熊春明劉玉章黃偉魏發(fā)林唐孝芬楊海恩白英睿

1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司油氣工藝研究院

深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)現(xiàn)狀與對(duì)策

熊春明1劉玉章1黃偉2魏發(fā)林1唐孝芬1楊海恩2白英睿1

1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司油氣工藝研究院

引用格式：熊春明，劉玉章，黃偉，魏發(fā)林，唐孝芬，楊海恩，白英睿.深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)現(xiàn)狀與對(duì)策［J］.石油鉆采工藝，2016，38（4）：504-509.

目前水驅(qū)仍是高含水、高采出程度即“雙高”油田的主要開(kāi)采方式。分析了近年來(lái)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)的技術(shù)進(jìn)展及存在的問(wèn)題，認(rèn)為有必要強(qiáng)化針對(duì)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)的油藏基礎(chǔ)理論研究，攻關(guān)水流優(yōu)勢(shì)通道分布定量描述技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高含水后期存在水流優(yōu)勢(shì)通道油藏滲流規(guī)律的合理描述。另一方面，從工藝、材料等諸方面著力解決堵劑的“有效深部放置”問(wèn)題。此外，加快試驗(yàn)應(yīng)用在線注入設(shè)備，滿足深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)規(guī)模化、同步化的需要。

高含水油田；深部調(diào)驅(qū)；液流轉(zhuǎn)向；水驅(qū)；水流優(yōu)勢(shì)通道；深部放置

國(guó)內(nèi)油田儲(chǔ)層原始非均質(zhì)性較為嚴(yán)重，加之長(zhǎng)期水驅(qū)的開(kāi)發(fā)特性，以及后期某些作業(yè)、生產(chǎn)措施失誤等原因，水流優(yōu)勢(shì)通道、高滲透條帶明顯發(fā)育，眾多的室內(nèi)及礦場(chǎng)動(dòng)靜態(tài)研究成果對(duì)此予以了充分證實(shí)。日益加劇的層內(nèi)、平面矛盾導(dǎo)致注水低效無(wú)效循環(huán)嚴(yán)重，如中國(guó)石油1999—2004年注水量年均增幅0.09億m3，2005—2008年均增幅達(dá)0.39億m3［1］。10年間，年注水量增加近2億m3，產(chǎn)油量基本未變，水驅(qū)采收率大幅降低。目前，中國(guó)石油油田標(biāo)定水驅(qū)采收率為33.6 %，平均驅(qū)油效率為56%，平均波及系數(shù)為60%［2］。國(guó)外部分油田水驅(qū)采收率可達(dá)60%甚至以上，大幅度提高水驅(qū)采收率仍有較大空間，也成為現(xiàn)階段老油田二次開(kāi)發(fā)調(diào)整的核心方向［3］。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)陸上老油田在實(shí)施 “三重”技術(shù)路線（重構(gòu)地下認(rèn)識(shí)體系、重建井網(wǎng)結(jié)構(gòu)、重組地面工藝流程）的基礎(chǔ)上，將深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)工作作為一種可真正深部干預(yù)地層、有效擴(kuò)大水驅(qū)波及系數(shù)、提高水驅(qū)效率的技術(shù)手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)“雙高”油田的低成本、高效開(kāi)發(fā)。目前，中國(guó)石油接近80%的原油產(chǎn)量是由“雙高”油田生產(chǎn)的［4］。長(zhǎng)期水驅(qū)造成了儲(chǔ)層物性、油水流動(dòng)狀態(tài)及規(guī)律發(fā)生了巨大變化，水驅(qū)問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜，許多相關(guān)基礎(chǔ)理論與技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題需要進(jìn)一步予以認(rèn)識(shí)和思考，從而在不斷認(rèn)識(shí)油藏非均質(zhì)性的基礎(chǔ)上，調(diào)整儲(chǔ)層非均質(zhì)性，持續(xù)改善高含水油田的水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。

1　技術(shù)現(xiàn)狀與問(wèn)題Technical status and problems

深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)是深部液流轉(zhuǎn)向技術(shù)和深部調(diào)驅(qū)技術(shù)的理念結(jié)合。深部液流轉(zhuǎn)向技術(shù)的核心在于改變儲(chǔ)層深部的水流驅(qū)動(dòng)方向，擴(kuò)大水驅(qū)波及體積，它與深部調(diào)驅(qū)技術(shù)中“調(diào)”的理念相近，是深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)的基礎(chǔ)。而深部調(diào)驅(qū)技術(shù)是“調(diào)”與“驅(qū)”的綜合，“調(diào)”即調(diào)整水流驅(qū)動(dòng)方向，擴(kuò)大注入水波及體積；“驅(qū)”即在“調(diào)”的基礎(chǔ)上的有效驅(qū)替，驅(qū)出分散于中低滲透部位的剩余油。因而，二者相輔相成，并逐漸被統(tǒng)一為深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)［5］。

1.1技術(shù)現(xiàn)狀

Status

20世紀(jì)80年代以來(lái)，深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)不斷發(fā)展，在油田不同開(kāi)發(fā)階段發(fā)揮著重要作用，一直是油田改善注水開(kāi)發(fā)效果，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)的有效技術(shù)手段，其綜合技術(shù)水平處于國(guó)際領(lǐng)先地位［6］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅中國(guó)石油所屬油田近年堵水調(diào)剖作業(yè)就近3000井次/年，增產(chǎn)原油超過(guò)50×104t/年［7］。其研究與應(yīng)用方面的進(jìn)展體現(xiàn)在技術(shù)理念及手段等多個(gè)方面。

1.1.1技術(shù)理念的變化 20世紀(jì)80年代、90年代初期，工作方向以單井調(diào)堵為主，強(qiáng)調(diào)單井增油降水及吸水剖面的調(diào)整改善。該階段初期以近井地帶處理為主，90年代中期側(cè)重單井的深部調(diào)堵；90年代中后期，區(qū)塊綜合治理開(kāi)始成為研究與應(yīng)用的方向。區(qū)塊綜合治理主張以井組、區(qū)塊為調(diào)整對(duì)象，以區(qū)塊的增油降水/穩(wěn)油控水、水驅(qū)指標(biāo)改善、產(chǎn)能遞減速度的控制等為指標(biāo)，緊密結(jié)合油藏地質(zhì)工程，統(tǒng)籌考慮油水井，全面地對(duì)油藏實(shí)施干預(yù)，但該階段研究者還未系統(tǒng)地抽象“定勢(shì)水流場(chǎng)”的問(wèn)題［8］。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著區(qū)塊綜合治理的不斷深入，以及精細(xì)地質(zhì)建模技術(shù)的迅速發(fā)展，長(zhǎng)期水驅(qū)油藏內(nèi)部的“定勢(shì)水流場(chǎng)”開(kāi)始受到關(guān)注，以區(qū)塊為對(duì)象，以油藏工程認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)“定勢(shì)水流場(chǎng)”的深部轉(zhuǎn)向，建立有利于增大水驅(qū)波及體積的流線場(chǎng)，提高未波及區(qū)驅(qū)動(dòng)壓差的理念開(kāi)始被接受與應(yīng)用［9］。

1.1.2研發(fā)應(yīng)用多種化學(xué)體系 在不斷提升的技術(shù)理念指導(dǎo)下，多種新型化學(xué)體系不斷得以應(yīng)用。從時(shí)間上看，其發(fā)展大體經(jīng)歷了4個(gè)階段：（1）70年代以前，主要是水泥、樹(shù)脂、水玻璃/氯化鈣等，主要作用機(jī)理為物理堆積堵塞地層；（2）70、80年代，以聚合物強(qiáng)凝膠堵劑為主，作用機(jī)理多為通過(guò)成膠、聚集等堵塞機(jī)制封堵水流通道，進(jìn)而調(diào)整近井地層吸水及產(chǎn)液剖面；（3）90年代，將井組、區(qū)塊作為處理對(duì)象進(jìn)行綜合治理，化學(xué)體系以聚合物弱凝膠體系作為重點(diǎn)；（4）2000年以后，適應(yīng)深部液流轉(zhuǎn)向作業(yè)規(guī)模更大、時(shí)間更長(zhǎng)的需要，體膨顆粒、小粒徑微球等得到發(fā)展［10］；此外還有泡沫、乳化稠油、含油污泥、微生物類等化學(xué)體系。適應(yīng)于不同工藝需要、油藏條件的多種化學(xué)體系的研發(fā)和使用有效促進(jìn)了深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。

1.1.3優(yōu)化決策技術(shù)不斷發(fā)展 在深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)室內(nèi)模擬及機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，相應(yīng)數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，先后開(kāi)發(fā)形成了PI（Pressure Index，壓力指數(shù)）、RE（Reservoir Engineering，油藏工程）、RS（Reservoir Simulation，油藏模擬）以及柵狀流動(dòng)模擬技術(shù)，并在一定范圍內(nèi)得到不同程度的應(yīng)用。PI決策技術(shù)主要使用注水井井口壓降曲線進(jìn)行選井、選層及用量設(shè)計(jì)；RE決策技術(shù)則以黑油模型為基礎(chǔ)，結(jié)合測(cè)試和動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行優(yōu)化；RS決策在其基本原理上與RE決策類似，但其綜合考慮了化學(xué)劑性能；柵狀流動(dòng)模擬技術(shù)以流管模擬為核心，結(jié)合測(cè)試和動(dòng)態(tài)資料，可大致判斷水流優(yōu)勢(shì)通道，并進(jìn)行優(yōu)化決策［11］。柵狀流動(dòng)模擬技術(shù)針對(duì)水驅(qū)老油田油藏描述與數(shù)模歷史擬合難度大、動(dòng)態(tài)資料利用不充分、分層擬合結(jié)果可靠性差的問(wèn)題，側(cè)重于水流優(yōu)勢(shì)場(chǎng)的認(rèn)識(shí)與描述，體現(xiàn)了新的思路［12］。

1.1.4配注工藝有所改進(jìn) 配注工藝的發(fā)展方向是集中化、自動(dòng)化。目前適應(yīng)規(guī)?；┕さ男枰?，配注工藝由初期的水泥車單井注入發(fā)展到集中配制、井口注入，參數(shù)錄取上也部分實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)錄取、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，為深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)的科學(xué)化提供了基礎(chǔ)。

1.1.5體膨顆粒與交聯(lián)聚合物弱凝膠規(guī)模應(yīng)用 在多種深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)中，體膨顆粒與交聯(lián)聚合物弱凝膠是先后得以規(guī)模應(yīng)用的體系。體膨顆粒通過(guò)顆粒吸水體膨、變形運(yùn)移，提高水驅(qū)波及體積，改善水驅(qū)效果［13］。根據(jù)對(duì)大慶、長(zhǎng)慶、新疆和中原等油田的不完全統(tǒng)計(jì)，礦場(chǎng)實(shí)施的569個(gè)井組累計(jì)增油89.97萬(wàn)t，獲經(jīng)濟(jì)效益10.04億元。交聯(lián)聚合物弱凝膠為分子間交聯(lián)為主、以整體形式存在的網(wǎng)狀體系，主要由聚合物和交聯(lián)劑兩部分組成，其強(qiáng)度因聚合物種類、濃度、交聯(lián)劑用量不同而有很大區(qū)別［14］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1996—2008年間交聯(lián)聚合物弱凝膠在大慶油田共應(yīng)用500余井次，綜合含水降低13～48.3個(gè)百分點(diǎn)，提高采收率1%～3%，效果明顯。

1.2存在問(wèn)題

Problems

深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展為老油田實(shí)現(xiàn)油藏穩(wěn)產(chǎn)發(fā)揮了重要作用，但近年來(lái)其技術(shù)效能逐年變差。這有“雙高”階段后措施難度加大的客觀原因，同時(shí)也體現(xiàn)了技術(shù)發(fā)展與油藏現(xiàn)狀的某些不適應(yīng)性。

1.2.1水流優(yōu)勢(shì)通道分布與定量描述技術(shù)缺乏 水流優(yōu)勢(shì)通道的客觀存在已為檢查井巖心分析、注水動(dòng)態(tài)、礦場(chǎng)調(diào)剖注入動(dòng)態(tài)所證實(shí)，對(duì)其分布、 數(shù)量及尺寸的量化認(rèn)識(shí)是決策設(shè)計(jì)科學(xué)化的保證，但目前手段僅能實(shí)現(xiàn)一定程度上的定性描述［15］。如靜態(tài)物性法只能推測(cè)儲(chǔ)層發(fā)育水流優(yōu)勢(shì)通道的可能性及大致方向，測(cè)井法只能推測(cè)儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性及橫向連通情況，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)法只能大致判斷儲(chǔ)層是否存在水流優(yōu)勢(shì)通道及串通情況。

1.2.2深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)手段不具備受制于認(rèn)識(shí)的局限，目前的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件尚不具備對(duì)高含水后期存在水流優(yōu)勢(shì)通道油藏滲流規(guī)律的合理描述，在一定程度上導(dǎo)致優(yōu)化設(shè)計(jì)符合程度無(wú)法滿足實(shí)際需要。如PI決策技術(shù)基于生產(chǎn)測(cè)試，構(gòu)形簡(jiǎn)單，但缺少油藏屬性；RE、RS決策考慮了油藏屬性，但構(gòu)形復(fù)雜，參數(shù)眾多且不易得到，實(shí)用性差；柵狀流動(dòng)模擬技術(shù)構(gòu)形簡(jiǎn)化，但缺少深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)屬性功能。

1.2.3現(xiàn)有技術(shù)不能完全實(shí)現(xiàn)真正的深部放置 油藏定勢(shì)水流場(chǎng)的深部轉(zhuǎn)向是高采出程度油田進(jìn)行深部挖潛的基礎(chǔ)，堵劑的深部放置是深部轉(zhuǎn)向的關(guān)鍵，也成為目前該技術(shù)面臨的瓶頸問(wèn)題。

體膨顆粒與交聯(lián)聚合物弱凝膠曾在一定開(kāi)發(fā)階段規(guī)模化應(yīng)用，并取得過(guò)良好效果。但作為可形變軟顆粒，其吸水速度過(guò)快，注入過(guò)程中凝膠顆粒易被剪切破碎，導(dǎo)致深部地層封堵能力大大降低；交聯(lián)聚合物作為三維本體凝膠，即使在滲透率高達(dá)20 D的多孔介質(zhì)中，其“動(dòng)”也是以“被剪切”為條件的［16］，只有被剪切后才可以流動(dòng)，這導(dǎo)致其在多孔介質(zhì)運(yùn)移過(guò)程中強(qiáng)度損失嚴(yán)重，深部地層封堵轉(zhuǎn)向能力大大降低。因此，對(duì)于凝膠類本體堵劑，對(duì)象上，確認(rèn)有大孔道的油藏可能效果好；方法上，小劑量、高強(qiáng)度、深部放置使用最好，一味追求大劑量深部注入，而注入時(shí)間又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于成膠時(shí)間，這在道理上還是值得再認(rèn)識(shí)。近年來(lái)，聚丙烯酰胺類微球小尺寸微球材料比如膠態(tài)分散凝膠（Colloidal Dispersion Gel，CDG）等就是試圖在不“犧牲”強(qiáng)度的條件下解決“動(dòng)”的問(wèn)題，但能否堵得住又成為新問(wèn)題。因此，探索堵劑真正的深部放置是下一階段深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

1.2.4低成本長(zhǎng)效化學(xué)劑欠缺 “雙高”油田采出程度高，且水流優(yōu)勢(shì)通道發(fā)育，深部液流轉(zhuǎn)向材料用量大。但目前因化學(xué)劑成本偏高，用量偏小，造成有效期較短（6個(gè)月左右）。因此，轉(zhuǎn)向劑材料的廉價(jià)長(zhǎng)效是關(guān)鍵。

1.2.5深部壓力與流動(dòng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)手段缺乏 深部壓力與流動(dòng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)手段是客觀認(rèn)識(shí)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)措施效果的有效手段。目前常用的監(jiān)測(cè)手段有吸水/產(chǎn)液剖面測(cè)試、井口壓降曲線測(cè)試、示蹤劑測(cè)試、大地電位測(cè)試等［17］，但測(cè)試范圍僅限于油水井周圍，缺乏對(duì)油藏深部壓力和流動(dòng)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，影響了對(duì)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)措施效果的評(píng)價(jià)以及相關(guān)機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

此外，管理方面，針對(duì)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)的油藏研究薄弱，油藏與工程結(jié)合不夠，以包代管等現(xiàn)象也不同程度地影響了技術(shù)效用的充分發(fā)揮。

2　對(duì)策與建議Solutions and suggestions

作為唯一可直接作用于油藏內(nèi)部改變高滲層物性的地層干預(yù)手段，今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)將會(huì)作為一種有效的進(jìn)攻性措施，持續(xù)發(fā)揮重要作用。

2.1轉(zhuǎn)變觀念

Conceptual change

（1）客觀認(rèn)識(shí)技術(shù)的作用，有序推動(dòng)礦場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)展。深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)是涉及油藏地質(zhì)、材料、工藝等的系統(tǒng)工程，必須強(qiáng)化技術(shù)的油藏適應(yīng)性研究，建立油藏潛力及措施效果評(píng)價(jià)體系，確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)界限，從而使礦場(chǎng)應(yīng)用建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。

（2）轉(zhuǎn)變觀念，實(shí)現(xiàn)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)由單井措施向水驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)調(diào)整的轉(zhuǎn)變，由增油措施向提高采收率方法的轉(zhuǎn)變；注重油藏研究與工程技術(shù)的緊密結(jié)合、深部液流轉(zhuǎn)向與深部調(diào)驅(qū)的結(jié)合、深部調(diào)驅(qū)與油井深部堵水的結(jié)合。

（3）高度重視深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)的油藏工程研究。運(yùn)用新理論、新方法去充分認(rèn)識(shí)干預(yù)對(duì)象的狀態(tài)，把握“認(rèn)識(shí)非均質(zhì)性并解決非均質(zhì)性”這一油田開(kāi)發(fā)調(diào)整的核心，開(kāi)展科技攻關(guān)。一方面要強(qiáng)化針對(duì)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)的油藏精細(xì)描述，另一方必須加強(qiáng)水流優(yōu)勢(shì)通道分布與定量描述技術(shù)研究，從而進(jìn)一步提高優(yōu)化決策的針對(duì)性、科學(xué)性。

（4）實(shí)現(xiàn)深部放置需要?jiǎng)?chuàng)新思路，多管齊下。深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)通過(guò)充分發(fā)揮水的作用，影響層內(nèi)“相對(duì)”低滲的部位，借助宏觀與微觀手段提高水驅(qū)采收率。它以深部轉(zhuǎn)向?yàn)榛A(chǔ)，以驅(qū)動(dòng)壓差的建立為核心。對(duì)于“雙高”油田提高采收率，實(shí)施深部轉(zhuǎn)向是共識(shí)，近年攻關(guān)一直未能有突破性進(jìn)展，這一方面需要借助新型化學(xué)體系或采取多劑、多段塞、多輪次的組合，另一方面需要?jiǎng)?chuàng)新思路，借助工藝手段實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

2.2技術(shù)創(chuàng)新

Technical innovation

2.2.1可真正實(shí)現(xiàn)深部放置的化學(xué)體系 研制體系必須滿足“進(jìn)得去、走得遠(yuǎn)、堵得住”的要求。顆粒類材料是一個(gè)方向，但都存在需要改進(jìn)的地方。體膨顆粒存在吸水速度過(guò)快、力學(xué)性能不足（易剪切破碎）的問(wèn)題；柔性轉(zhuǎn)向劑顆粒具有良好的力學(xué)性能（彈性好、強(qiáng)度高），但吸水性弱；以丙烯酰胺（Acrylamide，AM）為基礎(chǔ)材料制備的微粒徑（微米甚至亞微米級(jí)）顆粒材料的開(kāi)發(fā)著眼于解決“走得遠(yuǎn)”的問(wèn)題，但由于其物理尺寸特性又帶來(lái)能否堵得住以及油藏適應(yīng)性的問(wèn)題。交聯(lián)聚合物弱凝膠的緩交聯(lián)是另一個(gè)方向，但距離規(guī)模應(yīng)用還存在距離。

基于體膨顆粒的緩吸水材料的研究有望為這一問(wèn)題的解決提供方向。這類材料一方面吸水速率要低（受溫度、礦化度、pH值等影響），以保證其長(zhǎng)距離運(yùn)移以及在油藏深部的有效封堵［18］；另一方面在吸水前須具有良好的可形變通過(guò)能力（非剛性），從而有效降低多孔介質(zhì)的過(guò)濾作用。

2.2.2多劑、多段塞、多輪次組合應(yīng)用 高含水后期，油藏內(nèi)部矛盾進(jìn)一步復(fù)雜化，多劑、多段塞、多輪次的組合可以綜合多種液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)體系的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，以提高應(yīng)用效果。該方法的關(guān)鍵在于組合方式、段塞設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

2.2.3水平井置膠成壩深部液流轉(zhuǎn)向技術(shù) 水平井置膠成壩是基于現(xiàn)代曲流河沉積特點(diǎn)，以水平井為通道，利用水平井自身特點(diǎn)，向目標(biāo)區(qū)域直接輸送轉(zhuǎn)向材料，實(shí)現(xiàn)化學(xué)體系的深部放置，有效擴(kuò)大水驅(qū)波及體積的一項(xiàng)創(chuàng)新思路（圖1），擺脫了單純依賴注入量的傳統(tǒng)思路，突破了基于轉(zhuǎn)向材料全程填充及全程建立壓力梯度的模式［19］。對(duì)于厚油層，可向強(qiáng)水洗的油層部位打水平井（側(cè)鉆井），或者利用已有水平井注膠形成膠壩；對(duì)于高含水老油田，則可用水平井膠壩實(shí)施縱橫分割，充分干預(yù)內(nèi)部水流場(chǎng)。

圖1　水平井置膠成壩提高水驅(qū)波及體積示意圖Fig.1 Sketch of water flooding swept volume increased by gel dam placed with horizontal well

物理模擬結(jié)果顯示，與無(wú)膠壩（擋水壩，圖2a）時(shí)相比，在水驅(qū)主流線上建立膠壩后，相同體積后續(xù)水驅(qū)時(shí)采收率提高幅度在20%左右。數(shù)值模擬顯示，若無(wú)建立膠壩，水驅(qū)至95%時(shí)剩余油大量聚集在儲(chǔ)層中上部（圖3中紅色線條區(qū)域）；若當(dāng)水驅(qū)至90%時(shí)在水驅(qū)主流線上建立3個(gè)膠壩，然后水驅(qū)至95%時(shí)原油采收率會(huì)大幅提升（紅色范圍大幅減少）［20］。因而，物模及數(shù)模研究結(jié)果證實(shí)水平井置膠成壩可有效實(shí)現(xiàn)深部液流轉(zhuǎn)向作用。

圖2　水平井置膠成壩物理模擬結(jié)果Fig.2 Physical simulation results of gel dam placed with horizontal well

圖3　水平井置膠成壩數(shù)值模擬結(jié)果Fig.3 Numerical simulation results of gel dam placed with horizontal well

2.2.4針對(duì)不同類型油藏和開(kāi)發(fā)階段，加快低成本長(zhǎng)效化學(xué)劑研究 不同類型的油藏如高溫高鹽油藏、低滲超低滲油藏、裂縫及縫洞型油藏、聚驅(qū)后油藏、海上油藏等，每類油藏的不同開(kāi)發(fā)階段，都需要研制相適應(yīng)的化學(xué)劑。在性能基礎(chǔ)上，化學(xué)劑的低成本長(zhǎng)效是重點(diǎn)，低成本長(zhǎng)效化學(xué)劑開(kāi)發(fā)的核心和關(guān)鍵在于相關(guān)基礎(chǔ)研究工作的深入。此外，物理模擬和數(shù)值模擬是預(yù)測(cè)化學(xué)劑在油藏中應(yīng)用效果的重要手段，因此，要根據(jù)應(yīng)用油藏的實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程和儲(chǔ)層條件建立相適應(yīng)的物理及數(shù)值模型，研究油藏條件下化學(xué)劑與儲(chǔ)層的匹配關(guān)系、運(yùn)移特征、作用機(jī)理等，從而為適應(yīng)不同油藏條件的新型化學(xué)劑材料的研發(fā)、改進(jìn)及應(yīng)用提供指導(dǎo)［7，21］。

2.2.5研制應(yīng)用撬裝在線注入設(shè)備，滿足規(guī)模調(diào)驅(qū)需要 深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)在于規(guī)模化、同步化、常態(tài)化，目前的注入工藝距離該方向尚有差距，有必要應(yīng)用、試驗(yàn)在線注入設(shè)備，一方面適應(yīng)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)發(fā)展的需要，另一方面降低操作成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。

3　結(jié)論Conclusions

在重構(gòu)地下認(rèn)識(shí)體系、重建井網(wǎng)結(jié)構(gòu)和重組地面工藝流程的基礎(chǔ)上，作為可直接作用于油藏內(nèi)部改變儲(chǔ)層非均質(zhì)的干預(yù)手段，深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)將會(huì)持續(xù)發(fā)揮重要作用。針對(duì)“雙高”油田長(zhǎng)期水驅(qū)的特點(diǎn)，要強(qiáng)化針對(duì)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)的油藏工程基礎(chǔ)理論研究，攻關(guān)水流優(yōu)勢(shì)通道分布與定量描述技術(shù)，合理描述高含水后期存在水流優(yōu)勢(shì)通道油藏的滲流規(guī)律，提高優(yōu)化決策的針對(duì)性與科學(xué)性；針對(duì)堵劑深部放置這一制約深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，要?jiǎng)?chuàng)新思路，多管齊下，著力解決；針對(duì)不同類型的油藏和油藏的不同開(kāi)發(fā)階段，要基于客觀的油藏物理模型的建立，深化相應(yīng)堵劑作用機(jī)理研究，加快低成本長(zhǎng)效化學(xué)劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用；此外，針對(duì)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)規(guī)?；⑼交俺B(tài)化的需求，要加快試驗(yàn)應(yīng)用在線注入設(shè)備。通過(guò)科學(xué)創(chuàng)新系統(tǒng)攻關(guān)，持續(xù)推動(dòng)深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)技術(shù)進(jìn)步，為“雙高”油田水驅(qū)挖潛，挑戰(zhàn)開(kāi)采極限提供更為有效的技術(shù)保障。

［1］ 張銳. 油田注水開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)方法［M］. 北京：石油工業(yè)出版社，2010. ZHANG Rui. Evaluating method for waterflood in oilfields［M］. Beijing: Petroleum Industry Press， 2010.

［2］ 胡文瑞. 論老油田實(shí)施二次開(kāi)發(fā)工程的必要性與可行性［J］. 石油勘探與開(kāi)發(fā)，2008，35（1）：1-4. HU Wenrui. Necessity and feasibility of PetroChina mature field redevelopment［J］. Petroleum Exploration and Development， 2008， 35（1）: 1-4.

［3］ 梁春秀，劉子良，馬立文. 裂縫性砂巖油藏周期注水實(shí)踐［J］. 大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2000，19（2）：24-26，39. LIANG Chunxiu， LIU Ziwen， MA Liwen. Application of cyclic water flooding in fractured sandstone reservoirs［J］. Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing，2000， 19（2）: 24-26， 39.

［4］ 胡文瑞. 中國(guó)石油二次開(kāi)發(fā)技術(shù)綜述［J］. 特種油氣藏，2007，14（6）：1-4，16. HU Wenrui. Overview of oilfield secondary development in China［J］. Special Oil and Gas Reservoirs， 2007， 14（6）: 1-4， 16.

［5］ WU Xingcai， XIONG Chunming， HAN Dakuang， LIU He，GAO Shuling， XU Hanbing， DONG Fan， REN Fangxiang. A new ior method for mature waterflooding reservoirs: “sweep control technology”［R］. SPE 171485， 2014.

［6］ 馬紅衛(wèi)，劉玉章，李宜坤，唐孝芬，覃和，熊春明. 柔性轉(zhuǎn)向劑在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移規(guī)律研究［J］. 石油鉆采工藝，2007，29（4）：80-82，99. MA Hongwei， LIU Yuzhang， LI Yikun， TANG Xiaofen，QIN He， XIONG Chunming. Research on flexible particle migration in porous media［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2007， 29（4）: 80-82， 99.

［7］ 賈虎，蒲萬(wàn)芬. 有機(jī)凝膠控水及堵水技術(shù)研究［J］. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，35（6）：141-150. JIA Hu， PU Wanfen. Research on water control and water shutoff technologies of organic-gel［J］. Journal of Southwest Petroleum University: Science & TechnologyEdition， 2013， 35（6）: 141-150.

［8］ 熊春明，唐孝芬. 國(guó)內(nèi)外堵水調(diào)剖技術(shù)最新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)［J］. 石油勘探與開(kāi)發(fā)，2007，34（3）：15-18. XIONG Chunming， TANG Xiaofen. Technologies of water shut-off and profile control: An overview［J］. Petroleum Exploration and Development， 2007， 34（3）: 15-18.

［9］ 吳柏志，張寧，蘇偉明，呂秀芹，李宜強(qiáng). 油水井雙向堵調(diào)控水挖潛技術(shù)室內(nèi)研究［J］. 石油鉆采工藝，2012，34（3）： 101-103. WU Baizhi， ZHANG Ning， SU Weiming， LYU Xiuqin，LI Yiqiang. Experimental study on potential tapping treatments with bidirectional profile control and water shutoff in oil and water wells［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2012， 34（3）: 101-103.

［10］ 王秀英. 低產(chǎn)油井微線團(tuán)堵水方法研究［D］. 青島：中國(guó)石油大學(xué)（華東），2010. WANG Xiuying. Studies on a blocking agent called micro-coil for oil well of low production［D］. Qingdao: China University of Petroleum （East China），2010.

［11］ 趙福麟. 壓力指數(shù)決策技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展［J］. 中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，35（1）：82-88. ZHAO Fulin. Pressure index decision-making technique and its application progresses［J］. Journal of China University of Petroleum， 2011， 35（1）: 82-88.

［12］ 李曉燕. 柵狀流動(dòng)模擬技術(shù)在埕島油田的應(yīng)用研究［J］. 石油天然氣學(xué)報(bào)，2014，36（12）：162-164. LI Xiaoyan. Application of palisade flow simulation technology in Chengdao Oilfield［J］. Journal of Oil and Gas Technology， 2014， 36（12）: 162-164.

［13］ 李宇鄉(xiāng)，劉玉章 ，白寶君，劉戈輝. 體膨型顆粒類堵水調(diào)剖技術(shù)的研究［J］. 石油鉆采工藝，1999，21（3）：65-68. LI Yuxiang， LIU Yuzhang， BAI Baojun， LIU Gehui. Research of expansion grain chemical for water shutoff and profile control［J］. Oil Drilling & Production Technology， 1999， 21（3）: 65-68.

［14］ 吳剛，田利民，王克濤，朱國(guó)良，李勝華，陳善峰. 調(diào)剖用凝膠的吸水溶脹特性評(píng)價(jià)及改進(jìn)［J］. 石油鉆采工藝，2014，36（4）：109-111，125. WU Gang， TIAN Limin， WANG Ketao， ZHU Guoliang，LI Shenghua， CHEN Shanfeng. Evaluation and improvement of swelling characteristics of gel used for profile control［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2014， 36（4）: 109-111， 125.

［15］ 鄧曉娟，張曉磊，朱靜，安永明. 儲(chǔ)層水流優(yōu)勢(shì)通道模式及識(shí)別分析［J］. 石油鉆采工藝，2014，36（5）：69-74. DENG Xiaojuan， ZHANG Xiaolei， ZHU Jing， AN Yongming. Pattern of preferential reservoir water flow passage and discriminator analysis［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2014， 36（5）: 69-74.

［16］ ZHAO Guang， DAI Caili， ZHAO Mingwei， YOU Qing，CHEN Ang. Investigation of preparation and mechanisms of a dispersed particle gel formed from a polymer gel at room temperature［J］. Plos One， 2013， 8（12）: 82651.

［17］ 李曉南，程詩(shī)勝，王康月，李娟，黃菊，劉愛(ài)武. CH2斷塊E1f1油藏優(yōu)勢(shì)通道識(shí)別技術(shù)研究［J］. 石油地質(zhì)與工程，2014，28（5）：146-149. LI Xiaonan， CHENG Shisheng， WANG Kangyue， LI Juan， HUANG Ju， LIU Aiwu. Predominant channel recognition technology of E1f1reservoir in CH2 block［J］. Petroleum Geology and Gngineering， 2014， 28（5）: 146-149.

［18］ SHI Juntai， VARAVEI A， HUH C， LI Xiangfang. Transport model implementation and simulation of microgel processes for conformance and mobility control purposes［J］. Energy & Fuels， 2011， 25（11）: 5063-5075.

［19］ 劉玉章，呂靜，王家祿，高建，李宜坤. 水平井置膠成壩深部液流轉(zhuǎn)向物理模擬［J］. 石油勘探與開(kāi)發(fā)，2011，38（3）： 332-335. LIU Yuzhang， LYU Jing， WANG Jialu， GAO Jian， LI Yikun. Physical modeling of in-depth fluid diversion by “gel dam” placed with horizontal well［J］. Petroleum Exploration and Development， 2011， 38（3）: 332-335.

［20］ 呂靜，劉玉章，王家祿，王強(qiáng)，李宜坤. 水平井置膠成壩深部液流轉(zhuǎn)向數(shù)值模擬［J］. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，33（4）：116-120. LV Jing， LIU Yuzhang， WANG Jialu， WANG Qiang， LI Yikun. Numerical simulation of “gel dam” in-depth fluid diversion technique in horizontal well［J］. Journal of Southwest Petroleum University: Science & Technology Edition， 2011， 33（4）: 116-120.

［21］ 趙福麟，戴彩麗，王業(yè)飛，馮德成，陳凱. 油井堵水概念的內(nèi)涵及其技術(shù)關(guān)鍵［J］. 石油學(xué)報(bào)，2006，27（5）：71-74，78. ZHAO Fulin， DAI Caili， WANG Yefei， FENG Decheng，CHEN Kai. Comprehension of water shutoff in oil wells and its technical keys［J］. Acta Petrolei Sinica， 2006，27（5）: 71-74， 78.

（修改稿收到日期 2016-05-25）

〔編輯 付麗霞〕

Status and solutions of deep fluid diversion and profile control technique

XIONG Chunming1， LIU Yuzhang1， HUANG Wei2， WEI Falin1， TANG Xiaofen1， YANG Haien2， BAI Yingrui1
1. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development， Beijing 100086， China；2. Oil and Gas Technology Institute， PetroChina Changqing Oilfield Company， Xi’an， Shaanxi 710021， China

Water flooding remains a main production mode in ‘double-high’ （high water cut and high percentage of reserve recovery） oilfields. After the recent progress and problems of deep fluid diversion and profile control technique were analyzed， some suggestions were proposed. Firstly， it is necessary to further study the basic oil reservoir theories in relation to deep fluid diversion and profile control and work on the quantitative description technology for dominant water path distribution， so as to characterize the seepage laws of oil reservoir with dominant water paths at the late stage of high water cut development. Secondly， innovative ideas should be held to ensure the “effective deep placement” of plugging agent from the aspects of technique and materials. And lastly， online injection equipment test and application should be accelerate， so as to realize intensive and synchronous development of deep fluid diversion and profile control technique.

high water cut oilfield； deep profile control； fluid diversion； water flooding； dominant water path； deep placement

TE341

A

1000 - 7393（ 2016 ） 04 - 0504- 06

10.13639/j.odpt.2016.04.019

XIONG Chunming， LIU Yuzhang， HUANG Wei， WEI Falin， TANG Xiaofen， YANG Haien， BAI Yingrui. Status and solutions of deep fluid diversion and profile control technique［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2016， 38（4）: 504-509.

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“高效深部液流轉(zhuǎn)向與調(diào)驅(qū)和精細(xì)分層注采技術(shù)”（編號(hào)：2011ZX05010-003）；中石油股份公司科技項(xiàng)目“低滲透油藏壓裂水平井控水技術(shù)攻關(guān)與試驗(yàn)”（編號(hào)：KT2014-17-17）。

熊春明（1964-），中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院博士研究生，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國(guó)石油集團(tuán)公司高級(jí)技術(shù)專家，主要從事油氣田開(kāi)發(fā)與采油工程技術(shù)研究和管理工作。通訊地址：（100086）北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào)石油勘探院采油所405室。電話：010-83598254。E-mail：xiongcm@petrochina.com.cn

白英睿（1989-），2016年畢業(yè)于中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院油氣田開(kāi)發(fā)工程專業(yè)，從事調(diào)剖堵水技術(shù)研究。通訊地址：（100086）北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào)石油勘探院采油所507室。電話：010-83595362。E-mail：smartbyron@163.com