一种砂砾岩油藏油井选择性堵水方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种砂砾岩油藏油井选择性堵水方法及应用。该堵水方法为：根据生产需求和砂砾岩油藏油井生产特点选取堵水候选井；制备适合砂砾岩油藏的选择性堵水剂；根据油层孔隙和/或裂缝因素设计数学模型计算堵水剂用量；设计五段式堵水剂段塞；根据地层破裂压力，设计堵水最高注入压力值；根据地层渗透率和注入设备性能，设计堵水剂的注入排量；向候选井中注入堵水剂段塞进行施工堵水。该方法能够实现作业安全、笼统注入、增油降水，为青海昆北油田水平井控水稳油提供了有力的技术支撑，为国内砂砾岩油藏水平井的堵水工艺设计提供了范例。

【技术实现步骤摘要】
一种砂砾岩油藏油井选择性堵水方法及应用
本专利技术属于采油工程
，涉及一种砂砾岩油藏油井选择性堵水方法及应用。
技术介绍
青海昆北砂砾岩油藏为多物源辫状河沉积，平面、层间、层内非均质性强，自然产量低，递减快，出水严重，治水迫切。昆北砂砾岩油藏天然与人工裂缝共存，裂缝既是油流通道，又是水窜通道，要控水又要增油。油井产出剖面测试资料少，出水层位多不清，水平井油水同层、直井油水层间无隔层，分层定向堵水难以实施。主力油层厚度大，射孔段长，堵水剂用量大。主力油区采用叠置水平井开发，上、下对子井水平段间距短，流场互相干扰。直注平采，致使注采关系多样，出水机理复杂。这些油藏及开发特点使昆北砂砾岩油藏堵水设计具有相当难度。国内尚没有能应用于昆北砂砾岩油藏油井选择性堵水的设计方法。基于砂砾岩油藏特点和油井完井、生产、出水机理，需研发砂砾岩油藏油井选择性堵水方法。申请者课题组曾研究过冀东油田水平井堵水技术，并在现场进行试验，但冀东油田是高孔高渗砂岩油藏，青海昆北属于低渗微裂缝砂砾岩油藏，与冀东所试验油藏特性迥异，冀东油田是防砂筛管完井，青海昆北油田是固井射孔完井，两地完井方式不同。因此需要开发适用于砂砾岩油藏的油井选择性堵水方法。
技术实现思路
为了解决砂砾岩油藏油井选择性堵水工艺设计问题，本专利技术的目的在于提供一种砂砾岩油藏油井选择性堵水方法，该方法包括针对砂砾岩油藏油井进行的堵水剂的选择制备、堵水剂用量设计、堵水剂段塞设计、压力排量设计、注入方式设计等于一体的堵水方法，实现作业安全、笼统注入、增油降水的目的，也为砂砾岩类油藏油井堵水提供适用堵水的技术支持；本专利技术的目的还在于提供该堵水方法在砂砾岩油藏油井选择性堵水中的应用。本专利技术的目的通过以下技术方案得以实现：一方面，本专利技术提供一种砂砾岩油藏油井选择性堵水方法，其包括以下步骤：根据生产需求和砂砾岩油藏油井生产特点选取堵水候选井；制备适合砂砾岩油藏的选择性堵水剂；根据油层孔隙和/或裂缝因素设计数学模型计算堵水剂用量；设计五段式堵水剂段塞；根据地层破裂压力，设计堵水最高注入压力值；根据地层渗透率和注入设备性能，设计堵水剂的注入排量；向候选井中注入堵水剂段塞进行施工堵水。上述的方法中，“生产需求”是指油田开采控水增油需求；“砂砾岩油藏油井生产特点”是指砂砾岩油藏油井含水上升快、含水率高的特点；根据实际操作进行选择。针对本专利技术的砂砾岩候选井，考虑制备丙烯酰胺类有机高分子聚合物类选择性堵水剂以适合砂砾岩油藏。“油层孔隙、裂缝因素”主要是指候选井油层孔隙体积和裂缝体积，由于昆北砂砾岩具有微裂缝，因此需要考虑孔隙、裂缝等影响因素。由于砂砾岩地层多孔介质结构的复杂性和多样性，因此需要地层物性、油井产能和堵水剂性能进行堵水剂段塞设计，本专利技术根据实际操作设计为五段式堵水剂段塞。堵水剂最高注入压力值一般小于地层破裂压力，因此，需要根据地层破裂压力的大小来设计堵水最高注入压力值。“注入设备性能”主要是指堵水剂注入设备的额定排量。地层渗透率高，额定排量大，地层渗透率低，额定排量小；堵水剂的注入排量必小于额定排量，但又需在设备正常工作状态下，即不能接近最低值或最高值；根据实际操作进行堵水剂的注入排量的设计。本专利技术的“选择性堵水”是指堵水剂对油水和油水层的选择性，即多堵水少堵油或不堵油。上述的方法，所述堵水剂的制备方法为：步骤一，向反应釜中加入丙烯酸和丙烯酰胺两种单体搅拌混合，接着加入碱液调整溶液pH值至弱碱性，然后再向反应釜中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和二甲基二烯丙基氯化铵两种单体，水浴加热并搅拌混合均匀；步骤二，通入氮气保护，边搅拌边向反应釜中滴加N,N-亚甲基双丙烯酰胺进行交联反应；步骤三，交联反应结束后向反应釜中边搅拌边加入亚硫酸氢钠，然后再加入硫酸铵和/或过硫酸钾，并于水浴中升温进行聚合反应至胶化，得到胶体化微粒，即为该堵水剂。上述的方法中，优选地，所述丙烯酸、所述丙烯酰胺、所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和所述二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比为(0.8-1.2):(0.8-1.2):(0.2-0.3):(0.4-0.6)；进一步优选地，所述丙烯酸、所述丙烯酰胺、所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和所述二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比为1:1:0.26:0.46。所述碱液包括氢氧化钠和/或碳酸钠的溶液；优选地，所述氢氧化钠的浓度为1％。步骤一中，所述碱液用于调节溶液pH值至8；所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.5％。以N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量计，所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量为单体总量的0.1％。所述过硫酸铵的浓度为1％；以所述过硫酸铵的质量计，所述过硫酸铵的用量为单体总量的0.3％。所述亚硫酸氢钠的浓度为0.6％。以所述亚硫酸氢钠的质量计，所述亚硫酸氢钠的用量为单体总量的0.13％。在步骤一中，水浴加热的温度为25-35℃；搅拌时间为20-30min。在步骤三中，水浴升温的温度为45-55℃；反应时间为10-15min。单体总量是指丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和二甲基二烯丙基氯化铵四种单体的总质量。上述的方法中，优选地，根据以下数学模型公式计算获得堵水剂的用量：V2＝2.6LhWfV3＝V1+V2其中，V1为考虑油层孔隙的堵水剂体积，m3；V2为考虑裂缝的堵水剂体积，m3；V3为同时考虑油层孔隙和裂缝的堵水剂体积，m3；a为堵水剂进入的深度，m；b为水平井生产段长度，m；c为油层厚度，m；h为油层微裂缝高度，m；L为微裂缝半长，m；Wf为微裂缝宽度，m；α为产水比面系数，小数；为地层孔隙度，小数。因昆北砂砾岩具有微裂缝，因此，需要建立上述微裂缝变量校正的用量数学模型。上述的方法中，优选地，所述五段式堵水剂段塞依次包括预处理段塞、高分子吸附段塞、低强度段塞、高强度段塞和后处理段塞。这些段塞及其顺序是根据地层物理性质和各段塞的物理化学作用设计的。上述的方法中，优选地，所述预处理段塞选自油田清水、低浓度聚丙烯酰胺溶液或铵盐防膨剂中的任意一种(依据储层物性选择其一)。上述的方法中，优选地，所述低浓度聚丙烯酰胺溶液的浓度低于0.15％。上述的方法中，优选地，所述高分子吸附段塞为季铵盐阳离子型表面活性剂。上述的方法中，优选地，所述低强度段塞和所述高强度段塞为上述制备适合砂砾岩油藏的选择性堵水剂，其中，所述高强度段塞为大颗粒段塞，其粒径大于600μm；所述低强度段塞为小颗粒段塞，其粒径小于等于600μm。上述的方法中，优选地，所述后处理段塞为高浓度聚丙烯酰胺溶液。上述的方法中，优选地，所述高浓度聚丙烯酰胺溶液的浓度大于0.15％。上述的方法中，优选地，所述堵水剂最高注入压力值控制为不超过地层破裂压力的85％。上述的方法中，优选地，所述堵水剂注入排量控制为3-5m3/h。上述的方法中，优选地，注入堵水剂段塞进行施工堵水的具体方法为：按照堵水剂段塞顺序，依次注入预处理段塞，高分子吸附段塞，低强度段塞，高强度段塞和后处理段塞，最后注入顶替液，注入完成后停泵测堵水后压降。上述的方法中，优选地，所述预处理段塞、所述高分子吸附段塞、所述低强度段塞和所述高强度段塞的用量比为(8-10):(30-40):(40-50):(30-40):(8-10)。上述的方法中，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砂砾岩油藏油井选择性堵水方法，其包括以下步骤：根据生产需求和砂砾岩油藏油井生产特点选取堵水候选井；制备适合砂砾岩油藏的选择性堵水剂；根据油层孔隙和/或裂缝因素设计数学模型计算堵水剂用量；设计五段式堵水剂段塞；根据地层破裂压力，设计堵水最高注入压力值；根据地层渗透率和注入设备性能，设计堵水剂的注入排量；向候选井中注入堵水剂段塞进行施工堵水。

【技术特征摘要】
1.一种砂砾岩油藏油井选择性堵水方法，其包括以下步骤：根据生产需求和砂砾岩油藏油井生产特点选取堵水候选井；制备适合砂砾岩油藏的选择性堵水剂；根据油层孔隙和/或裂缝因素设计数学模型计算堵水剂用量；设计五段式堵水剂段塞；根据地层破裂压力，设计堵水最高注入压力值；根据地层渗透率和注入设备性能，设计堵水剂的注入排量；向候选井中注入堵水剂段塞进行施工堵水。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堵水剂的制备方法为：步骤一，向反应釜中加入丙烯酸和丙烯酰胺两种单体搅拌混合，接着加入碱液调整溶液pH值至弱碱性，然后再向反应釜中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和二甲基二烯丙基氯化铵两种单体，水浴加热并搅拌混合均匀；步骤二，通入氮气保护，边搅拌边向反应釜中滴加N,N-亚甲基双丙烯酰胺进行交联反应；步骤三，交联反应结束后向反应釜中边搅拌边加入亚硫酸氢钠，然后再加入硫酸铵和/或过硫酸钾，并于水浴中升温进行聚合反应至胶化，得到胶体化微粒，即为该堵水剂。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下数学模型公式计算获得堵水剂的用量：V2＝2.6LhWfV3＝V1+V2其中，V1为考虑油层孔隙的堵水剂体积，m3；V2为考虑裂缝的堵水剂体积，m3；V3为同时考虑油层孔隙和裂缝的堵水剂体积，m3；a为堵水剂进入的深度，m；b为水平井生产段长度，m；c为油层厚度，m；h为油层微裂缝高度，m；L为微裂缝半长，m；Wf为微裂缝宽度，m；α为产水比面系数，小数；为地层孔隙度，小数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述五段式堵水剂段塞依次包括预处理段塞、高分子吸附段塞、低强度段塞、高强度段塞和后处理段塞；优选地，所述预处...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宜坤，党杨斌，才程，关超，王龙飞，吕静，程涛，黎兴文，朱秀雨，崔浪，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11