浅析长庆油田注水井堵水调剖和微球调驱技术应用效果

钱威源　雷天进　王文渊

摘 要：本文将长庆油田作为研究对象，主要研究了注水井堵水调剖和微球调驱技术的应用效果，结合实际情况对两种技术的应用效果进行了分别研究，希望对后续的油田增产、堵水调剖和微球调驱方面的工作提供合理参考。

关键词：油田注水井;堵水调剖;微球调驱技术

0 引言

我国对油田增产技术的研究和探索从未停止，直到20世纪80年代我国在油田堵水调剖方面的技术才有了较大突破，而微球调驱技术则有工艺简单、施工方便、注入能力强等多重优势，在油田中使用也较为广泛。

1 长庆油田工作区域

长庆油田在陕西省、甘肃省、宁夏回族自治区、内蒙古自治区、山西省都有油田开采工程设立，分布在全国五个省区，15个地级市和61个县，主要油田坐落于陕甘宁盆地，勘探面积达370000km2，拥有石油资源约86亿t，同时还拥有丰富的天然气、煤矿、盐矿等资源。长庆油田目前包括36个油田以及7个气田，总资源量近年来增长迅速，从1999年的81.7亿t当量（油40亿t，天然气4.2万亿方）升级为192.88亿t当量（油85.9亿t，天然气10.7万亿方），探明含油气面积1.3281万km2。

在石油勘探方面，长庆油田具体工作区域主要包括陕北安塞、靖安、绥靖、吴旗四处油田，以及甘肃西峰地区4500km2的区域内的西峰油田，其中西峰油田累计探明三级储量为2.2亿t。天然气的勘探方面，长庆油田公司先后发现了靖边气田、苏里格气田、榆林气田、乌审旗气田在内的四个特大型和大型气田，天然气储量逐年提高。共探明天然气地质储量8703.54亿m3，控制储量4362.49亿m3，预测储量4799.7亿m3。

2 长庆油田注水井堵水调剖技术应用效果

2.1 机械化堵水调剖技术

机械化堵水调剂主要是指堵水管柱和封隔器的使用技术，长庆油田的堵水管柱主要有可鉆式、整体式、悬挂式、平衡式四种，在长庆油田的实际开采进入含水期以后，机械化堵水技术就会逐步发展为可调层技术和液压可调层技术，通过这样的机械化堵水技术应用能使长庆油田的注水井堵水工作效率得到保障，同时在开采过程中长庆油田的控水稳油目标也有助于尽快实现。具体应用过程中，根据不同的适用范围可以分为单段见水机械桥塞堵水工艺、单段见水机械管柱堵水工艺、多段见水机械管柱堵水工艺三种不同的类型。其中单段见水机械桥塞堵水工艺主要适用于水平井趾部单段见水、中部与跟部产油情况下，对趾部单段见水部分利用机械桥塞进行封堵，此种工艺采用的管柱结构包含生产管柱、卡封管柱两部分。单段见水机械管柱堵水工艺适用于水平井中部单段见水、趾部及跟部产油，或跟部单段见水、趾部及中部产油的情况下，管柱主要包括生产管柱与堵水管柱。多段见水机械管柱堵水工艺主要应用于多段间隔见水的情况下，主要通过多级机械封隔器组合堵水管柱，对见水层段进行卡封，并利用多级桥式单流阀生产产油层段。

2.2 化学堵水调剖技术

与机械化堵水技术相比，化学堵水调剖更注重技术的创新，在长庆油田的实际开采过程中，将化学堵水剂注入高水层能够有效降低注水井周围的地层水渗透率。而在此基础上，将渗透情况比较严重的地层进行封堵能避免地层渗水对油田开采的干扰，同时也能对长庆油田的产液剖面进行改善，使长庆油田的实际渗水量随时间推移不断减少，相对的产油量也将得到保障，最终使长庆油田的经济目标实现。

2.3 注水井调剖技术

对于长庆油田来讲，可以使用配水器和分隔器实现水层的分隔吸水和配水，也可以利用化学方法控制注水井周围的地层水渗透，两种方式都能将长庆油田接近地面的实际渗水情况有效缓解，同时也可以保障注水压力的提高，最终使长庆油田注水井的吸水剖面波及体积进行大幅度提高。具体应用时应根据注水井的实际情况对调剖技术方法进行合理设计。比如在长庆油田阳56-58井的实际应用上，在综合分析了注水井井区地层条件、注水井见水特征以及注水井网特征的基础上，对注入流度和堵水施工参数等方面作出合理改进。在段塞设计及调剖堵剂的选择上，第一段塞运用凝胶颗粒对高渗透带实行初步封堵;第二段塞主要应用凝胶颗粒与弱凝胶，在封堵高渗透带的同时使得封窜压力保持平稳。第三段塞使用了凝胶颗粒以及钠土;第四段塞采取多单元双液法交替注入方式。同时将前三个段塞划分成两轮注入。收到了良好的应用效果。

2.4 油水井堵水调剖技术

长庆油田的注水井进行实际调剖作业时还需要对采油井进行堵水，其目的是对长庆油田的吸水剖面进行整体控制，将长庆油田的实际采油效果和注水井工作质量进行提高，从而保障整个油田的产油量，实现长庆油田产油量与产水量成负相关发展，此外也可以将长庆油田采油区域注水井使用期限延长，降低采油工作成本。

3 长庆油田微球调驱技术应用效果

长庆油田主要使用的是聚合物微球进行调驱工作，此油田具有非均质性强、水驱效率低等特点。与传统的化学剂相比，长庆油田使用的微球剂初始粒径较小、膨胀缓慢且耐腐蚀，能够在注入后改变地层深处注入水流向，改善油田驱水情况。

基于以上情况，本次实验主要使用的材料为丙烯酰胺、阳离子表面活性剂等，实验所用的水是模拟油田地层的污水;实验所用的薄片心岩为油田周边取样，将样品厚度控制在200μm，其渗透率在0.6×10-3μm2，填砂管按照不同的配置比例在实验用平面模型中分别装填在渗透率为10/50/100的填砂管中，所有填砂管横截面均为5.3066cm2。此外本次实验所用仪器为激光散射粒度分析仪、光学显微镜、透射电子显微镜、组织粉碎机等。

聚合物微球的制作方法是反向微球乳液法，即取一定量的丙烯酰胺、阳离子活性剂等混合，将混合物加入准备好的白油中制成透明反向微乳液，随后在乳液中通入二氧化硫并加入硫酸铵，将混合物加温到55℃，保持恒温3h后反应结束，再用无水乙醇帮助沉淀，最后用正庚烷提取反应24h并干燥保存。

主要实验方式为首先将模拟污水和模拟油田地层水分别与为求分散溶液混合，搅拌反应30min，并分成4份在烘箱中分别放置5/10/20/30d，再用激光散射粒度分析仪观察分析溶液中的微球粒度。其次用蒸馏水将浓度为200mg/L的微球溶液进行稀释，在用电子透光显微镜观察溶液中微球形态。最后使用单砂管将得到的微球溶液进行不同渗透度的实验，得到微球溶液的封堵性能和注入工艺参数。

实验结果表明，微球调驱技术的膨胀效果、耐盐效果、和封堵效果如下：

首先是膨胀效果。使用长庆油田的地层水配置浓度为2000mg/L的微球溶液进行微球调驱技术，在55℃的环境中将溶液分别放置5d和30d后再用仪器分析微球溶液粒度，结果显示溶液中5d的微球粒径为4μm，而30d的微球粒径为10μm。

其次是耐盐效果。用实验中的模拟污水将微球混合成浓度为2000mg/L的溶液，在55℃的环境中分别放置10d和20d后，通过显微镜观察可见，微球溶液防止20d后仍呈现球状，与放置10d的微球溶液相比，其水化膨胀性更强。实验结果表明为求溶液的耐盐效果较好，能在长庆油田地层水中膨胀，且具有优秀稳定性。

最后是封堵效果。在填砂管中每隔20cm设置一个测压点，共设置五个相同测压点，在进行测试之前先将微球溶液在55℃的环境中静置10d，再将其注入单砂管，实验结果显示微球调驱技术的封堵率为93.6%阻力系数为15.5，有良好的封堵效果。

4 结束语

总之，石油工业是我国经济的主要产业，由于其对于我国经济发展做出的卓越贡献，近年来我国对于油田开发相关的工作探索也越来越重视，因此注水井的堵水调剖和微球调驱技术研究需要继续进行，为油田开发带来更高收益。

参考文献：

[1]李井慧.油田注水井带压作业研究与应用[J].化学工程与装备，2019（11）：104-105.

[2]刘鹏虎，聂安琪，熊永安.聚合物纳米微球调驱技术在低渗透油田的应用及效果[J].石化技术，2019，26（08）：77-78.