道，释放油流通道。通过泵车由胍胶液携带第一主体段塞油溶粘连颗粒注入，油溶粘连颗粒进入地层后，遇水粘连，遇油溶解，在触变凝胶封堵断溶体油藏深源出水通道的基础上，对中部水窜通道进行封堵，进一步封堵底水窜进通道，释放水窜通道屏蔽的剩余油。优选地，第一主体段塞油溶粘连颗粒体系占注入总量的30～40％
第三步骤的第二主体段塞耐稀释冻胶体系，实现对井周水窜通道的选择性封堵，堵水不堵油。包括聚合物SDCA-8、聚合物SDCA-70和交联剂，该体系能够耐高温130℃、抗盐20×104mg/l，初始粘度≤20mPa.s，动态不成胶，静态下140℃成胶时间8-10h可调，成胶强度可达H级，堵水率＞90％，高温90天稳定性好。先将聚合物SDCA-8、聚合物SDCA-70、交联剂在地面配液罐搅拌均匀，再经过泵车注入井下，在进入地层后，具有堵水不堵油的特点，在第一主体段塞油溶粘连颗粒体系封堵中部水窜通道后，该第二主体段塞耐稀释冻胶体系能够进一步实现对井周水窜通道的均匀封堵，进入井周流动阻力小的大通道，启动井周水窜通道屏蔽的剩余油。优选地，第二主体段塞耐稀释冻胶体系占注入总量的20～30％。
第四步骤的顶替段塞地层水，或者说是油田水，将现场的油田水通过泵车向地层注入，将井筒内的堵剂挤入地层，避免在井筒内发生堵塞，进一步发挥堵剂的作用，体积用量占注入总量的5～10％。
在上述的井组防水窜段塞设计方法中，四段塞体系的注入速度没有特别的限定。优选情况下，各步骤相应的各段塞的注入速度为6～24m3/h，最优选为18m3/h。
在上述的段塞设计方法中，四段塞堵剂体系用量没有特别的限定，具体根据现场施工情况确定。在优选情况下，为了综合考虑封堵效果，所述体系用量不超过1000m3。特别说明的是，在上述的段塞设计方法中，四段塞体系分别占总用量的比例也没有特别限定，实施例所述的前置段塞触变凝胶体系占注入总量的10～20％，第一主体段塞油溶粘连颗粒体系占注入总量的30～40％，第二主体段塞耐稀释冻胶体系占注入总量的20～30％，顶替段塞地层水占注入总量的5～10％，仅为优选的实施例。
本发明提供的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，该方法已在高含水断溶体油藏堵水现场得到应用，开井后自喷生产，含水由90下降到30％，平均日增油63.6t，有效期21d，目前累增油1437t且仍在持续增油中，预计增油超2000t，达到了封堵水窜通道目的，从下到上、多段塞组合、逐级选择性封堵水窜通道，启动次级裂缝剩余油，为断溶体油藏深部选择性堵水提供支撑。
断溶体油藏见水后年影响产量56万吨，常规堵剂强度低、不耐稀释，难以抑制强底水整体水淹，堵水低效无效井占比34.7％，应用本发明段塞设计方法，能够对高含水井进行有效治理。以YJX井第二轮堵水为例，如图2所示生产曲线，按照本发明设计的段塞模式，采用油管正注方式施工，正注触变凝胶300m3，油溶粘连颗粒100m3，耐稀释冻胶100m3，油田水130m3。焖井结束后，自喷生产，日产液116.8t，日产油33.8t，含水71.1％，目前该井组已持续生产20天，累计增油1437t，仍在持续增油中。第一轮采用现有技术堵水，第二轮采用本发明设计的堵水段塞方案，可见第二轮在含水率、日产油量、日产液量以及油压上都趋于稳定，不再下滑。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
Claims (10)
1.一种断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步骤、基于断溶体油藏非均质性和底水能量特性，将前置段塞触变凝胶体系注入地层，封堵断溶体油藏深源出水通道；
第二步骤、在封堵断溶体油藏深源出水通道的基础上，将具有遇地层水粘连且遇油溶解率大于特定阈值特性的第一主体段塞油溶粘连颗粒体系注入地层，选择性封堵断溶体油藏中部水窜通道；
第三步骤、在封堵断溶体油藏深源出水通道以及选择性封堵中部水窜通道的基础上，将第二主体段塞耐稀释冻胶体系注入地层，选择性封堵井周出水通道；
第四步骤、在封堵断溶体油藏深源出水通道、选择性封堵中部水窜通道和井周出水通道的基础上，通过顶替段塞地层水注入地层进而将第一、二、三步骤的相应段塞在地层压实。
2.根据权利要求1所述的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，所述第一步骤的前置段塞触变凝胶体系耐高温130℃、抗盐20×104mg/L，动态稠化时间>8h，静态快稠，密度1.07～1.1mg/L，粘度30～50mPa·s，抗压强度>1MPa。
3.根据权利要求2所述的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，所述第一步骤是通过泵注入特定排量的所述前置段塞触变凝胶体系，停泵2-4h，依靠其自身触变特点，静置增稠以降低后续段塞堵剂漏失，同时在地层压力温度的作用下，缓慢发生凝结进而在油水界面处成胶形成封堵。
4.根据权利要求1所述的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，所述第二步骤的所述第一主体段塞油溶粘连颗粒体系包括油溶粘连颗粒和胍胶液，所述油溶粘连颗粒的粒径1～10mm、密度1.04～1.10g/cm3，在120～150℃条件下，遇地层水完全粘连，遇油溶解率＞90％，封堵水窜通道，释放油流通道。
5.根据权利要求4所述的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，所述第二步骤是将油溶粘连颗粒和胍胶液在地面配液罐搅拌均匀，通过泵车由胍胶液携带所述第一主体段塞油溶粘连颗粒注入，油溶粘连颗粒进入地层后，遇水粘连，遇油溶解，在触变凝胶封堵断溶体油藏深源出水通道的基础上，对中部水窜通道进行封堵，并封堵底水窜进通道，释放水窜通道屏蔽的剩余油。
6.根据权利要求1所述的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，所述第三步骤的所述第二主体段塞耐稀释冻胶体系耐高温130℃、抗盐20×104mg/l，初始粘度≤20mPa.s，动态不成胶，静态下140℃成胶时间8-10h可调，成胶强度达H级，堵水率＞90％。
7.根据权利要求6所述的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，所述第三步骤的所述第二主体段塞耐稀释冻胶体系包括聚合物SDCA-8、聚合物SDCA-70和交联剂，先将聚合物SDCA-8、聚合物SDCA-70、交联剂在地面配液罐搅拌均匀，再泵入地层，具有堵水不堵油的特点，实现对井周出水通道的均匀封堵，进入井周流动阻力小的大通道，启动井周水出水道屏蔽的剩余油。
8.根据权利要求1至7之一所述的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，所述前置段塞触变凝胶体系占注入总量的10～20％；所述第一主体段塞油溶粘连颗粒体系占注入总量的30～40％；所述第二主体段塞耐稀释冻胶体系占注入总量的20～30％；所述顶替段塞地层水占注入总量的5～10％。
9.根据权利要求8所述的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，各步骤相应段塞的注入速度为6～24m3/h。
10.根据权利要求9所述的断溶体油藏选择性堵水段塞设计方法，其特征在于，各步骤相应段塞的注入速度为18m3/h。
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