一種可膨脹選擇性長(zhǎng)效堵水劑的性能與應(yīng)用

徐太平，李 栓

（四川捷貝通能源科技有限公司，四川成都 610015）

油井出水是油田開發(fā)中后期遇到的普遍現(xiàn)象，特別是水驅(qū)油田。油井出水不僅會(huì)降低產(chǎn)量、加快設(shè)備腐蝕，還會(huì)導(dǎo)致地層原有結(jié)構(gòu)破壞，加重油井出砂，同時(shí)還會(huì)增加污水處理量，減緩油田開采進(jìn)度等[1]。目前，油田的堵水方法主要是機(jī)械堵水法和化學(xué)堵水法[2，3]。化學(xué)堵水是目前研究最多、最有效的方法。常見有化學(xué)堵劑主要有聚丙烯酰胺類的高分子聚合物凝膠、樹脂類堵水劑、水泥類堵水劑、無機(jī)鹽類堵水劑、泡沫堵水劑等[4-7]。隨著油田開采難度的日益增加，現(xiàn)有的化學(xué)堵水劑存在很多問題及使用局限，非選擇性堵水常常會(huì)造成誤堵，將水和油同時(shí)堵死，沉淀類的堵水劑還會(huì)造成嚴(yán)重儲(chǔ)層傷害，影響產(chǎn)量。另外，堵水劑的耐鹽性差、耐腐蝕性和沖刷性弱等問題，導(dǎo)致堵水劑的有效期短[8，9]。

針對(duì)目前堵水劑存在的問題，本文對(duì)研發(fā)出的一種黏彈性可膨脹長(zhǎng)效堵水劑進(jìn)行了應(yīng)用性能評(píng)價(jià)，該材料具有堵水不堵油、彈性好、黏接力強(qiáng)、封堵強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的堵水效果，且堵水有效期長(zhǎng)，適用于高含水區(qū)塊油水井的堵水作業(yè)。

1 性能評(píng)價(jià)

1.1 注入性能

產(chǎn)品黏度的高低直接影響產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)的泵注，這里考察了該產(chǎn)品在不同溫度下的黏度和固化時(shí)間（見表1）。從表1 可以看出，體系的黏度隨溫度升高而降低，有利于現(xiàn)場(chǎng)泵注；固化時(shí)間隨著溫度升高而縮短，但均在2 h 以上，可以保證現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)液體進(jìn)入待封堵區(qū)才開始固化封堵，不會(huì)出現(xiàn)井筒成膠。

表1 不同溫度下產(chǎn)品黏度及固化時(shí)間

1.2 膨脹性能

產(chǎn)品膨脹倍數(shù)越高越有利于地層對(duì)滲水區(qū)的封堵?？疾炝水a(chǎn)品在不同溫度下的膨脹倍數(shù)。評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)（見表2）表明，固化后產(chǎn)品膨脹明顯，溫度越高產(chǎn)品的膨脹倍數(shù)越大，不同溫度下的最低膨脹倍數(shù)都在5 倍以上，膨脹倍數(shù)大，有利于地層封堵。

1.3 封堵性能

分別測(cè)試了堵水劑對(duì)不同滲透率巖心的封堵效果。測(cè)試結(jié)果（見表3）表明，對(duì)于不同滲透率巖心，堵水劑的封堵率都在98 %以上，可見該堵水劑材料對(duì)于不同滲透率的巖心都具有較好的封堵效果，可用于不同滲透率條件的地層封堵。

表2 產(chǎn)品的膨脹性能

表3 堵水劑對(duì)不同滲透率巖心的封堵效果

1.4 耐溫性能

考慮到地層溫度范圍較大，在這里考察了20 ℃～150 ℃溫度對(duì)堵水劑滲透率的影響。測(cè)試結(jié)果（見表4）表明，隨著溫度的升高，堵水劑的封堵率下降緩慢，150 ℃高溫時(shí)封堵率還保持在95 %以上。可見溫度對(duì)堵水劑的封堵率影響小，封堵效果基本不受溫度影響。

表4 溫度對(duì)堵水劑的封堵率影響

1.5 抗鹽性能

不同區(qū)塊地層水礦化度差異較大，這里測(cè)試90 ℃時(shí)不同礦化度對(duì)堵水劑的封堵率影響。測(cè)試結(jié)果（見表5）表明，該體系在不同礦化度下封堵率隨著礦化度增加變化很小，礦化度為200 000 mg/L 時(shí)，堵水劑的封堵率仍在95 %以上，說明該體系具有較好的抗鹽性能，可適用于不同礦化度地層水的封堵。

1.6 耐酸堿性能

測(cè)試了堵水劑在鹽酸、氫氧化鈉、過硫酸銨水溶液中的溶解情況。測(cè)試結(jié)果（見表6）表明，將堵水劑分別浸泡在不同介質(zhì)中，90 ℃浸泡72 h 堵水劑均不溶解?？梢娫摱滤畡┚哂休^好的耐酸堿性及抗氧化性，可適用于含有各種復(fù)雜流體地層的堵水作業(yè)。

表5 礦化度對(duì)堵水劑的封堵率影響

表6 堵水劑的耐酸堿及抗氧化性能

1.7 油水選擇性

為了防止堵水劑對(duì)油層造成封堵，需要堵水劑必須具有堵水不堵油的特性，即堵水劑只在水中膨脹固化，在油中不發(fā)生膨脹以及固化。測(cè)試結(jié)果（見表7）表明，該體系在清水中能固化膨脹形成彈性體，在煤油中不固化、不膨脹，說明該體系具有堵水不堵油的特性。

表7 堵水劑的油水選擇性

1.8 耐沖刷性能

室內(nèi)測(cè)試了90 ℃下不同滲透率巖心在封堵后多輪次注水后的封堵變化情況。測(cè)試結(jié)果（見表8）表明，該體系在注入不同滲透率的巖心后，封堵效果好，在大量注水后對(duì)滲透率影響較小，說明在現(xiàn)場(chǎng)堵水有效期長(zhǎng)。

表8 堵水劑的耐沖刷性能

2 應(yīng)用效果

T 井為碳酸巖儲(chǔ)層，地層溫度115 ℃；水平段油藏厚度6.2 m，避水高度5 m，水平段生產(chǎn)段長(zhǎng)80 m，軌跡較平緩；水平段滲透率呈三段式組合，兩端相對(duì)高滲。生產(chǎn)段平均滲透率237 mD，分布多條垂直低滲透層；非均質(zhì)性強(qiáng)，高滲段平均滲透率400 mD。該井直導(dǎo)眼測(cè)井解釋為油水同層，水平段后端鉆遇油水同層，水驅(qū)曲線顯示為不穩(wěn)定，水侵強(qiáng)度大；水驅(qū)效率較低為1.52，油水同出。根據(jù)儲(chǔ)層情況，采用堵水劑（堵水劑配方為：8 %堵水劑A+2 %發(fā)泡劑B+90 %水）封堵4 944.5 m～4 960 m 出水段，釋放前端井段生產(chǎn)潛力；針對(duì)T 井跟端高滲出水特征，選用封堵能力強(qiáng)，油水選擇性好的自膨脹選擇性長(zhǎng)效堵水劑對(duì)滲透率較高的跟端進(jìn)行封堵；降低高滲水侵通道的流動(dòng)能力，迫使底水繞行驅(qū)掃未動(dòng)用的井段。封堵后高峰日增油425 %，含水量降低21.2%，有效期300 d，累計(jì)增油2 697 t。堵水效果明顯。

J 井2016 年11 月30 日壓裂投產(chǎn)，日初產(chǎn)油31.45 m3，產(chǎn)液37 m3，2016 年12 月12 日以后達(dá)到45.9 m3，穩(wěn)產(chǎn)后平均日產(chǎn)油36.63 m3左右，含水15.4 %。2017 年11月2 日，日產(chǎn)油1.03 t，產(chǎn)液20.67 t，含水95 %，前二周，平均日產(chǎn)液18.9 t，產(chǎn)油1.4 t，含水92.6 %。累產(chǎn)時(shí)間335.08 d,累計(jì)產(chǎn)油5 291 t，累計(jì)日產(chǎn)油15.7 t，累計(jì)日含水50 %。施工前平均日產(chǎn)油量為0.62 t，平均含水率為92.3%。施工后一個(gè)月平均日產(chǎn)油量為6.57 t，平均含水率為71.20 %，平均日增油量為5.95 t，平均含水率下降21.1 %。施工后六個(gè)月平均日產(chǎn)油量為5.77 t，平均含水率為76.11 %，平均日增油量為5.15 t，平均含水率下降16.19 %，堵水效果明顯。

3 結(jié)論

本文評(píng)價(jià)的堵水劑，具有堵水不堵油的性能，注入性能好、膨脹倍數(shù)高、封堵能力強(qiáng)、耐溫性能好、抗鹽性能好、耐酸堿性及耐沖刷性能好?，F(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)便，針對(duì)高出水儲(chǔ)層成功應(yīng)用，堵水效果顯著，增產(chǎn)明顯，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的長(zhǎng)效堵水材料。