聚/表复合驱窜聚原因分析及封窜技术研究

于森

一、试验区基本概况

锦16块聚/表复合驱位于锦16块中部，试验区含油面积1.28km²，地质储量298×104t，目前有注入井31口，开井30口；生产井62口，开井61口，从2015年，试验区产量开始下降。

二、存在问题及原因分析

（一）主要存在问题

1、部分油井日产油低、含水高

2015年开井的46口生产井中，日产油量低于1t/d的有2口，占总开井数的4%；日产油量在1-5t/d的有22口，占总开井数的48%。产出液综合含水>80%的有20口，其中>90%的有6口，占总开井数的13%。

2、见聚油井多，采出液聚合物浓度大

见聚井共有34口，占总开井数的73.9%。其中，聚合物浓度为300-500mg/L的有6口，为500-1000mg/L的有7口，>1000mg/L的有5口。通过分析，我们认为造成上述问题的原因是聚合物沿优势通道窜入高渗透层，导致低渗透层的部分油井未受到聚合物驱替作用，即我们常说的窜聚。

（二）窜聚的危害

1、造成聚合物无效浪费

注入的部分聚合物沿水窜通道窜入生产井产出，造成聚合物浪费。

2、开发效果降低

聚合物因窜流造成波及系数降低；有些油井甚至因采出液聚合物浓度过高被迫关井，影响开发效果。

3、采出液处理难度增加

生产井过早见聚，使采出液中聚合物的浓度增大，增加了采出液的处理难度，吨油成本增加。

4、导致后续水驱含水上升

窜聚使油层的非均质性更加严重，后续水驱时注入水直接突破高渗透率的大孔道，造成含水上升。

三、原因分析

（一）窜聚的原因

1、部分注入井固井质量差

注入井固井质量差会造成水泥环有破损，使本应注入生产油层的聚合物沿水泥环破损处，通过高渗透优势通道进入非目的层及非受效井中。

2、试验区油层存在高渗层优势通道

高渗层优势通道的存在，使聚合物窜入非生产目的层，或窜流至生产井产出，使产出液见聚。

（二）产生高渗层优势通道的原因

1、试验区油层地质构造条件原因

锦16兴隆台油层为一层状砂岩边底水油藏，孔隙度集中在25%∼35%，储层的渗透能力相当强，符合优势通道的特征。

2、试验区注聚前长期空白水驱

三年的空白水驱，水的长期冲刷，使生产井附近的油藏出砂。出砂后，流体渗流阻力更小，使层内或层间非均质程度明显增加，形成高渗层优势通道。

四、新型封窜技术研究

（一）注入井投球调剖封窜技术

2016年，我厂与钻采院共同合作，通过研究复合驱条件下调堵球不同的封堵规律，将投球调剖技术首次应用于聚/表复合驱。

（1）技术原理

该技术利用调堵球随水流运动到达目的层，自主选择坐封到优势通道对应炮眼，降低其有效过聚面积，提高中、低渗层吸聚量，从而达到纵向上调整吸水剖面的效果。

（2）调堵球的改进

通过配方、模具、注塑工艺的改进，研制出密度精细、耐压性强、溶解后不腐蚀管柱的新型调堵球。

（3）优化软件的设计

在工艺参数优化的基础上，通过输入井身结构、注入参数、射孔数据和油层资料，系统会自动输出密度选取区间和直径选取范围，控制投球排量，确定投球数量。

（二）注入井在线调驱封窜技术

针对试验区常规封窜措施成本高、易受隔层厚度和表面活性剂影响而效果较差的问题，我厂自主研发了注入井在线调驱封窜技术。

（1）技术原理

该技术利用已注入的聚合物，注入在线调驱药剂，发生交联反应，形成调剖体系，从注入井源头堵塞高渗层优势通道，实现聚合物均匀推进。

（2）封窜体系研究

该技术调驱体系由3部分构成：交联剂、添加剂以及地层中以注入的聚合物。我们根据地层中聚合物、表面活性剂浓度的不同，提出4种相对应的交联剂、添加剂体系。目前该封窜体系已授权1项发明专利。

（3）施工工艺的改进

改进的在线调驱施工工艺，无需现场建设注入设备，在采油站直接注入药剂，保证施工安全，节约施工成本。

（三）生产井选择性调堵封窜技术

针对试验区油井采出液含水高、见聚问题，我厂从生产井端研究，自主研发了生产井选择性调堵封窜技术。

（1）技术原理

我们利用聚合物和阳离子聚沉絮凝原理，对此进行逆利用从聚合物驱的对应油井将聚合物捕集剂挤入地层，捕集剂遇到聚合物，将其捕集，逐渐絮凝成大颗粒，堵塞在地层孔喉中，使其不能产出，完成选择性阻止窜聚，并使后续的液流发生转向，发挥更好的驱油作用，增加波及体积，提高原油采收率。

（2）封窜体系研究

我们对选择硫酸铝作为选择性调堵剂，并确定不同采出液聚合物浓度下调堵剂的最适宜浓度，形成3项封堵工艺：

①见聚初期预防窜聚工艺

当采出液聚合物浓度<100mg>时，采取0.1%阳离子调堵剂、0.05%添加剂构成的处理液与清水或热污水为主的顶替液形成见聚初期预防窜聚体系。

②见聚中期阻止窜聚工艺

当采出液聚合物浓度<500mg>时，采取粘度<100mPa.s的稀原油构成的前置液、0.3%阳离子调堵剂和0.05%添加剂构成的处理液以及清水或热污水构成的顶替液形成见聚中期阻止窜聚配方。

③见聚后期深部封窜工艺

当采出液聚合物浓度>500mg/L时，采取粘度<100mPa.s的稀原油构成的前置液、0.5%阳离子调堵剂和0.1%添加剂构成的处理液以及含有0.5%-1%的粘土稳定剂的清水或热污水构成的顶替液形成见聚后期深部封窜配方。目前该3种封堵工艺已经受理通过3项发明专利。

（3）技术优点

①可实施一井一策，根据生产井见聚浓度实施相应封窜工艺；

②充分利用地层中已注入的聚合物，体系中无需再添加聚合物作为配方，节约成本；

③可从生产井端直接施工，施工工艺简单安全，无需作业、动用管柱。

五、现场应用及经济效益分析

（一）现场应用情况

2019-2020年，共实施注入井投球调剖封窜技术6井次，资金投入60万元，截至目前，聚合物浓度平均下降73.28%，阶段增油3194.3吨。2019-2020年，共实施注入井在线调驱封窜技术9井次，对应生产油井38口，资金投入268.74万元，措施后聚合物浓度平均下降72.64%，阶段增油5431.8吨。

1、典型井例：锦2-丙6-226

该井于2019年9月15日实施窜聚井选择性调堵措施，措施前日产液25m³，日产油0.5吨，聚合物浓度为612.8mg/L。措施后有效生产500天，阶段增油387.6吨，降水2449.5m³，聚合物平均浓度为150.2mg/L，下降了75.49%。

2、整体效果分析

在实施封窜技术前后，见聚井百分比减少了28%，平均见聚浓度下降了221mg/L，最高见聚浓度下降了607mg/L，单井日产油上升了1.7t，综合含水下降了8.2%。

（二）经济效益分析

2019-2020年，实施3种封窜技术共32井次，资金投入618.33万元，阶段增油15315.9吨，阶段降水58774.1m³，经济效益1133.5万元，投入产出比1：2.6。

六、结论与认识

1、造成聚/表复合驱窜聚的原因是部分注入井固井质量差以及试验区油层存在高渗层优势通道。

2、我厂与钻采院共同合作，将投球调剖技术首次应用于聚/表复合驱，从注入井源头解决窜聚问题。

3、研究的3种新型封窜技术有效解决了聚/表复合驱窜聚难题，为聚/表复合驱在油田公司的推广应用提供了坚实的技术保障。

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