【摘要】CO₂驅(qū)油過程中，氣竄的發(fā)生是影響驅(qū)油效果及降低采收率的最重要因素，但不同類油藏、不同開發(fā)階段發(fā)生氣竄的主要原因各有不同，因此針對氣竄原因及類型選擇合適的封竄技術十分重要。本文在對不同類封竄體系機理及特點分析的基礎上，結合油田樹101區(qū)氣竄井組特點，選擇進行泡沫封堵，并優(yōu)化了調(diào)剖方案，從而取得良好的調(diào)剖效果。

【關鍵詞】CO₂氣竄 水氣交替 凝膠 泡沫

1 前言

CO₂是一種低密度、非粘稠、高流動性的流體，粘度遠遠低于地層水和地層原油，因此在CO₂驅(qū)油過程中，不利的流度比將導致粘性指進，降低波及效率；同時由于地層的非均質(zhì)性、裂縫等的存在，亦會導致氣竄的發(fā)生，從而降低了驅(qū)油效率。樹101實驗區(qū)樹93-碳16、樹96-碳12、樹96-碳16井氣竄后平均單井日產(chǎn)油量由3.9t/d下降到1.6t/d，氣油比平均由22.8 m³/m³上升到145.3 m³/m³，因此CO₂驅(qū)必須抑制氣體的過早突破才能獲得較高的石油采收率。目前CO₂封竄主要從改善CO₂流度或封堵竄層兩方面來開展封堵技術研究，主要有水氣交替、泡沫、凝膠、沉淀等化學封竄方法。

2 四種封竄技術特點評價

2.1 泡沫封堵技術

技術優(yōu)點：一是泡沫體系具有“堵高不堵低”的特性；發(fā)泡劑在地層中具有良好的再次發(fā)泡能力，而且對低滲層位不會造成永久性的污染；二是泡沫劑本身是一種表面活性劑，能較大幅度降低油水界面張力，改善巖石表面潤濕性，使原來呈束縛狀的油通過油水乳化、液膜置換等方式成為可流動的油；三是泡沫流動需要較高的壓力梯度，從而能克服巖石孔隙的毛管作用力，把小孔隙中的油驅(qū)出。

技術缺點：特低滲透油層中應用的泡沫劑要求粘度小，易注入，由此也導致攜藥劑能力弱，易分層。應用泡沫調(diào)剖時需現(xiàn)場配制，現(xiàn)場攪拌。

技術適應性：治理注氣開發(fā)初到中期出現(xiàn)的氣竄問題。

2.2 凝膠封竄技術

根據(jù)樹101實驗區(qū)的油藏特點，通過大量的室內(nèi)實驗，共篩選出了2種凝膠封竄體系——SC-1無機凝膠、SCA復合凝膠，這兩種凝膠體系的主要特點如下：

技術優(yōu)點：在樹101井區(qū)油藏條件下，SC-1、SCA溶液粘度基本與水相同，在特低滲油藏中具有良好的注入性；SC-1、SCA凝膠對竄流通道的封堵效率達90%以上；

技術缺點：凝膠體系會使高滲透層、大孔道完全或部分堵塞，油相滲流阻力增大，對低滲透層造成一定程度的污染。

技術適應性：適宜封堵具有明顯竄流通道的油層，例如高滲透、大孔道地層；也可以調(diào)整人工裂縫縫長，治理裂縫性油層氣竄。

2.3 有機胺鹽封竄技術

胺封竄劑是一種小分子胺類化合物-乙二胺（CH₂NH₂），乙二胺大量揮發(fā)，與CO₂、地層水中的金屬離子接觸并反應，生成大量的氨基甲酸鹽，其不能完全溶解，部分以晶體狀態(tài)滯留在較大的孔道中而產(chǎn)生封堵作用，從而可以抑制二氧化碳的竄流。

技術優(yōu)點：一是乙二胺封堵后有良好的運移、封堵性能，且耐高溫、耐CO₂腐蝕性能強，封堵可以長期有效；二是乙二胺具有良好的選擇性封堵性能，確定合適的注入速度及前置、后置段塞，乙二胺對CO₂驅(qū)未被驅(qū)動的油層不會產(chǎn)生傷害；三是對乙二胺體系進行非均質(zhì)模型驅(qū)油實驗，結果顯示：乙二胺封竄后有良好的擴大波及體積的效果，由于堵后注氣壓力升高，混相程度增加，高滲層中采收率也將大幅度提高。

技術缺點：一是乙二胺本身具有毒性，對健康、環(huán)境等均有危害，且易燃；二是通過對乙二胺潤濕性能試驗結果表明，當含油飽和度較高時，其封堵強度降低。

技術適應性：目前在CO₂驅(qū)油過程中，用乙二胺體系進行封竄還處在室內(nèi)試驗階段，其現(xiàn)場適用性有待進一步研究。

2.4 水氣交替技術

技術優(yōu)點：一是通過改善氣油流度比，擴大氣的波及效率，提高原油采收率；二是現(xiàn)場注入流程簡單，技術含量低，易推廣；

技術缺點：一是水的存在會阻礙CO₂和烴類混相的形成；二是CO₂干氣不存在腐蝕問題，當水存在時，CO₂極具腐蝕性；三在水氣交替實施過程中，易產(chǎn)生凍井問題；

技術適應性：一是水氣交替適用于注氣開發(fā)后期，嚴重氣竄后，采用注水方式提高波及效率。二是水氣交替在特低滲透率砂巖中的適應性有待觀察，因為在這種砂巖中，水的流度很低，變換注入方式有可能會降低注入速度。

3 樹101試驗區(qū)泡沫封堵技術現(xiàn)場試驗

3.1 樹96-碳15井泡沫封堵注入?yún)?shù)

結合油藏條件和各種封竄技術的特點及適應性，2010年9月，對樹96-碳15井開展了泡沫調(diào)剖現(xiàn)場試驗。設計注入方式為：油管正注，90m³發(fā)泡劑SD-4+50t液態(tài)CO₂交替注入，交替25個周期。實際累積注入泡沫劑2300m³，注入CO₂氣體1038.8t。

3.2 樹96-碳15井泡沫封堵效果分析

（1）注入壓力升高，吸氣剖面得到明顯改善。

注氣壓力有所上升，調(diào)剖前注氣壓力19.1M P a，調(diào)剖結束時注氣壓力達到24.1MPa，上升了5MPa。

各層相對吸氣量明顯改變，調(diào)剖前YⅡ41和YⅡ42相對吸氣量分別為30%、70%，YI6不吸氣，調(diào)剖后YI6層相對吸氣量增加為41%。注氣優(yōu)勢方向由NE70.7°變?yōu)镹E60.6°，氣驅(qū)波及面積由7.3×104m²變?yōu)?0.1×104m²。吸氣指數(shù)由40.2t/d.MPa降為9.0t/d.MPa。

3.2.2 目標油井氣油比明顯下降。

樹96-碳15連通油井井組日產(chǎn)油保持穩(wěn)定，樹96-碳16井氣油比明顯下降，氣油比由調(diào)剖前的794m³/t下降至目前的225m³/t。

4 下步建議

綜合考慮泡沫、凝膠、有機胺鹽、水氣交替四種封竄方法的優(yōu)缺點及適應性，鑒于有機胺鹽封竄技術尚需進一步研究，建議對早期氣竄井采用泡沫調(diào)剖的方法，調(diào)整吸氣剖面，而且不會對低滲層造成永久性污染；對于具有大型竄流通道、氣竄較強井，應采用凝膠體系進行深部封竄，封堵強度高，對地層有一定程度的污染；注氣驅(qū)后期，竄流通道無法封堵后，可以嘗試采用水氣交替的生產(chǎn)方式，提高原油最終采收率。

參考文獻

[1] 白金蓮.特低滲透裂縫性油藏深部調(diào)剖技術研究[D].西南石油大學，2009

[2] 段雅杰.適合于杏樹崗油田的調(diào)剖劑的性能研究[D].大慶石油學院，2008

作者簡介

劉慧，女，1986年生，工作于大慶榆樹林油田開發(fā)有限責任公司工程技術研究所，助理工程師，現(xiàn)從事采油工程方案規(guī)劃工作。