一种基于可降解颗粒的注水剖面调整方法与流程

本发明涉及油气田开发，特别涉及一种基于可降解颗粒的注水剖面调整方法。

背景技术：

1、在油田开发中，随着油层能量的下降，油井生产能力也在不断降低，为了恢复油井产量，提高油藏采收率，逐渐形成了一套以采油井转注水井方式来增加油层能量的注水开发模式，在注水开发中，为了增加扫油面积，避免形成注水通道，造成水淹或指进，现已运用物理的、化学的、生物的多种技术调整注水剖面方式，目前主要采用以下四种形式：

2、1、脉冲注水，顾名思义，就是通过不断调整注水量的方式，给油层造成激荡，把油层中未动用的油气动用开来，避免或减少形成注水通道，此方法增加管理难度，影响设备正常运行，也难以形成长期效应。

3、2、间歇注水，就是通过注水井给油层注水，注与停注采取间歇一定时间方式，使得油层水自然重新分逸，再进行采油，此方法对提高原油采收率效果不显著。

4、3、注聚合物，就是注水时，向水里添加聚合物，增加注水粘度，减少与油层中原油的粘度差，提高原油采收率方法，此方法成本高，且对后期油水分离处理增加难度，同时对油层也会造成不良影响。

5、4、注气驱油，就是运用高压技术将氮气从空气中分离出来，然后将氮气从水井注入油层，用氮气驱动原油从采油井采出方法，此法投资成本高，且存在安全风险，效果也无法保障。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于可降解颗粒的注水剖面调整方法，可避免或减少注水开发时形成注采通道，造成油层水淹或注水指进，导致水驱面积随着高渗流通道的形成而逐渐变窄，水驱效果变差。

2、在砂岩形成过程中，由于不断经历丰水期与枯水期的交替，不均质性是砂岩储层的显著特征，导致其成藏时油气分布亦是按照砂岩孔隙孔径形态填充，注水开发后，随着水驱水洗油气程度的增加，注采井组的砂岩中会形成以较大孔径为优势的高渗流通道，水驱面积随着高渗流通道的形成逐渐变窄，水驱效果变差；

3、基于此，为了提高水驱效果，提高油藏采收率，可以采用使用不同尺寸的暂堵剂分别对不同尺度的孔径进行封堵，在选择顺序上，对于砂岩平均孔径r≥300μm，则对注水井进行三级注水剖面调整，并且用木粉颗粒作为封堵大孔道的暂堵剂；对于150μm＜r＜300μm，则对注水井进行两级注水剖面调整；对于r≤150μm，则对注水井进行一级注水剖面调整，是基于以下考虑：木粉颗粒硬度大，降解慢，适合暂堵大孔道，也为后续二级暂堵预留更长时间，纤维素颗粒硬度及降解速度均适中，适合暂堵中孔道，也为下一级暂堵预留了时间，植物蛋白颗粒硬度及降解速度均较快，适合暂堵小孔道。

4、具体地，本发明技术方案如下：

5、一种基于可降解颗粒的注水剖面调整方法，其具体实施步骤如下：

6、s1、在注水开发油田上选择一个注采井组，并获取该注采井组中注水井及地下砂岩油层的基础数据，包括：注水井套管半径、砂岩油层厚度、砂岩油层有效孔隙度和砂岩平均孔径；

7、如果井史资料或数据库中没有该井砂岩油层平均孔径的数据，则可以通过对于已经取芯的砂岩油层采用光学显微镜进行测定；而对于没有取芯砂岩油层，则可以通过理论计算或经验推算该砂岩油层平均孔径参数指标，也可通过对同期沉积的相邻砂体取得该砂体平均孔径指标；

8、s2、基于注水井所在油层中砂岩平均孔径r，对其进行n级注水剖面调整：

9、情况1：当r≥300μm，则对注水井进行三级注水剖面调整，其具体步骤为：

10、s201、将粒径为0.8r～1.2r的木粉颗粒作为封堵大孔道的暂堵剂，加入至携带液中稀释成质量分数为1～3％的流体后，从注水井注入到砂岩油层中，后转入正常注水工序，并持续周期为t1；

11、s202、将粒径为0.8r1～1.2r1的纤维素颗粒作为封堵中孔道的暂堵剂，加入至携带液中稀释成质量分数为1～3％的流体后，从注水井注入到砂岩油层中，后转入正常注水工序，并持续周期为t2；r1＝1/2r；

12、s203、将粒径为0.8r2～1.2r2的植物蛋白颗粒作为封堵小孔道的暂堵剂，加入至携带液中稀释成质量分数为1～3％的流体后，从注水井注入到砂岩油层中，后转入正常注水工序，并持续周期为t3；r2＝1/4r；

13、情况2：当150μm＜r＜300μm，则对注水井进行两级注水剖面调整，其具体步骤为依次进行上述情况1中的步骤s202和步骤s203；

14、情况3：当r≤150μm，则对注水井进行一级注水剖面调整，其具体步骤为依次进行上述情况1中步骤s203。

15、优选，在步骤s201中，木粉颗粒为植物的茎干颗粒、果壳颗粒、根茎颗粒中至少一种；具体地，木粉颗粒可以采用杨木颗粒、核桃壳颗粒、柳木根颗粒等。

16、优选，在步骤s201中，木粉颗粒的使用量根据公式：w1＝π(r+a)2·d·φ·k1·ρ1计算得到；其中，w1为木粉颗粒使用量，r为注水井的套管半径，a为调剖半径，d为砂岩油层的厚度，φ为砂岩油层的有效孔隙度，k1为大孔道占比系数，其取值范围为5％～20％，ρ1木粉颗粒的密度。

17、该步骤s201的反应机理为：木粉颗粒是一种植物体中的无定形的分子结构中含氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物，其分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、碳基共轭双键等活性基团，在不同的环境中可以进行不同的化学反应，比如：氧化、还原、水解、酸解、卤化、缩聚、接枝或共聚等，生成一些水溶性物质在砂岩油层孔隙中不断降解析出，从而起到暂堵作用而不对地层环境造成危害。

18、优选，在上述步骤s202中，纤维素颗粒采用植物的秸秆颗粒、植物叶片颗粒、麸皮颗粒中至少一种。具体地，纤维素颗粒采用玉米秸秆颗粒、谷糠颗粒、树叶碎片颗粒、麦麸颗粒中至少一种。

19、优选，在步骤s202中，纤维素颗粒的使用量根据公式：w2＝π(r+a)2·d·φ·k2·ρ2计算得到；其中，w2为纤维素颗粒使用量，r为注水井的套管半径，a为调剖半径；d为砂岩油层的厚度，φ为砂岩油层的有效孔隙度，k2为中孔道占比系数，其取值范围为5％～20％；ρ2纤维素颗粒的密度。

20、该步骤s202的反应机理为：纤维素颗粒是一种由葡萄糖组成的大分子多糖，砂岩油层中含有一些天然水解酶，促使纤维素水解，其水解反应式为：(c6h10o5)n(纤维素)+nh2o→nc6h12o6(葡萄糖)；水解反应生成的葡萄糖为水溶性物质，其一定时间内在砂岩油层孔隙中不断降解析出，从而起到暂堵作用而不对地层环境造成危害。

21、优选，在上述步骤s203中，植物蛋白颗粒采用豆类，具体可采用：黄豆颗粒、黑豆颗粒、或蚕豆颗粒。

22、优选，植物蛋白颗粒的使用量根据公式：w3＝π(r+a)2·d·φ·k3·ρ3计算得到；其中，w3为植物蛋白颗粒使用量；r为注水井的套管半径；a为调剖半径；d为砂岩油层的厚度；φ为砂岩油层的有效孔隙度；k3为小孔道占比系数，其取值范围为5％～20％；ρ3为植物蛋白颗粒的密度。

23、该步骤s203的反应机理为：植物蛋白颗粒为蛋白的一种，其在砂岩油层的碱性环境水溶液中，植物蛋白颗粒不断被天然酶所降解，其反应式为：植物蛋白(颗粒)→氨基酸+多肽+二氧化碳等；由于其产物均为可水溶性物质，因此在一定时期之后，植物蛋白颗粒就会在砂岩油层孔隙中被降解消失，从而起到暂堵作用而不对地层环境造成危害。

24、优选，在步骤s2中，所述携带液为0.1～0.5wt.％的数均分子量为1000～2500万的聚丙烯酰胺水溶液或0.1～0.5wt.％的黄原胶水溶液。

25、优选，在步骤s2中，t1＞t2＞t3，且t1、t2和t3的取值范围为3～24个月。具体来说，当一级调剖完成后，下一级调剖开始的节点一般选择在当注水井压力开始出现下降和/或采油井的含水率略有上升时。

26、该基于可降解颗粒的注水剖面调整方法的调整原理为：

27、在注水开发过程中，对于已经形成注采通道或将要形成注采通道时，比如：对于开采同一个油砂体的注采井组，采油井含水明显上升，注水井压力有所下降的相关显示，此时，可选择该注采井组，根据注采井组开发砂岩油层的平均孔径大小，先从大到小进行分级，再从大到小选择相应粒径量级暂堵剂，注入量可根据该砂岩油层平均粒径的一定范围值所占体积作为填充体积量，用携带液(聚丙烯酰胺水溶液或黄原胶水溶液)将可降解颗粒注入砂岩油层，由于砂岩油层的不均质性，在注入过程中，由于毛细管力影响，可降解颗粒逐渐堵塞砂岩油层中该量级粒径的通道，注入一定量之后，再转为正常注水，从而迫使下一量级孔道内储存的尚未动用的油珠，在压力作用下开始向压力低的采油井方向运移。

28、一定时期后，再选择下一个相应粒径量级暂堵剂，注入量可根据该砂岩油层此量级下的平均粒径的一定范围值所占体积作为填充体积量，用携带液(聚丙烯酰胺水溶液或黄原胶水溶液)将可降解颗粒注入砂岩油层，由于砂岩油层的不均质性，在注入过程中，由于毛细管力影响，可降解颗粒逐渐堵塞油层中该量级粒径的通道，注入一定量之后，再转为正常注水，从而迫使下一量级孔道内储存的尚未动用的油珠，在压力作用下开始向压力低的采油井方向运移。

29、又一定时期后，再选择下一个相应粒径量级暂堵剂，注入量可根据该砂岩油层此量级下的平均粒径的一定范围值所占体积作为填充体积量，用携带液(聚丙烯酰胺水溶液或黄原胶水溶液)将可降解颗粒注入砂岩油层，由于砂岩油层的不均质性，在注入过程中，由于毛细管力影响，可降解颗粒逐渐堵塞油层中该量级粒径的通道，注入一定量之后，再转为正常注水，从而迫使下一量级孔道内储存的尚未动用的油珠，在压力作用下开始向压力低的采油井方向运移，从而实现砂岩油层的更高原油采收率。

30、与现有技术相比，该基于可降解颗粒的注水剖面调整方法能够有效增加注水开发水驱面积，减少高渗透油层形成的注水通道，最大限度提高原油采收率，进而最大限度降低开发成本；此外，该调剖方法操作简单安全，用工少，大大的降低开发成本。