火山岩裂缝油藏封层堵水技术研究与应用

【摘 要】在黄沙坨油田开发过程中，由于受到边底水水侵的影响，油井综合含水79.81%，有针对性的研究并应用了高强度调剖堵水技术，现场应用2井次，取得明显增油降水效果。

【关键词】黄沙坨油田；水侵；高强度调剖堵水技术；现场应用

1 地质概况

1.1 构造特征

黄沙坨油田在构造上属于东部凹陷中段的一个二级构造单元，南与欧利坨子构造相接，东接三界泡潜山带，由西至北被于家房洼陷所围限，是一个依附于界西断层的大型断裂鼻状构造，构造轴向西倾。共发育16条断层，其中4条为NE向的长期发育断层。

钻遇地层自下而上依次为新生界下第三系沙河街组沙三段、沙一段、东营组和上第三系馆陶组、明化镇组及第四系平原组。其中沙三段厚度一般在640～965m，分为沙三上段和沙三下段，沙三上段又分为上下两部分，上部为浅灰色砂岩、砂砾岩与深灰色泥岩不等厚互层，夹灰黑色炭质泥岩；下部为深灰色泥岩与灰黑色煤层互层、夹薄层浅灰色砂岩。沙三下段主要发育以灰黑色玄武岩、灰绿色粗面岩为主的火山岩和暗色泥岩，本段地层构成了良好的生储盖组合，与上覆沙一段呈角度不整合接触。

黄沙坨油田火山喷发为三期，第Ⅰ期岩性为玄武岩，第Ⅱ期岩性为粗面岩，第Ⅲ期岩性为玄武岩，含油层位为S3第Ⅱ期火山岩，主要岩性为粗面岩。

1.2 储层特征

黄沙坨油田火山岩储层储集空间既有原生的，也有次生的，储集空间具有裂缝-孔隙双重介质，是复合性储层。主要储集空间类型见表1。

储层物性较差，最大孔隙度为18.4%，最小孔隙度为2.3%，平均孔隙度为8.0 %，最大渗透率为12.6×10-3μm2，最小渗透率小于0.1×10-3μm2，平均渗透率为0.994×10-3μm2。碳酸岩含量较低，平均1.155%。油藏产状具有块状（厚层状）特征，从油水关系分布上看处于构造较低部位及射开层位距油水界面较近的油井不同程度地受到边底水水侵的影响，属于边底水类型油藏。

1.3 流体性质

地面原油密度0.8390mg/cm3，地层原油密度为0.6800 mg/cm3，地面原油粘度6.83mPa.s，地层原油粘度小于0.5mPa.s，凝固点28℃，含蜡量10.08%，胶+沥青质9.56%。原始饱和压力21.6 MPa，平均地层压力31.30MPa。原始压力系数为0.956，地层温度101℃，温度梯度为3.6℃/100m。体积系数为1.4875，原始气油比为173m3/t，CH4平均含量为79.62%，天然气相对密度为0.7903。地层水属NaHCO3，总矿化度为1665.4mg/L。

2 开发现状及存在问题

黄沙坨油田自1999年投入开发以来，经历了自然开发和注水开发，动用面积2.8km2，阶段采收率13.3%，采出程度13.7%，目前总井数61口中，开井数42口，平均日产油65t/d，综合含水79.81%，其中含水大于80%的油井有30口，占开井数的71.5%。

黄沙坨油油田大部分油井已进入高含水期，综合含水超过80%。地层的非均质性、岩石的表面物性，各层位的压力变化等诸多原因造成同层水舌进、底水锥进、边水突进，导致油井含水率急剧升高产能下降，严重影响油田的开发效果。

3 封层堵水技术研究

3.1 技术原理

封层堵水技术采用高强度调剖堵水剂，主要采用有机强凝胶堵剂和地下聚合冻胶堵剂两个段塞的复合封堵技术。强凝胶调剖剂主剂为两性疏水高分子聚合物，该聚合物具有抗盐、抗高温，显著提高聚合物与地层吸附特性，交联体系为有机树脂交联，形成具有一定流动性的强凝胶体，可有效地扩大堵水半径，可以深入地层深部调堵，起到封堵地层深部出水孔道的作用，阻止水的流动，延长堵水有效期。地下聚合高强度堵水剂，由一种较低粘度的阴阳离子双单体组成，在地层温度下反应形成高强度的冻胶体系，具有长期的耐温性和耐冲刷的强度，保护强凝胶段塞，防止生产压差过大导致堵剂回吐，同时该段塞具有一定的防砂作用。

3.2 强凝胶堵剂组分及主要性能指标

强凝胶堵剂主要由两性疏水高分子聚合物、有机树脂胶联剂、耐高温油溶树脂、橡胶粉、榆树皮粉、无机增强剂及热稳定剂组成，聚丙烯酰胺和有机树脂胶联剂在一定时间内形成粘度大于2×105mPa.s的凝胶，该凝胶耐温可达120℃以上，耐高温油溶树脂等对高渗透层有填充压实作用；由于主剂的亲水性，使堵剂具有一定的选择性，优先进入水淹通道，保护了含油饱和度相对较高的低渗透带。在凝胶调剖剂中加入耐高温油溶树脂、橡胶粉及无机增强剂，对大孔道及高渗透层起到填充、压实作用，填充的橡胶粉是一种柔性颗粒，具有高压变形作用，能进入微小通道，形成封堵作用，刚柔相结合的填充颗粒能有效增加堵剂封堵强度，该调剖剂具有封堵强度高，耐温性等特点。

3.3 地下聚合堵剂组分及主要性能指标

地下聚合堵剂主要由聚丙烯酰胺和阴阳离子丙烯酰胺双单体及双丙烯酰胺引发剂（偶氮盐等）氧化剂等组成 ，该体系在地层温度下发生聚合和交联作用，生成高粘聚合物，形成半固态冻胶体，显著增加堵剂与地层的吸附特性，增加堵剂的封堵强度，有效封堵高渗透吸水层或出水层，聚丙烯酰胺主要是增加体系粘度，防止挤注过程形成指进现象以及防止被地层水或顶替水稀释，氧化剂主要是防止地层水高价金属离子及杂质对体系的阻聚作用。聚合反应在地下进行，消除了聚合物粘度大，易降解等弱点，聚合反应后粘度随单体浓度和交联度而异，可在几万至200万mPa.s范围内调整。

4 现场应用

该技术2011年在黄沙坨油田实施了2井次。其中小13-13井实施2次，累计增油1719t ，小25井因层间窜，停止施工，措施有效率100%，成功率100%，取得明显增油降水效果。

小13-13井采用封堵剂挤封原油层8号层，于2011年5月19日施工，于5月30日开井，日产液10.5m3，日产油5.5t，生产20天后，累计70t。

5 经济效益评价

（1）投入：投入技术服务费用47万元，作业费用35万元。

（2）效益

油井增油1719t，单价按0.22万元每吨计算：1719×0.22=378.18万元

（3）投入产出比：（47+35）：378.18=1：4.61

6 结论

（1）封层堵水体系采用复合两个段塞堵剂，具有堵剂用量较少封堵强度高特点，对火山岩油藏封堵底层出水效果明显，具有一定的推广价值。

（2）堵剂中含阴离子特性，堵剂进入地层后，能显著增加聚合物与地层吸附特点，具有耐地层水或注入水冲刷能力。

（3）该体系具有耐高温、耐盐、耐高矿化度，封堵强度大，封堵有效期长。

参考文献：

[1]金毓荪，巢华庆，赵世远.采油地质工程（第二版）[M].北京：石油工业出版社，2003.

[2]韩振华，曾长久.修井测试增产技术手册[M].北京：石油工业出版社，2011.

作者简介：

胡洪伟（1976.12―），男，工程师，1996年毕业于辽河石油学校采油工程专业，现从事作业管理工作。