油田深部調(diào)剖技術(shù)及其應(yīng)用研究進(jìn)展*

王 翔，郭繼香，陳金梅

（中國(guó)石油大學(xué)（北京）非常規(guī)油氣科學(xué)技術(shù)研究院，北京 102249）

調(diào)剖堵水技術(shù)在我國(guó)已發(fā)展了近70年，油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的化學(xué)劑由油井近井堵水發(fā)展為注水井深部調(diào)剖，油田的目標(biāo)導(dǎo)向也逐漸由近井物理屏蔽發(fā)展為深部區(qū)塊綜合治理。21世紀(jì)以來，經(jīng)過多年的水驅(qū)，油藏儲(chǔ)層的非均質(zhì)性逐漸加劇，流體流度的差異性也逐漸增大，導(dǎo)致地層中形成高滲層、大孔道，水流優(yōu)勢(shì)通道明顯，注水井注水后竄流、繞流問題突出，無法有效啟動(dòng)中低滲層的剩余油，導(dǎo)致油田產(chǎn)量降低，采出液含水率大大升高。目前，不論從施工工藝還是經(jīng)濟(jì)有效性來說，常規(guī)調(diào)堵技術(shù)的缺點(diǎn)都尤為突出，油田現(xiàn)場(chǎng)越來越多的技術(shù)難題推動(dòng)著深部調(diào)剖技術(shù)不斷發(fā)展。

1 深部調(diào)剖技術(shù)研究現(xiàn)狀

深部調(diào)剖技術(shù)的理念來源于困擾現(xiàn)場(chǎng)多年的近井堵塞難題，將“調(diào)”和“剖”融為一體，在地層深處作用，因此也叫深部液流轉(zhuǎn)向技術(shù)。一般來講，深部調(diào)剖技術(shù)的作用半徑是普通調(diào)剖技術(shù)的2倍以上，其調(diào)剖有效率也更高，針對(duì)不同的儲(chǔ)層情況處理的范圍也不盡相同，對(duì)于高含水的區(qū)塊可達(dá)井距的1/3 左右，而在注水井裂縫較大區(qū)塊一般在井距的1/2 以上［1］，但并非越深越好，由慶等發(fā)現(xiàn)在單位體積用劑進(jìn)入深度為井距的3/10 時(shí)會(huì)出現(xiàn)采收率峰值［2］。深部調(diào)剖技術(shù)主要通過運(yùn)用化學(xué)調(diào)剖劑來調(diào)節(jié)儲(chǔ)層深部縱向和橫向的矛盾，不僅能使水由高吸水量的高滲層向低吸水量的中低滲層間流動(dòng)，以此來擴(kuò)大波及系數(shù)，驅(qū)替因物理性質(zhì)差異而形成的未波及未動(dòng)用剩余油；而且也可在封堵兩端壓差的情況下向深部運(yùn)移，使注入水在油層深處不斷延伸，通過一整套動(dòng)態(tài)過程有效提高油田采收率。與深部調(diào)剖技術(shù)相比，深部調(diào)驅(qū)技術(shù)的化學(xué)用劑更為復(fù)雜，雖兼具注入水增黏、原油減阻、油水混相和高滲透層堵塞等綜合作用，但施工成本也會(huì)大大增加，更易受地層多重因素影響。

1.1 凝膠型深部調(diào)剖技術(shù)

從80年代伊始，以HPAM為主劑的交聯(lián)水凝膠在近些年的油田調(diào)剖堵水中發(fā)揮了重要的作用。油田現(xiàn)場(chǎng)常用的凝膠型深部調(diào)剖體系主要包括:弱凝膠調(diào)剖體系、膠態(tài)分散體系和預(yù)交聯(lián)凝膠顆粒調(diào)剖體系。

1.1.1 弱凝膠調(diào)剖體系

弱凝膠是一種由聚合物分子間相互交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠體系，聚合物主要包括陰離子型聚丙烯酰胺、黃原膠和甲基纖維素等，而交聯(lián)劑主要有Cr3+、復(fù)合有機(jī)檸檬酸鋁交聯(lián)劑和有機(jī)酚醛等。由于弱凝膠體系成膠時(shí)間長(zhǎng)且成膠強(qiáng)度小，調(diào)驅(qū)液在注入目的地前具有良好的可泵性，通過后續(xù)注入水的壓力在孔道中可通過“暫堵-突破-再暫堵-再突破”的動(dòng)態(tài)過程緩慢運(yùn)移，發(fā)揮既“調(diào)”又“驅(qū)”的作用，實(shí)現(xiàn)油藏深部調(diào)剖［3］?，F(xiàn)場(chǎng)配制弱凝膠注入液所用主劑和交聯(lián)劑濃度低，在油田大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用時(shí)經(jīng)濟(jì)可行，但該體系存在交聯(lián)時(shí)間快、地層成膠效果差和溫度適應(yīng)性不強(qiáng)等問題。

弱凝膠調(diào)剖技術(shù)最早在勝利油田得到了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，隨后在遼河油田、長(zhǎng)慶油田和渤海油田等地的礦場(chǎng)試驗(yàn)也都取得了顯著的效果。2010年，針對(duì)遼河油田油藏層間與層內(nèi)的矛盾，在油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施了弱凝膠調(diào)驅(qū)與注采井網(wǎng)綜合調(diào)整等配套工藝組合技術(shù)，油藏水驅(qū)開發(fā)效果良好，油井含水下降了5%，措施期間累計(jì)增油8.6×104t［4］。2011年，高春寧等［5］在HC油田H2區(qū)的6個(gè)井組開展了弱凝膠調(diào)驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)，儲(chǔ)層的吸水厚度和動(dòng)用程度都略有提升，見效井達(dá)20 口，累積增油為3447 t，有效改善了儲(chǔ)層高含水環(huán)境。Pan 等［6］從2013 年開始，在渤海油田的勃南油田開展先導(dǎo)試驗(yàn)，2013 年至2016 年間，周邊9口生產(chǎn)井累增油達(dá)15.8×104m3。

1.1.2 膠態(tài)分散凝膠調(diào)剖體系

20世紀(jì)90年代，美國(guó)的TIORCO公司將膠態(tài)分散凝膠（Colloidal Dispersion Gel，CDG）技術(shù)應(yīng)用于油田調(diào)剖，隨后CDG 技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。CDG 體系是由聚合物分子內(nèi)部交聯(lián)形成直徑一般在0.2數(shù)0.6 μm 之間的柔性膠體粒子的體系，在施工時(shí)用水作為分散介質(zhì)注入地層，在地層環(huán)境下發(fā)生形變堵塞深部巖石縫道孔喉，從而使深部水在橫、縱向延伸，提高原油采收率［7］。該體系用量少、成本低、自身粒徑小，可進(jìn)入地層深部，但對(duì)于該體系的深部調(diào)剖能力，因地層情況多變、注入時(shí)損失嚴(yán)重，在高溫高鹽油藏下耐受能力不夠，制約其進(jìn)一步的發(fā)展。

在20世紀(jì)90年代中后期，國(guó)內(nèi)如中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)石油勘探院等多家科研院所對(duì)其展開了深入的研究，大慶、勝利孤東、華北和中原馬寨等各大油田也陸續(xù)開展了先導(dǎo)試驗(yàn)。Chang 等［8］在1995數(shù)2003 年在大慶油田進(jìn)行了首次大規(guī)模CDG 技術(shù)中試，中試結(jié)果表明:CDG 技術(shù)可以有效調(diào)節(jié)滲透率變化，提高體積波及系數(shù)，在中心采區(qū)的應(yīng)用使得原油采收率達(dá)到10.5%。魏翠華等［9］針對(duì)勝坨油田高溫高鹽的油藏條件，采用聚合物KYPAM+交聯(lián)劑Cr3+膠態(tài)分散凝膠驅(qū)油體系，以CDG 數(shù)值模擬軟件FAPMS 優(yōu)化注入方案，采用三段塞注入，提高原油采收率7.1%，增產(chǎn)油量11.4×104t。張還恩［10］在2005年采用低濃度三元共聚物和復(fù)合有機(jī)交聯(lián)劑制備了耐溫90℃、耐鹽2×105mg/L（其中Ca2+、Mg2+含量5000 mg/L）的CDG 體系，在中原油田W 井組先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)采用三段塞注入開展CDG試驗(yàn)，調(diào)驅(qū)后井組平均日增油7 t，采出液含水率平均下降了3%，評(píng)價(jià)期內(nèi)持續(xù)增油800 t 以上，采收率可提高8.2%。國(guó)外如美國(guó)、加拿大和南美的諸多國(guó)家也廣泛應(yīng)用CDG技術(shù)，Diaz報(bào)道了在阿根廷的Loma Alta Sur［11］油田L(fēng)AS-58 區(qū)塊開展CDG 化學(xué)劑與配套工藝技術(shù)，從2005 年11 月到2007 年10 月間，原油累計(jì)生產(chǎn)21194 t，增油效果明顯。

1.1.3 預(yù)交聯(lián)凝膠顆粒調(diào)剖體系

預(yù)交聯(lián)體膨顆粒（PPG）是一類由聚合物先交聯(lián)后顆?；纬傻奈畼渲w粒，具有良好的吸水膨脹性能，因此也叫水膨體。PPG通常用于對(duì)強(qiáng)非均質(zhì)地層進(jìn)行調(diào)剖堵水［11］，對(duì)油水具有選擇性，在孔道移動(dòng)時(shí)顆粒吸水膨脹，膨脹體積可達(dá)自身幾倍到幾十倍，且吸水后的彈性體具有良好的保水效果，但遇油則基本無變化；PPG在地層環(huán)境及地層水的剪切作用下可彈性變形，進(jìn)入深部?jī)?chǔ)層，從而實(shí)現(xiàn)深部動(dòng)態(tài)調(diào)剖的目的。PPG 調(diào)剖體系存在顆粒吸水膨脹速率過快而導(dǎo)致的注入壓力高、深部運(yùn)移能力差以及不耐沖刷等問題，不宜在高溫油藏中使用。

PPG 調(diào)剖體系自1997 年由中石油勘探院提出后，先后在國(guó)內(nèi)的大慶興北［12］、中原文南［13］、勝利及長(zhǎng)慶［14］等油田得到廣泛的應(yīng)用，但因后期單獨(dú)使用PPG的礦場(chǎng)作用效果下降，因此又逐漸結(jié)合礦場(chǎng)條件綜合采用“PPG+弱凝膠”等復(fù)合調(diào)驅(qū)技術(shù)［15-16］和支化改性技術(shù)［17］段塞注入，用以增強(qiáng)PPG的處理效果，穩(wěn)定增油控水。

1.2 凍膠型深部調(diào)剖技術(shù)

凍膠對(duì)于油田注水井調(diào)剖及油井堵水的發(fā)展意義重大，凍膠體系為凝膠體系的一種，其含液量高（通常為體積分?jǐn)?shù)的90%以上），強(qiáng)度也更大，受準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力作用時(shí)顯示彈塑性體性質(zhì)，在彈性極限內(nèi)受交變應(yīng)力作用時(shí)顯示黏彈性體性質(zhì)。其轉(zhuǎn)變方式可由化學(xué)鍵或物理鍵交聯(lián)成膠，且多為地下交聯(lián)，在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)都有較多應(yīng)用。

1.2.1 聚合物凍膠調(diào)剖體系

聚合物凍膠調(diào)剖體系一般是由分子鏈中含有活性羧基、酰胺基等基團(tuán)的水溶性聚合物高分子與交聯(lián)劑鋁合物、鉻合物、鈦合物、鋯合物等高價(jià)金屬離子或低分子醛類組成。在地層孔縫流動(dòng)過程中隨著溫度的升高，交聯(lián)劑緩慢釋放，主劑聚合物交聯(lián)聚合，將大量水包裹在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中形成具有復(fù)雜立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的彈性凍膠。在形成物理堵塞的過程中，會(huì)降低高滲透區(qū)域的滲透率，使儲(chǔ)層的非均質(zhì)性得以改善，同時(shí)注入的體系也會(huì)保留一定的巖石吸附與雜質(zhì)捕集作用，從而增大殘余阻力，有效增強(qiáng)調(diào)剖效果。凍膠體系的黏彈性好、成本也較低、操作便捷，但在耐溫抗鹽方面還需有所提升。出于深部調(diào)剖的需要，配方上要有效控制成膠時(shí)間與成膠強(qiáng)度之間的關(guān)系及儲(chǔ)層條件的耐受能力，以段塞工藝提升遠(yuǎn)井調(diào)剖能力。

自20世紀(jì)七八十年代以來，凍膠調(diào)剖劑在國(guó)內(nèi)蓬勃發(fā)展，東部以大慶、勝利［18-19］為代表的大型油田及中西部的中原、克拉瑪依油田等基本都進(jìn)行了從淺調(diào)到深調(diào)的礦場(chǎng)試驗(yàn)，作用效果顯著。國(guó)外如科威特的WFR 油田［20］、美國(guó)堪薩斯州中部的Arbuckle 油田［21］的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用減水增油效果明顯；哈薩克斯坦Kenkiyak 油田鹽上油藏［22］在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)比發(fā)現(xiàn)調(diào)剖前后的投入產(chǎn)出比可達(dá)1∶2.2，經(jīng)濟(jì)回報(bào)良好。

1.2.2 熱致可逆凍膠調(diào)剖體系

1967 年Scarpa 首次發(fā)現(xiàn)了聚N-異丙基丙烯酰胺（PINPAM）的溫度刺激響應(yīng)特性，隨后在1978 年Tanaka合成了溫敏性水凝膠，自此推進(jìn)了環(huán)境刺激響應(yīng)凝膠的發(fā)展。在石油提高采收率方面，熱致可逆凍膠調(diào)剖劑一般是由疏水締合聚合物（改性聚丙烯酰胺或纖維素醚等）溶液和顆粒型、聚合物微球型調(diào)剖劑組成的復(fù)合凍膠體系，因疏水締合聚合物的熱致可逆性，在一定溫度下（低臨界溫度）分子鏈?zhǔn)湛s締合，纏繞成立體空間結(jié)構(gòu)，可用于深層調(diào)剖，阻止水竄流作用明顯，但其耐受性不好，因此體系的復(fù)合使用可提高調(diào)剖劑對(duì)孔道封堵的作用，增強(qiáng)其耐沖刷等性能。國(guó)外較先研究出熱可逆調(diào)堵體系［23］，并于20 世紀(jì)90 年代在West Siberia 等油田使用，有效提高了原油采收率；國(guó)內(nèi)如長(zhǎng)慶油田的南北杰等［24］在2008 年基于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究將復(fù)合深部調(diào)剖體系應(yīng)用于靖安油田現(xiàn)場(chǎng)12口注水井，日產(chǎn)油增加14.36 t，而含水率降低7.7%，有效解決了水驅(qū)效果差、產(chǎn)能損失嚴(yán)重等問題；2010年，李伶東等［25］采用多復(fù)合體系在安塞油田長(zhǎng)6油藏多個(gè)區(qū)塊實(shí)施“大劑量-小排量-低壓力-多段塞”的工藝措施，增油減水效果顯著，對(duì)油藏穩(wěn)產(chǎn)起到積極作用。

1.3 顆粒型深部調(diào)剖技術(shù)

顆粒類堵劑已在油田調(diào)堵作業(yè)中應(yīng)用多年，從最開始的剛性體水泥、沉淀顆粒到近些年的柔性體聚合物微球，它的存在為油田調(diào)堵作業(yè)的順利實(shí)施提供了保障。顆粒類堵劑成本低、封堵的強(qiáng)度及穩(wěn)定性高，同時(shí)耐溫耐鹽耐剪切，在調(diào)剖堵水技術(shù)中占有重要一席［26］。施工過程中的注入壓力問題及地層孔喉和顆粒粒徑之間的配伍性問題，對(duì)于顆粒類堵劑在油田中的應(yīng)用極為關(guān)鍵。

1.3.1 沉淀顆粒調(diào)剖體系

沉淀顆粒調(diào)剖體系在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用較早，其主要是通過注入流體在孔道中反應(yīng)形成顆粒狀沉淀封堵地層，按施工方式可分為單液法和雙液法兩類［27］。單液法存在反應(yīng)物一接觸就沉淀的問題，為防止沉淀過早產(chǎn)生使得注入壓力過大，需采用緩沉劑來抑制反應(yīng)的過早發(fā)生［28］；而雙液法通常是以化學(xué)劑A-隔離液-化學(xué)劑B 的方式分段塞注入后在地層條件下反應(yīng)形成沉淀顆粒，從而對(duì)高滲層產(chǎn)生機(jī)械堵塞，通常用隔離液來防止反應(yīng)的過早發(fā)生。常用的體系主要是水玻璃與FeSO4/CaCl2/MgCl2/HCl的硅酸鹽沉淀體系和在飽和電解質(zhì)溶液（NaCl、MgCl2等）中加入非電解質(zhì)（乙醇等）從而致使溶液中電解質(zhì)的溶解度降低，部分電解質(zhì)以鹽沉析的形式析出，形成固體沉淀。但是沉淀顆粒調(diào)剖體系存在定位封堵性差、成膠韌性不足而只能進(jìn)行籠統(tǒng)封堵的缺點(diǎn)［29］。

在20 世紀(jì)80 年代，趙福麟［30］對(duì)沉淀顆粒堵劑作出了系統(tǒng)性分析，并在隨后的20 年內(nèi)，將雙液法在勝坨、埕東油田［31］和大港油田［32］進(jìn)行了多次礦場(chǎng)試驗(yàn)，油井增油成效顯著。除此之外，大慶油田、冀東油田和塔河油田對(duì)硅酸鹽化學(xué)堵水技術(shù)進(jìn)行了礦場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果表明硅酸鹽沉淀顆粒耐溫、耐沖刷且封堵率高，現(xiàn)場(chǎng)作用良好［29］。

1.3.2 柔性覆膜顆粒調(diào)剖體系

考慮到無機(jī)剛性顆粒對(duì)整個(gè)儲(chǔ)層的傷害，李子豪［33］提出了一種功能型橋堵顆粒體系，該體系將一級(jí)剛性封堵材料和次一級(jí)軟化材料相結(jié)合，使得剛性顆粒表面覆上一層致密的熱溶脹樹脂膜，該覆膜顆粒在地層竄流通道內(nèi)通過“架橋-軟化黏結(jié)-溶脹”形成穩(wěn)定的橋堵［34］，并在外界的壓實(shí)作用下形成致密的堆積塊，從而有效地阻止地層水的侵入。由于覆膜顆粒的樹脂膜在注入地層的過程中易脫落，致使顆粒無法發(fā)揮黏結(jié)和溶脹的作用，孟祥海等［35］又提出了雙層覆膜顆粒，內(nèi)層為熱溶脹交聯(lián)樹脂膜，外層為剛性樹脂保護(hù)膜，有效避免了因內(nèi)膜脫落而導(dǎo)致的封堵率下降的問題，對(duì)于滲透率介于9000×10-3數(shù)15000×10-3μm2巖心的封堵率大于90%，實(shí)現(xiàn)了深源調(diào)堵作用。該體系在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用不多，2017年李雪嬌等［36］在塔河油田4區(qū)西部A42井采取段塞工藝調(diào)剖措施，相應(yīng)油井有效見油減水，預(yù)期的應(yīng)用效果明顯。

1.3.3 聚合物微球調(diào)剖體系

聚合物微球是由聚合物單體交聯(lián)、并在一系列添加劑作用下合成的微納米級(jí)彈性聚合物凝膠球體［37］。其作用機(jī)理在于:柔性聚合物微球由流體介質(zhì)首先注入大孔道地層，并在地層孔隙間以填充或架橋的形式封堵，使地層水轉(zhuǎn)向低滲層；在地層環(huán)境的條件下，聚合物凝膠球體發(fā)生彈性形變并在壓力差的推動(dòng)下向深油層移動(dòng)，發(fā)生邊移動(dòng)邊變形又邊封堵的動(dòng)態(tài)過程，在運(yùn)移過程中不斷改變油層中流體的方向，從而有效增大油藏深部油層的波及體積，提高采收率；在改變深水流向的同時(shí)微球表面的活性親油基團(tuán)會(huì)與周邊巖石發(fā)生物理吸附作用，運(yùn)移時(shí)攜帶剩余原油。該體系非常符合深部調(diào)剖的注入要求，且耐鹽也較耐剪切，但高溫下易破碎。

近些年，聚合物微球調(diào)驅(qū)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)慶、新疆、吉林和中原等油田開展了礦場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)，實(shí)施效果良好。其中安塞油田在2016數(shù)2018 年陸續(xù)試驗(yàn)井404 口，評(píng)價(jià)期間增產(chǎn)4.43×104t，累降水9.81×104m3，起到了良好的調(diào)驅(qū)效果。

1.4 泡沫型深部調(diào)剖技術(shù)

泡沫型深部調(diào)剖體系根據(jù)組成的不同可分為多相泡沫和凍膠泡沫調(diào)剖體系。多相泡沫調(diào)剖體系是由氣、液、固三相及少量添加劑構(gòu)成，主要通過三相泡沫在地層巖石孔喉運(yùn)移時(shí)產(chǎn)生的賈敏效應(yīng)封堵高滲透層，從而提高中低滲層的水驅(qū)效率。凍膠泡沫調(diào)剖體系是由液相、氣相與輔助藥劑組成，液相是指聚合物交聯(lián)溶液（通常會(huì)加入一些表面活性劑），氣相指N2、CO2等，輔助藥劑包括起泡劑、穩(wěn)泡劑等，注入時(shí)溶液優(yōu)先進(jìn)入高滲層并通過外輸氣體發(fā)泡形成凍膠泡沫，從而達(dá)到調(diào)剖的目的。

早在20 世紀(jì)60 年代，我國(guó)就已經(jīng)開始泡沫調(diào)剖技術(shù)的研究，并先后在東西部的多個(gè)主力油田進(jìn)行了多次礦場(chǎng)試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)得到了一定的積累。近些年來泡沫深部調(diào)剖技術(shù)在國(guó)內(nèi)外稠油油藏均有應(yīng)用，在秦皇島32-6 油田［38］5 個(gè)注采井組實(shí)施氮?dú)馀菽{(diào)驅(qū)措施，調(diào)驅(qū)后注水井井口壓力明顯上升，含水率下降幅度2%數(shù)8%，含水上升勢(shì)頭得到了有效控制，5 個(gè)井組累計(jì)增油4.5×104m3；哈薩克斯坦KMK 油田［39］現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用82 井次，增產(chǎn)原油3.88萬噸，取得顯著效果；勝利油田的單56 超稠油藏［40］在措施后，氮?dú)獾淖⑷雺毫τ?.3 MPa 增加到6.3 MPa，含水率由91.5%下降到81.3%，日產(chǎn)油由32.7 t上升到60.7 t，有效期198 d，措施增油2562 t。

1.5 微生物深部調(diào)剖技術(shù)

1926年，美國(guó)科學(xué)家Beckman首先研究了微生物在采油中的應(yīng)用，隨后經(jīng)過90 多年的發(fā)展，微生物深部調(diào)剖技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外油田經(jīng)濟(jì)適用的提高采收率技術(shù)。微生物深部調(diào)驅(qū)一方面依靠生物菌種及其營(yíng)養(yǎng)液在油藏地層大孔道中聚集黏結(jié)，代謝產(chǎn)物［41］發(fā)揮生物化學(xué)作用，使巖石油膜剝離、潤(rùn)濕性改變；另一方面，微生物擴(kuò)張的生長(zhǎng)代謝物質(zhì)也兼具驅(qū)油效果，可以有效降低原油黏度，提高原油采收率。該體系適合于高含水率、低礦化度和低溫油藏，但菌種的選擇性和適應(yīng)性一直是微生物驅(qū)油技術(shù)的難題。

早在70年代國(guó)外如北美、中東和北亞等國(guó)家陸續(xù)將微生物應(yīng)用于礦場(chǎng)；而國(guó)內(nèi)則在90年代后才開始加快了微生物驅(qū)油技術(shù)的發(fā)展步伐。近些年，我國(guó)的東部大慶、勝利、遼河和華北的大港、冀東以及西北新疆、塔里木等各大油田均開展了微生物在油田中的應(yīng)用試驗(yàn)［42］，共試井約2000 次；其中大慶油田截至2012年底［43］，利用微生物驅(qū)油技術(shù)累計(jì)增油1.2×105t，單井微生物吞吐518 口，取得了良好的效果。國(guó)外如美國(guó)俄克拉荷馬州佩恩縣油田、秘魯西北部塔拉拉海上油田及北海油田也均有區(qū)域性試驗(yàn)實(shí)施，效果顯著［44］。

1.6 其他深部調(diào)剖技術(shù)

在如今環(huán)境友好的社會(huì)中，如何正確處理油田開發(fā)過程中的廢棄物料是世界各國(guó)均亟待解決的問題。近年來國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)人員考慮到廢棄物料的處理費(fèi)用及油田開發(fā)的現(xiàn)狀，相繼開發(fā)出含油污泥調(diào)剖體系、廢舊鉆井液調(diào)剖體系和植物油脂/油腳調(diào)剖體系，為低成本廢棄物的再利用打下了根基。

1.6.1 含油污泥調(diào)剖體系

含油污泥是指在油藏開發(fā)過程中產(chǎn)生的大量油泥固體廢棄物，其是以油泥泥漿為主的混合物，含有許多的有害化學(xué)物質(zhì)。將含油污泥與調(diào)剖相結(jié)合是廢物的再創(chuàng)造過程，其具有的優(yōu)勢(shì)是:（1）耐溫抗鹽耐剪切，本身來源于地層，不傷害儲(chǔ)層；（2）節(jié)省處理費(fèi)用，保護(hù)環(huán)境，響應(yīng)國(guó)家要求。含油污泥調(diào)剖體系是使用各種添加劑在地面上先配制乳化懸浮液，隨后將懸浮液注入目標(biāo)地層，在地層的剪切作用下乳化體系逐漸不穩(wěn)定，釋放出的油泥經(jīng)相互吸附后聚結(jié)成團(tuán)而對(duì)孔道造成封堵。該體系的抗溫抗鹽抗剪切能力良好且費(fèi)用低，對(duì)于注水井的啟動(dòng)壓力要求不高［45］。從2015 年至今，該技術(shù)在遼河、青海、玉門油田的油藏現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)96 井次，累計(jì)利用油泥25.25×104t，階段增油24479 t，節(jié)約油泥處理費(fèi)用1.5×108元，取得了較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，且其配套施工工藝也在逐漸地完善，今后還需大力發(fā)展。

1.6.2 廢舊鉆井液調(diào)剖體系

廢舊鉆井液含有大量的油類、黏土、化學(xué)試劑和重金屬類有毒有害物質(zhì)，若將其物質(zhì)直接排放，對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)會(huì)造成巨大的傷害。因此，國(guó)內(nèi)各大油田從自身需求出發(fā)，以降低調(diào)剖成本和減少環(huán)境污染為目的，開發(fā)出廢舊鉆井液調(diào)剖體系。廢舊鉆井液調(diào)剖體系是通過在廢棄泥漿中加入添加劑，使顆粒均勻分散。廢舊鉆井液調(diào)剖體系注入地層后先與巖石發(fā)生吸附作用，而后在添加劑的作用下形成固化聚集體，聚集體沉降于大孔道中對(duì)其進(jìn)行封堵，以此來提高后續(xù)注入水的波及體積［46］。2009年，曹亞明等［47］對(duì)冀東油田高淺北的2 口注水井進(jìn)行了廢棄鉆井液調(diào)剖體系的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，其中4 口對(duì)應(yīng)油井明顯見效，共增油362 t。卓龍成等［48］于2016數(shù)2017年，在蘇北盆地ZC油田采用廢棄鉆井液調(diào)剖體系對(duì)4口井進(jìn)行了試驗(yàn)，累計(jì)注入液達(dá)10487 m3，共增產(chǎn)原油358.23 t，節(jié)約處理費(fèi)419萬，效益顯著。

1.6.3 植物油脂/油腳調(diào)剖體系

油腳是指油脂精煉過程中水化脫膠的副產(chǎn)品，主要包括脂肪酸以及脂肪酸甘油酯等天然化合物，天然油脂及其副產(chǎn)物具有生物可降解、污染小、可再生和來源廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，在油田調(diào)剖堵水中使用可避免對(duì)儲(chǔ)層造成永久性的傷害，為油田調(diào)剖堵水劑的研究提供了新的想法。植物油腳調(diào)剖體系的調(diào)堵方法［49］為:（1）利用油腳與酸混合制備油腳交內(nèi)酯化聚合物，以稠化的聚交內(nèi)酯對(duì)地層孔隙進(jìn)行封堵，該體系因使用強(qiáng)酸，只適合在低溫下使用；（2）利用油腳中脂肪酸的羧基與高濃度高價(jià)Ca2+、Mg2+金屬離子配位絡(luò)合聚集析出或絮凝，以析出或絮凝的顆粒來封堵地層，該體系適合于溫度低于150℃的油藏環(huán)境；（3）利用油腳與硫磺在地上或者地下反應(yīng)制得硫磺交聯(lián)的油腳橡膠對(duì)地層大孔道進(jìn)行封堵，該體系適合在高溫油藏環(huán)境使用。對(duì)于植物油腳磺化橡膠體系，目前還處于室內(nèi)模擬試驗(yàn)階段，缺乏現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，但提出的低成本物質(zhì)再利用思路具有繼續(xù)研究的價(jià)值。

2 深部調(diào)剖配套工藝技術(shù)

目前，通過對(duì)國(guó)內(nèi)各大油田油藏特點(diǎn)的研究，總結(jié)出以下深部調(diào)剖配套工藝技術(shù)［50］:（1）高含水油藏地震描述技術(shù)，是通過對(duì)密集井網(wǎng)間地震資料的分析與研究推斷出井間儲(chǔ)集層的具體分布；（2）油田調(diào)堵劑封堵大孔道數(shù)值模擬技術(shù)，是利用多學(xué)科交叉協(xié)作如測(cè)井參數(shù)法、井口壓降曲線檢測(cè)技術(shù)、井間示蹤技術(shù)和模糊綜合評(píng)判法等開展大孔道識(shí)別研究；（3）示蹤數(shù)值模擬解釋技術(shù)，是通過示蹤劑的跟蹤判斷注入流體情況，解釋儲(chǔ)層參數(shù)；（4）施工工藝設(shè)計(jì)技術(shù)，是通過對(duì)深部調(diào)剖劑注入方案的優(yōu)選達(dá)到預(yù)期的施工目的；（5）油井、注水井施工工藝配套技術(shù)，如今一般是通過控制地面智能泵注系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其自動(dòng)化程度高，全天候連續(xù)注入，可實(shí)現(xiàn)大劑量深部調(diào)剖需求，有效降低施工成本。

3 深部調(diào)剖技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

近幾十年來油田的不斷開發(fā)，導(dǎo)致現(xiàn)有油藏特征發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變，隨著邊、底水的侵?jǐn)_，油藏高含水的問題逐漸加劇，深部調(diào)剖技術(shù)吸引了越來越多研究人員的目光。今后的發(fā)展趨勢(shì)包括:

（1）低成本、多功能與長(zhǎng)效油田用劑的研發(fā)。油田化學(xué)的宗旨在于立足于現(xiàn)場(chǎng)，服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)，成本、作用效果和適應(yīng)的油藏環(huán)境都是油田現(xiàn)場(chǎng)用劑的直接要求；因此材料科學(xué)的發(fā)展，勢(shì)必也會(huì)帶動(dòng)油田化學(xué)的發(fā)展。

（2）相關(guān)配套技術(shù)及數(shù)值模擬優(yōu)化軟件的研發(fā)。目前應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)油藏特征，有目的性地研究相關(guān)技術(shù)及其配套工藝；同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)對(duì)應(yīng)模擬軟件，以達(dá)到對(duì)油藏儲(chǔ)層更為深刻的認(rèn)識(shí)，使深部調(diào)剖技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用達(dá)到最佳效果。

（3）基于現(xiàn)有技術(shù)的精細(xì)化與協(xié)同化運(yùn)用。油藏環(huán)境復(fù)雜，針對(duì)不同地質(zhì)條件的油藏不能一概而論，應(yīng)著手于不同儲(chǔ)集層的特點(diǎn)“對(duì)癥下藥”，有效解決油藏深層問題，達(dá)到化學(xué)調(diào)剖的精準(zhǔn)應(yīng)用；單一類型技術(shù)的作用效果受多重因素的影響，無法同時(shí)解決儲(chǔ)層橫、縱向的問題，而復(fù)合深部調(diào)剖技術(shù)則從現(xiàn)有技術(shù)特點(diǎn)、施工工藝和配套設(shè)施出發(fā)，經(jīng)過多角度考慮、多方面思考的協(xié)同化運(yùn)作，最終達(dá)到“注得進(jìn)，堵得住，堵得準(zhǔn)”的效果。

4 結(jié)語

目前我國(guó)油藏的實(shí)際情況趨于復(fù)雜化，儲(chǔ)集層的變化加大了施工的難度，也提高了對(duì)油田化學(xué)劑的要求。從東部主力油田到西部油田，從高溫高礦化度到低滲透、深井等特殊油藏，地層深部的非均質(zhì)矛盾逐漸加劇，給現(xiàn)場(chǎng)水驅(qū)開發(fā)的效果帶來了巨大的挑戰(zhàn)，深部調(diào)剖勢(shì)在必行。對(duì)于深部調(diào)剖技術(shù)的總結(jié)與討論則是為我國(guó)油田后期開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。