王庄油田敏感性稠油油藏开发技术研究

摘 要： 王庄油田沙一段油藏敏感性强、油稠、出砂，开发难度大。通过实验研究和实践探索,在油井作业、注蒸汽过程中采取高效粘土防膨剂对油层进行预处理油层保护技术，配套负压返排、砾石充填复合防砂和压裂防砂工艺，形成了一套独具特色的适合该类油藏高效开发的技术系列。突破了制约强水敏稠油油藏开发的瓶颈，实现了王庄强水敏稠油油藏的有效动用和高效开发。

关键词： 敏感性； 稠油油藏； 开发； 王庄油田

中图分类号： TE345 文献标识码： A 文章编号：1009-8631（2010）06-0055-02

引言

王庄油田属典型的粉细砂岩敏感性稠油油藏，地质条件复杂，原油物性差，国内外无成功开采的先例。针对这种现状，深化对敏感性稠油油藏敏感性机理研究，搞清王庄油田沙一段储层平面、垂向敏感性变化规律，对常用粘土防膨剂进行筛选，防止粘土矿物的膨胀，开展注汽过程中的油层保护技术研究，对注入工艺进行优化，努力提高注汽质量，突破制约强水敏稠油油藏开发的技术瓶颈，是实现王庄强水敏稠油油藏有效动用的关键。

一、概况

王庄油田位于山东省利津县王庄乡，构造上处于东营凹陷北部陡坡带西段，北靠陈家庄凸起，西为郑家潜山，南邻利津油田。沙一段为主力油层，探明含油面积23.8Km2，石油地质储量3084×104t。油藏埋深1150m-1250m，有效厚度5m-20m，孔隙度25-40%，渗透率在20-3000×10-3μm2之间，原油密度在0.953-0.989g/cm3之间,原油粘度在2000-30000mPa.s之间，油藏类型为受构造、岩性控制的层状强水敏稠油油藏。

二、储层敏感性实验

（一）水敏实验

为了准确描述王庄油田储层强水敏的主要原因并提出相应的防膨措施，利用沙一段实际岩心，开展粘土矿物常温、高温下水化膨胀机理、热采过程中矿物的溶解和转化、水岩反应等室内试验。试验表明蒸馏水测渗透率保留率平均只有气测渗透率12.1%，远低于强水敏的界限30％，储层评价为强-极强水敏。

沙一段储层粘土矿物含量在8-30%之间，平均13.8%，伊蒙混层含量60-80%，根据10口井213块样品扫描电镜分析和激光拉曼鉴定技术分析，镜下伊蒙混层处于低转化程度的蒙脱石带，蒙脱石主要为薄膜鳞片状，以钠基型为主，钙基型相对少，钠基型膨胀率是钙基型的20倍以上，直接造成强亲水粘土膨胀。

（二）储层平面、垂向敏感性变化规律试验

为了搞清王庄油田沙一段储层平面、垂向敏感性变化规律，室内进行了敏性性评价试验。储层敏感性评价的实验方法和敏感程度的评价标准按照原中国石油天然气总公司行业标准SY/T5358－94《砂岩储层敏感性评价实验方法》执行。

从完成的10口井敏感性实验结果分析，储层存在强-极强水敏、中等碱敏、弱酸敏、速敏、盐敏。

（三）高温高压下水敏性变化的动态物模实验研究

在蒸汽注入过程中，地层温度逐渐升高，在井筒附近区域形成一段高温区。但随着时间的推移，热量逐渐波及到地层深部。由于注蒸汽的温度比较高，一般超过300℃，地层中的粘土矿物会发生或多或少的变化，水敏感性也因此发生了变化，常规的敏感性实验已不能真实反映出地层实际的敏感性程度。为此，通过室内动态物模实验，研究水敏性在各温度阶段的作用大小。实验表明，初期随温度的提高，渗透率逐渐下降；近200℃时渗透率开始了恢复过程，但更明显的变化是在200℃这个点的前后。温度大于250℃后，渗透率均超过了用30%氯化钾溶液测定的初始渗透率值。这说明温度的增加对于改善该油田储层的渗透率有利。

三、油层保护技术研究

针对王庄油田存在强水敏和中等碱敏的特点，在储层敏感性评价试验的基础上，研制和筛选了BPS强抑制性防膨泥浆体系、高效CFP-1和GFP-2常温高温防膨剂及JJ-8降PH值剂，配套了适合王庄敏感性稠油油藏作业及注汽全过程的油层保护技术。

（一）作业过程中的油层保护技术

对几种常用粘土防膨剂进行筛选，从常温粘土防膨剂筛选可看出CFP-1高效粘土防膨剂可以很好的防止粘土矿物的膨胀。

试验表明，当防膨剂使用浓度为4-6%时，在注入大量水后岩心渗透率依然保持较高水平。因此综合评价在地层高饱和预充填施工过程中防膨剂使用浓度选择4%，而在射孔液、作业洗井液中则使用浓度选择2%。

（二）注汽过程中的油层保护技术

1. 高温防膨保护技术

对几种常用高温粘土防膨剂进行筛选，把各种防膨剂稀释成10%的溶液，量取40ml，称取6.0g钠土，一起放入高温高压容器中，摇匀后放在恒温箱中，分别在60℃，200℃，300℃的条件下静置12h，取出后计算并评价其防膨效果。

从高温粘土防膨剂筛选表可看出GFP-2高温粘土防膨剂在高温条件下具有良好的防膨效果，因此注汽前作为前置液注入，进行油层预处理，防止油层伤害。

郑王储层具有强-极强水敏，注汽过程中易发生粘土膨胀，采用GFP-2进行高温防膨处理。注汽2d~3d天后近井地带温度升到200℃以上时，用GFP-2处理可使蒙脱土变为不膨胀的矿物，最大限度地保持原有的渗透率，降低注汽压力，提高注汽质量。

实验结果表明，GFP-2处理后的岩心渗透率为水敏后的2～5倍，保持了初始渗透率的66%左右，效果比较理想。因此采用高温粘土防膨剂可以起到抑制粘土膨胀的作用。

沙一段储层高温水敏评价为高温强水敏性,虽然注汽前挤注高温防膨剂,但随着蒸汽波及范围的不断扩大,作为前置液挤入的高温防膨剂不断被稀释,有效浓度降低,影响防膨效果.为了充分发挥高温防膨剂,特别是保持蒸汽波及前沿的有效浓度,采取拌蒸汽挤注高温防膨剂工艺技术,降低注汽压力,提高注汽效果。

2. 防止注汽过程中碱敏伤害技术研究

王庄油田储层具有中等碱敏性，当进入地层中的液体PH值≥10时，地层渗透率下降加剧。而蒸汽锅炉蒸汽液相中OH-加大，结果形成一种强碱性的溶液。干度不同，pH值有所变化。根据测得的结果，蒸汽液相pH值一般大于10。因此，研制出降湿蒸汽PH值效果好的JJ-8化学助剂：与其它常用的降PH值化学剂相比，JJ-8具有耐高温、低腐蚀、降PH值显著的特性。JJ-8作为前置液对油层进行预处理，降低蒸汽液相的pH值，从而降低高碱蒸汽对油层的伤害。

四、防砂工艺技术

针对王庄储层胶结疏松、易出砂的特点，配套应用成熟的具有改造油层特点的挤压砾石充填复合防砂和压裂防砂工艺。针对钻井过程中由于泥浆漏失造成油层污染的情况，防砂前进行地层预处理，实施防膨酸化和负压返排工艺技术，来解除泥浆堵塞，提高近井地带的表皮系数。

五、效果评价

王庄油田沙一段稠油油藏投入开发以来，油井作业过程中采取高效粘土防膨剂油层保护技术，注蒸汽前挤注高温防膨剂以及JJ-8作为前置液对油层进行预处理，注蒸汽过程中采取拌蒸汽挤注高温防膨剂油层保护技术，同时采用负压返排、砾石充填复合防砂和压裂防砂工艺，取得了比较好的效果：截至2010年6月热采井143口，日产液能力1725t/d，日液水平1463t/d，日油能力797t/d，累积产油145×104t，采油速度1.1％，采出程度达到10.4％。

通过前期研究，应用创新配套技术，突破了制约强水敏稠油油藏开发的瓶颈，实现了王庄强水敏稠油油藏的有效动用，超过了方案设计指标，实现了王庄稠油油藏的高效开发。

六、结论与认识

对敏感性稠油油藏敏感性机理研究，搞清影响储层敏感性的主要因素，通过实验研究和实践探索,在开发过程中采取高效粘土防膨剂对油层进行预处理油层保护技术，配套负压返排、砾石充填复合防砂和压裂防砂工艺，是保护油气层，实现敏感性油藏高效开发的关键。王庄油田敏感性稠油油藏的成功开发，是国内敏感性稠油油藏开发史上的一大创举，为类似的低品位油藏的开发提供了宝贵的经验。

参考文献：

[1] 韩春文，张士学，刘延文.高压充填防砂工艺在林樊家油田的应用[J].油气地质与采收率，2004，11（3）：63-65.

[2] 王铭宝.胜利油区稠油油藏注蒸汽热采后储层物性变化特征[J].油气地质与采收率，2004，11（6）：69-71.

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