深部调剖技术

由于油藏的非均质性, 注入水将优先沿高渗透层和大孔道形成指进流动, 使油田迅速进入高含水或特高含水开发期。而且, 随着水驱年限的延长, 由于注入水对地层的冲刷,油藏的非均质状况进一步恶化, 使得地层的孔隙度和渗透率越来越大, 形成所谓的“ 次生大孔道”。这时, 单纯的近井地带封堵, 已克服不了注入水的绕流(绕过封堵层位而进入高渗层) , 降水增油效果越来越差, 进行油藏深部调剖已是必然趋势。所谓深部调剖, 就是采用大剂量调剖剂深入油藏内部封堵高渗透带, 迫使液流转向,使注入水波及以前未被波及到的中、低渗透区, 改善驱替效果, 提高采收率。

由于深部调剖所需的调剖剂用量大, 所以不仅要求其堵塞性能好, 还要求货源广泛、价格低廉、易于泵送, 注入流程能够长时间连续工作。经过长期科研攻关, 胜利油区目前已形成了多种类型(主要有粘土和弱冻胶两大类)、几十种适于深部调剖的调剖剂配方,并开发研制了两种配套注入设备和流程———撬装式注入流程和固定站式注入流程。

我国堵水调剖工作已有50多年的历史，在经历了探索研究阶段、油井堵水和机械堵水、注水井调剖后，到20世纪90年代后期提出了国内油田深部调剖技术的研究进展驱的概念。近年来深部液流转向技术发展迅速。该技术是介于调剖和聚合物驱之间的改善地层深部液流方向，成本远远低于聚合物驱，可大规模用于改善水驱和聚合物驱开发效果。国外主要应用无机或有机交联剂交联水溶性聚合物制备凝胶型调剖堵水剂。

从1965年起，国外长期应用聚合物类凝胶堵剂，美国系统地研究了油基水泥、水玻璃、生物聚合物等调剖堵水剂，并针对不同地层物性制定出相应的调剖工艺；德国研制出比聚丙烯酰胺稳定性更好的聚糖类调剖堵水剂，如聚糖G和HST。国外还提出了沉淀型、胶态分散型、微生物类冻胶等深部调剖剂，并对其机理及相关配套技术进行了探索。目前，由于油藏含水问题的日益加剧，对深部调剖技术的要求越来越高，推动着深部调剖及相关配套技术的发展。它主要针对不同油藏特性，采用不同配套技术，实现长时间、大规模地改变深部地层的液流转向。近年来，国内外在深部调剖技术的研究与应用取得了众多进展。

由于钠土在水中易膨胀、分散, 对水有很强的稠化能力, 所以用于深部调剖的粘土主要是钠土。将粘土与水配成悬浮浆液注入地层, 粘土颗粒将进入不同孔径的地层孔喉中,堵塞出水孔道, 达到深部调剖目的。

粘土颗粒深部调剖技术已在许多油田大面积推广应用, 收到较好的增油降水效果。常用的几种有:

①粘土悬浮体ꄮ聚合物双液法封堵剂, 采用10% (质量分数, 下同) 的潍坊钠土悬浮体为A 液, 以质量浓度为400 mg/ L 的HPAM 水溶液为B 液, 以水为隔离液, 由注入水将它们推至地层深处相遇, 絮凝沉入大孔道中, 达到深部调剖的目的。

②粘土悬浮体ꄮ冻胶双液法封堵剂, 采用10%潍坊钠土悬浮体为A 液, 以冻胶堵剂(如铬冻胶堵剂、醛冻胶堵剂) 为B 液, 以水为隔离液, 由注入水将它们推至地层深处相遇,絮凝胶结在一起, 较牢固地封堵地层深部的大孔道。③ 粘土单液法堵剂, 采用10% 左右的潍坊钠土悬浮体, 或10%左右的潍坊钠土、钙土混合悬浮体, 以单液形式注入地下封堵大孔道。

为了防止粘土悬浮体从油井产出, 需在注入前对生产井采用较高强度的堵剂进行封堵。为了减少粘土堵剂在注水井入口受到冲刷, 或在关井时反吐, 可在注完粘土堵剂之后, 注入少剂量高强度堵剂作封口剂, 堵住大孔道入口。

弱冻胶深部调剖剂是由聚合物并加入少量缓交联型交联剂制成。聚合物溶液注入地层后, 优先进入油藏的高渗透区, 在地层温度条件下缓慢产生轻度交联, 形成粘度较大的交联聚合物段塞, 使高渗透部位流动度明显下降, 使注入水分流或转向, 达到深部调剖的目的。

(1) 弱冻胶的形成。弱冻胶主要由聚合物和交联剂组成。聚合物主要为聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺, 使用浓度一般为0 . 2%～0 . 5% ; 交联剂多为铬盐或铝盐的络合体系, 使用浓度一般为0 . 02%～0 . 15%。成胶时间随两种物质浓度的增加和温度的升高而缩短。

(2) 弱冻胶的作用机理。弱冻胶从注水井注入目的层后, 在近井地带形成冻胶体。由于弱冻胶具有可运移性, 在继续注水的过程中, 可在注水压差的作用下, 进入油层深部,形成堵塞, 迫使液流转向, 提高波及效率。同时, 在其运移过程中发生驱替作用, 提高驱油效率。

(3) 弱冻胶的特性。弱冻胶有很好的选择性进入能力。在并联双管岩心驱替试验中,90%以上的弱冻胶进入高渗透岩心管, 进入低渗透岩心管的弱冻胶则不足10%。在注弱冻胶调驱剂的过程中, 生产井含水和产液下降而产油上升, 并延续一段时间,说明弱冻胶有调剖和驱油双重作用。

除了粘土类和弱冻胶类深部调剖技术外, 还有多项其他类型的深部调剖工艺。例如最近提出的多类型多段塞深部堵调技术、多段塞多轮次深部堵调技术等。多类型多段塞深部堵调技术是针对油藏选用不同类型、性能有所差异的多种调剖剂,分成几个不同段塞注入地层, 起到深部堵塞的效果。多段塞多轮次深部堵调技术是指在第一次调剖进行一段时间后, 再进行第二次调剖(有的井也许还要进行第三次、第四次施工, 这要视具体情况而定) , 后来注入的调剖剂将前面注入的调剖剂推向地层深部, 达到深部堵调目的, 提高深部堵调效果。

随着油田的开发，油藏的不均质性严重，在开发后期出现高含水现象，已有的深部调剖技术已不能完全满足油田开发的需要。针对一些特殊条件的油田如高温深井油藏、厚油层、海上油田、特高渗大孔道等，需要针对性地研发相关新技术以适应改善水驱和或聚合物驱的需要。

1、 精细深部调剖技术

精细化学调剖技术是指在精细地质研究的指导下，制定具有针对性的化学调剖技术。针对性具体表现在以下几方面。

（1）根据高渗透层的分布情况，适时改变调剖剂成分及浓度。

（2）根据高渗透层的厚度，需要针对薄层进行化学调剖。

（3）根据沉积单元间吸水差异，适时调整层内矛盾大的高吸水层的吸水剖面。

（4）根据高吸水层纵向分布差异，有针对性地选择调剖方法。

（5）根据剩余油分散不均匀，有针对性地进行调整调剖方案。

只有在充分认识油藏现状的基础上，有重点的开展地层大孔道、高渗透带的识别及地下流体场、压力场的描述，才能更好的发挥以上多种深度调剖技术的优势。

2、组合深部调剖技术

事实证明，单一调剖技术已经不能达到生产需要，复合深部调剖技术已成为现场应用的主流技术。

长庆油田在2011年采用了组合调剖技术，通过多段塞复合，实现深部不同窜流通道的封堵，达到调整吸水剖面和提高采收率的目的。大港、大庆等油田也先后采用聚合物与体膨颗粒体剖的技术组合，有效地增大了高渗透层的渗流阻力，改变液流转向，提高驱油效率。

通过技术组合可以克服单一技术的不足，发挥组合技术的协同效应。如对存在大孔道或裂缝的水驱油藏采取预交联凝胶、缔合聚合物等段塞结合，

既可实现对高渗通道的封堵，也可实现深部液流转向。在对高渗大孔道的厚油藏采取聚合物+体膨颗粒调剖技术组合可有效改善聚窜问题。主要是因为体膨颗粒在大孔道中形成堵塞，增加流动阻力，限制聚合物溶液流动，从而液流转向较低渗透层。此外，还有泡沫驱与弱凝胶的组合等。