一种稠油水平井变强度堵水方法与流程

文档序号:12153821阅读:364来源:国知局

本发明属于油田稠油开采技术领域,尤其涉及一种稠油水平井堵水方法。



背景技术:

由于稠油水平井较直井有采收率高、控制储量高等明显的优势,水平井技术已成为稠油开发的主要技术之一。随着油田开发的深入,受边底水入侵、储层非均质性、多轮次吞吐等因素影响,稠油水平井含水逐年升高、高含水井逐年增多。稠油水平井堵水成为稠油油藏开发亟待解决的问题。

稠油水平井堵水工艺主要采用机械堵水和化学堵水。现场施工采用同一类型堵剂时,往往难以满足远调近堵的要求;采用多个段塞时,往往未能实现堵剂性能、封堵强度的合理匹配。目前稠油堵水方面主要有常规水泥等颗粒类堵剂、高温有机冻胶、热固性树脂、凝胶颗粒堵剂、泡沫类堵水剂。其中常规水泥等颗粒类堵剂存在粒径大、无选择性,易造成储层伤害的缺点;热固性树脂无选择性、固化速度对温度非常敏感,可控性差;凝胶颗粒堵剂无法注入地层深部;泡沫类堵水剂封堵强度低、对强边水内侵井适应性差。

总之,目前的稠油水平井堵水主要存在堵剂在水平井井段易滞留、耐温差、封堵半径小、施工风险大、堵水成功率低的不足。



技术实现要素:

本发明的目的旨在克服克服现有技术的不足,提供一种堵水强度高、堵水成功率高、施工风险小、可实现深部堵调、耐高温的稠油水平井变强度堵水方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现:

该堵水方法包括如下步骤:

a.应用PNN、SNP等测试找水技术准确判定出水部位和剩余油分布状况,提高堵水针对性,指导优化堵剂用量、封堵段塞、压力控制、留塞长度等;提高对区块水淹程度、水窜情况的整体认识。

根据储层物性参数、井段长度、堵剂性能特点,应用椭球体模型,优化计算分级注入的不同堵剂用量及施工参数;

①采用椭球体模型计算堵剂用量

式中,V—堵剂用量,m3;k—高渗透条带比例,%;h—储层有效厚度,m;

r—堵剂推出半径,m;L—筛管段长度,m;Φ—有效孔隙度,%;

②施工参数

注入压力:堵剂必须在低于地层破裂压力条件下注入。施工时以试注压力为基础,爬坡压力3~5MPa。同时要求注入压力略高于出水层压力,保证注入的堵剂沿水平方向进入地层深部;

注入速度:考虑地层污染要小,注速要低;兼顾施工时间,因此注入速度又不能太低。注入速度优化为以8~10m3/h为宜;

所述的堵剂为冻胶类堵剂、凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂及高强度凝胶颗粒堵剂;该堵剂具有以下特点:60℃低温变可成胶,200℃不破胶,成胶强度I级,进入深部固化,该堵剂注入性好,能够进入水窜通道前沿形成挡水屏障;

b.先注入冻胶类堵剂深部堵水,进行远井地带的选择性深部堵水,所述的冻胶类堵剂由重量百分比为0.2~0.8的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为0.3~1.3的改性酚醛树脂交联剂、重量百分比为0.2~1.2的铬类交联剂加水混配而成;

该堵剂60℃低温可成胶,200℃不破胶,成胶强度I级,进入深部固化。该体系注入性好,能够进入水窜通道前沿形成挡水屏障。

c.然后注入凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂实现强力遮挡,高温固化,形成具有一定渗透率的遮挡段塞,所述的凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂由重量百分比为1~2的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为10~30、粒径为400~800目的水泥、重量百分比为0.2~0.8的酚醛树脂、重量百分比为0.1~0.9的有机铬交联剂加水混配而成;

该堵剂中改性聚丙烯酰胺与小粒径水泥混配后加入交联剂,提高了凝胶颗粒悬浮性及吸附能力,增强进入地层深度,在地层温度下形成高强度混合胶体,不失水收缩。同时该体系106um筛子过筛率达100%,能有效的通过挡砂精度为130um的滤砂管,进入地层深部,吸附驻留,形成堵水施工主力堵水段塞。

d.最后注入高强度凝胶颗粒堵剂封口,在可控时间内快速失水固结,形成强力封口,所述的高强度凝胶颗粒堵剂由重量百分比为1~2的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为20~40、粒径为400~800目的水泥加水混配而成。

该堵剂耐高温,高强度,热稳定,该段塞随固相颗粒的浓度变化,有效控制悬浮时间,注入近井地带后,在可控时间内,快速失水,形成高强封口,对前置段塞形成保护层,同时该堵剂具有易钻塞、处理时间短的特点,便于后期的施工处理。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现:

进一步,b步骤所述的冻胶类堵剂由重量百分比为0.4~0.6的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为0.7~0.9的改性酚醛树脂交联剂、重量百分比为0.7~0.9的铬类交联剂加水混配而成。

进一步,c步骤所述的凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂由重量百分比为1.4~1.6的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为18~20、粒径为400~800目的水泥、重量百分比为0.4~0.6的改性酚醛树脂交联剂、重量百分比为0.5~0.7的铬类交联剂加水混配而成。

进一步,d步骤所述的高强度凝胶颗粒堵剂由重量百分比为1.4~1.6的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为28~30、粒径为400~800目的水泥加水混配而成。

本发明先是利用测试找水技术明确堵调层位,然后采用椭球体模型计算方法优化堵剂用量及施工参数,再次根据水平井储层不同深度对堵剂性能要求不同,本着远调近堵的原则,采取分级注入,充分发挥堵剂性能。在地层深部、过渡地带、近井地带分别注入不同类型的堵剂,实现由弱变强的变强度堵水,先注入冻胶类堵剂深部堵水,然后注入凝胶颗粒悬浮体系实现强力遮挡,最后注入高强度凝胶颗粒体系封口。

本发明的变强度堵水方法与目前常用堵水工艺相比,可适合稠油水平井冷采和热采堵水,不同段塞组合可有效进入地层深部,具有堵水强度高、耐高温、堵水成功率高、生产有效期长的特点,同时施工风险大幅度降低,可实现深部堵调。

附图说明

图1是本发明的堵剂用量优化计算椭球体模型示意图。

具体实施方式:

实施例1:

该堵水方法包括以下步骤:

a.应用PNN、SNP等测试找水技术准确判定出水部位和剩余油分布状况,提高堵水针对性,指导优化堵剂用量、封堵段塞、压力控制、留塞长度等;提高对区块水淹程度、水窜情况的整体认识。

根据储层物性参数、井段长度、堵剂性能特点,应用椭球体模型,优化计算分级注 入的不同堵剂用量及施工参数。

堵剂用量优化计算采用椭球体模型计算:

式中,V—堵剂用量(m3);k—高渗透条带比例(%);h—储层有效厚度(m);r—堵剂推出半径(m);L—筛管段(射孔段)长度(m);Φ—有效孔隙(%)。

注入压力:堵剂必须在低于地层破裂压力条件下注入。施工时以试注压力为基础,爬坡压力3~5MPa。同时要求注入压力略高于出水层压力,保证注入的堵剂沿水平方向进入地层深部。

注入速度:考虑地层污染要小,注速要低;兼顾施工时间,因此注入速度又不能太低。注入速度优化为以8m3/h为宜。

所述的堵剂为冻胶类堵剂、凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂及高强度凝胶颗粒堵剂;

b.采用冻胶类堵剂挤注,进行远井地带的选择性深部堵水。所述的冻胶类堵剂由重量百分比为0.8的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为0.3的改性酚醛树脂交联剂、重量百分比为1.2的铬类交联剂加水混配而成;

c.采用凝胶颗粒悬浮体系挤注过渡地带,高温固化,形成具有一定渗透率的遮挡段塞。所述的凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂由重量百分比为1~2的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为10、粒径为800目的水泥、重量百分比为0.2的酚醛树脂、重量百分比为0.9的有机铬交联剂加水混配而成;

d.采用高强度凝胶颗粒体系挤注近井地带,在可控时间内快速失水固结,形成强力封口。所述的高强度凝胶颗粒堵剂由重量百分比为2的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为20、粒径为800目的水泥加水混配而成。

实施例2:

该堵水方法包括以下步骤:

a.应用PNN、SNP等测试找水技术准确判定出水部位和剩余油分布状况,提高堵水针对性,指导优化堵剂用量、封堵段塞、压力控制、留塞长度等;提高对区块水淹程度、水窜情况的整体认识。

根据储层物性参数、井段长度、堵剂性能特点,应用椭球体模型,优化计算分级注 入的不同堵剂用量及施工参数。

堵剂用量优化计算采用椭球体模型计算:

式中,V—堵剂用量(m3);k—高渗透条带比例(%);h—储层有效厚度(m);r—堵剂推出半径(m);L—筛管段(射孔段)长度(m);Φ—有效孔隙(%)。

注入压力:堵剂必须在低于地层破裂压力条件下注入。施工时以试注压力为基础,爬坡压力3~5MPa。同时要求注入压力略高于出水层压力,保证注入的堵剂沿水平方向进入地层深部。

注入速度:考虑地层污染要小,注速要低;兼顾施工时间,因此注入速度又不能太低。注入速度优化为以10m3/h为宜。

所述的堵剂为冻胶类堵剂、凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂及高强度凝胶颗粒堵剂;

b.采用冻胶类堵剂挤注,进行远井地带的选择性深部堵水。所述的冻胶类堵剂由重量百分比为0.2的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为1.3的改性酚醛树脂交联剂、重量百分比为0.2的铬类交联剂加水混配而成;

c.采用凝胶颗粒悬浮体系挤注过渡地带,高温固化,形成具有一定渗透率的遮挡段塞。所述的凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂由重量百分比为1的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为30、粒径为400目的水泥、重量百分比为0.8的酚醛树脂、重量百分比为0.1的有机铬交联剂加水混配而成;

d.采用高强度凝胶颗粒体系挤注近井地带,在可控时间内快速失水固结,形成强力封口。所述的高强度凝胶颗粒堵剂由重量百分比为2的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为20~40、粒径为400~800目的水泥加水混配而成。

实施例3:

该堵水方法包括以下步骤:

a.应用PNN、SNP等测试找水技术准确判定出水部位和剩余油分布状况,提高堵水针对性,指导优化堵剂用量、封堵段塞、压力控制、留塞长度等;提高对区块水淹程度、水窜情况的整体认识。

根据储层物性参数、井段长度、堵剂性能特点,应用椭球体模型,优化计算分级注 入的不同堵剂用量及施工参数。

堵剂用量优化计算采用椭球体模型计算:

式中,V—堵剂用量(m3);k—高渗透条带比例(%);h—储层有效厚度(m);r—堵剂推出半径(m);L—筛管段(射孔段)长度(m);Φ—有效孔隙(%)。

注入压力:堵剂必须在低于地层破裂压力条件下注入。施工时以试注压力为基础,爬坡压力3~5MPa。同时要求注入压力略高于出水层压力,保证注入的堵剂沿水平方向进入地层深部。

注入速度:考虑地层污染要小,注速要低;兼顾施工时间,因此注入速度又不能太低。注入速度优化为以9m3/h为宜。

所述的堵剂为冻胶类堵剂、凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂及高强度凝胶颗粒堵剂;

b.采用冻胶类堵剂挤注,进行远井地带的选择性深部堵水。所述的冻胶类堵剂由重量百分比为0.5的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为0.8的改性酚醛树脂交联剂、重量百分比为0.8的铬类交联剂加水混配而成;

c.采用凝胶颗粒悬浮体系挤注过渡地带,高温固化,形成具有一定渗透率的遮挡段塞。所述的凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂由重量百分比为1.5的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为20、粒径为800目的水泥、重量百分比为0.5的酚醛树脂、重量百分比为0.5的有机铬交联剂加水混配而成;

d.采用高强度凝胶颗粒体系挤注近井地带,在可控时间内快速失水固结,形成强力封口。所述的高强度凝胶颗粒堵剂由重量百分比为1的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为40、粒径为400目的水泥加水混配而成。

实施例4:

该堵水方法包括以下步骤:

a.应用PNN、SNP等测试找水技术准确判定出水部位和剩余油分布状况,提高堵水针对性,指导优化堵剂用量、封堵段塞、压力控制、留塞长度等;提高对区块水淹程度、水窜情况的整体认识。

根据储层物性参数、井段长度、堵剂性能特点,应用椭球体模型,优化计算分级注 入的不同堵剂用量及施工参数。

堵剂用量优化计算采用椭球体模型计算:

式中,V—堵剂用量(m3);k—高渗透条带比例(%);h—储层有效厚度(m);r—堵剂推出半径(m);L—筛管段(射孔段)长度(m);Φ—有效孔隙(%)。

注入压力:堵剂必须在低于地层破裂压力条件下注入。施工时以试注压力为基础,爬坡压力3~5MPa。同时要求注入压力略高于出水层压力,保证注入的堵剂沿水平方向进入地层深部。

注入速度:考虑地层污染要小,注速要低;兼顾施工时间,因此注入速度又不能太低。注入速度优化为以8~10m3/h为宜。

所述的堵剂为冻胶类堵剂、凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂及高强度凝胶颗粒堵剂;

b.采用冻胶类堵剂挤注,进行远井地带的选择性深部堵水。所述的冻胶类堵剂由重量百分比为0.4的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为0.9的改性酚醛树脂交联剂、重量百分比为0.7的铬类交联剂加水混配而成;

c.采用凝胶颗粒悬浮体系挤注过渡地带,高温固化,形成具有一定渗透率的遮挡段塞。所述的凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂由重量百分比为1.4的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为20、粒径为400目的水泥、重量百分比为0.6的酚醛树脂、重量百分比为0.5有机铬交联剂水混配而成;

d.采用高强度凝胶颗粒体系挤注近井地带,在可控时间内快速失水固结,形成强力封口。所述的高强度凝胶颗粒堵剂由重量百分比为1.6的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为28、粒径为800目的水泥加水混配而成。

实施例5:

该堵水方法包括以下步骤:

a.应用PNN、SNP等测试找水技术准确判定出水部位和剩余油分布状况,提高堵水针对性,指导优化堵剂用量、封堵段塞、压力控制、留塞长度等;提高对区块水淹程度、水窜情况的整体认识。

根据储层物性参数、井段长度、堵剂性能特点,应用椭球体模型,优化计算分级注 入的不同堵剂用量及施工参数。

堵剂用量优化计算采用椭球体模型计算:

式中,V—堵剂用量(m3);k—高渗透条带比例(%);h—储层有效厚度(m);r—堵剂推出半径(m);L—筛管段(射孔段)长度(m);Φ—有效孔隙(%)。

注入压力:堵剂必须在低于地层破裂压力条件下注入。施工时以试注压力为基础,爬坡压力3~5MPa。同时要求注入压力略高于出水层压力,保证注入的堵剂沿水平方向进入地层深部。

注入速度:考虑地层污染要小,注速要低;兼顾施工时间,因此注入速度又不能太低。注入速度优化为以8~10m3/h为宜。

所述的堵剂为冻胶类堵剂、凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂及高强度凝胶颗粒堵剂;

b.采用冻胶类堵剂挤注,进行远井地带的选择性深部堵水。所述的冻胶类堵剂由重量百分比为0.6的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为0.7的改性酚醛树脂交联剂、重量百分比为0.9的铬类交联剂加水混配而成;

c.采用凝胶颗粒悬浮体系挤注过渡地带,高温固化,形成具有一定渗透率的遮挡段塞。所述的凝胶颗粒悬浮冻胶类堵剂由重量百分比为1.6的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为18、粒径为800目的水泥、重量百分比为0.4的酚醛树脂、重量百分比为0.7的有机铬交联剂水混配而成;

d.采用高强度凝胶颗粒体系挤注近井地带,在可控时间内快速失水固结,形成强力封口。所述的高强度凝胶颗粒堵剂由重量百分比为1.4的改性聚丙烯酰胺、重量百分比为30、粒径为400目的水泥加水混配而成。

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