对于技术稠油热采水平井堵水技术运用

摘 要：水平井技术已成为稠油油藏开发的主要技术之一，受边底水内侵、汽窜等因素影响，水平井高含水问题突出。在室内实验和数值模拟研究基础上，针对不同的出水规律，形成了适用于弱边水及汽窜井的氮气泡沫调剖控水技术，适用于B点为主出水的插管桥塞卡封配合水泥堵水技术，适用于单点、多点出水或不明确出水点的强边水水平井的温敏可逆凝胶堵水和凝胶复合颗粒堵水技术等稠油热采水平井堵水系列技术。
关键词：稠油油藏 水平井 堵水技术
随着主力稠油油藏进入高轮次吞吐阶段，受边底水内侵、井间汽窜和油井井况变差等因素影响，乐安稠油进入产能迅速递减阶段，为实现产能平稳接替，2007年以来乐安油田针对薄层、出砂、超稠等低品味油藏，应用了裸眼精密滤砂管为主的热采水平井配套开发新技术，实现了草20、广9、王140等稠油新区的规模开发。
目前乐安油田稠油水平井产量占稠油产量的70.6%。因此稠油水平井产量稳定对稠油产量稳定至关重要。但是由于边水内侵、汽窜等因素影响造成水平井高含水问题突出，含水大于95%水平井73口，占开井数的38%，高含水问题突出，已成为制约乐安油田稳产的关键因素。

一、稠油水平井堵水技术难点

由于稠油油藏的开发方式及水平井复杂的井身结构，决定了机械堵水或者机械卡封的难度较大，也导致常规堵剂及封堵方式不能满足稠油水平井堵水的要求。
目前稠油热采水平井主要采用裸眼精密滤砂管完井方式，这种精密滤砂管挡砂精度高（100～200μm），在挡砂的同时，也阻挡了堵剂的进入，堵剂容易在滤砂管处架桥形成堵塞。因此，堵水过程中不仅对堵剂粒径要求高，而且施工难度大，风险高。另外由于水平段筛管的连通性，出水位置难以精确判断，多数情况下只能进行笼统堵水。同时由于稠油油藏采用热采开发方式，要求堵剂耐高温。

二、稠油水平井堵水技术特点

针对稠油水平井堵水难点，通

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过不断研发，初步形成了氮气泡沫调剖、插管桥塞配合水泥封堵、温敏可逆凝胶和凝胶复合颗粒堵剂四类适应于不同出水类型、不同封堵半径、相对定点堵水的封堵方式。

1.氮气泡沫调剖堵水技术

氮气泡沫调剖技术作用机理是利用泡沫剂在地层大孔道中产生的泡沫来降低蒸汽的渗流能力，从而使注汽压力升高，迫使其后注入的蒸汽转向未驱替带，可以起到堵水、调整吸汽剖面、实现水平段均匀动用的目的，同时泡沫剂是一种表面活性剂，能大幅度降低油水界面张力，改善岩石表面的润湿性，提高驱油效率。由于泡沫具有“遇油消泡、遇水生泡”的特性，属于弹性封堵，不受精密筛管挡砂精度的限制，能够适应不同出水点水平井的堵水，施工简便，目前该技术已成为稠油水平井堵水的主导工艺。
筛选出性能良好的DP-4泡沫剂，常温状况下浓度1%泡沫剂表面张力31.2 mN/m，半衰期5h21min，高温状况下半衰期3h。采用三段塞注入方式，一般情况下油井含水率大于80%进行氮气泡沫调剖，对于含水较低的汽窜井采用首先预注蒸汽，再注泡沫剂方式。

2.插管塞卡封复合水泥封堵技术

针对B端出水为主的高含水水平井，结合水平井管柱特点，提出了水平井插管桥塞卡封复合水泥封堵技术：即通过在水平出水点前端打插管桥塞封堵筛管内渗流通道，并配合水泥对下部出水点进行封堵，达到封堵底部出水点的目的。
水平井插管桥塞由座封及锚定机构、锁定及解封机构、滑套开关及防粘机构、插管及打捞机构组成。水平井插管桥塞具有防卡性能稳定、独特的防粘结构、具有一定的可钻性的突出特点，能够确保水平井水泥堵水技术施工安全性。
耐高温水泥是以450目超细水泥为基料，粒径小，可达到10μm以下，能够进入地层微孔隙起到封堵作用；通过添加辅剂复配而成的高强度水泥，解决了注汽条件下常规水泥强度降低，易失效的问题。在350℃、养护3天条件下，耐高温水泥抗压强度为29Mpa，远高于注汽压力15Mpa，能够满足注汽要求。
堵剂用量优化，根据插管塞以下裸眼井段的理论井筒体积确定堵剂最佳注入量。由于筛管完井特殊的井身结构，水泥浆不可能有效地挤入出水段油层。因此堵剂设计用量要求填满井筒，计算插管塞以下裸眼井段的理论井筒体积。
插管塞配合水泥封堵示意图
现场施工过程中先在出水段以上位置打插管桥塞，打开滑套开关进行挤灰作业，挤灰结束后，上提管柱拔出插管，滑套开关关闭，施工结束。
水平井插管桥塞封堵技术的成功，突破了精密筛管水平井水泥封堵治理的禁区，很大程度上解决了精密筛管水平井无有效治理手段的难题。

3.温敏可逆凝胶堵水技术

温敏可逆凝胶由温敏聚合物、尿素、添加剂和水溶解而成，在高温状态下稳定。特点：低温时由于聚合物上的亲水基团和水分子之间存在氢键作用为低粘度流体；高温时，更多氢键断裂，使得大分子之间通过疏水作用而形成疏水聚集体（hydrophobic aggregate）。当所有氢键都断裂后，疏水结合达到最大程度，不同疏水聚集体相互结合，形成三维网络结构转变为胶体，经冷却又转变为低粘度流体，称高温可逆凝胶。
注入油层后，遇高温蒸汽形成凝胶，封堵大孔道，调整吸汽剖面；而当温度降低到一定值时，又转变成低粘度流体，打开大孔道，恢复产液剖面。
从凝胶温敏性能测试看：高温时（75～90℃可调）转变为胶体封堵大孔道，调整吸汽剖面；在一定温度范围内，凝胶具有可逆性，适用温度范围：90℃～135℃。
温敏凝胶不同温度下封堵率

4.凝胶复合颗粒堵剂堵水技术

凝胶颗粒堵剂构成主要由 超细水泥+凝胶+添加剂组成。堵剂主要特点：

4.1添加凝胶提高水泥的悬浮性，易于水平段泵送；

4.2水泥稠化时间大大增长，90℃下3天不凝固，提高了堵水的施工安全性；

4.3过筛率高：106um筛子过筛率达到100%；

4.4耐温性：堵剂低温不凝固；90℃下3天堵剂初步凝结，但硬度较低；180℃下呈凝固状态且强度较好，因此该堵剂适合高温堵水；

4.5悬浮性：堵剂浆液具有粘弹性，通过凝胶堵塞孔道，起到驻留效果，延长稠化时间。

凝胶复合颗粒堵剂堵水技术突破了筛管水平井完井结构、开发方式（热采）对颗粒类堵剂制约，首次实现了颗粒类堵剂在水平井上的大剂量施工，初步形成了一种水平井颗粒堵剂堵水的工艺技术，在水平井堵水工艺方法上取得新突破。

三、现场应用效果

2011年稠油水平井堵水实施36井次，累计增油10649t，平均单井日产油增加2.4t/d，措施后含水率降低了6.1%。其中，氮气泡沫调剖实施26井次，累计增油8224t；温敏可逆凝胶堵水3井次，累增油485t；凝胶复合颗粒堵水实施7井次，累增油3379t，取得较好效果。
参考文献
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