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摘 要:目前,新木油田近井地带储层污染普遍存在,但近年一些常规酸化解堵成功率较低,增产幅度不一,增产水平低,有效期较短,酸处理效果不理想。因此近年来施工人员通过不断完善和改进,对部分油井实施原油解堵技术,或者小酸量酸化加原油解堵的复合解堵技术,来提高油田的增产效果。本文对油井快速降产的原因进行分析,并对复合解堵技术进行了深入研究。
关键词:油田 复合解堵 原理 分析研究
再好的钻井液体系、再先进的钻井工艺技术,都不可避免地会对油气层造成一定程度的伤害,只是伤害的程度大小不同。在生产过程中。这些油井普遍具有初产高、降产快的典型特征。由于近井地带渗流阻力的不断增大,部分油井生产压差不断扩大,大部分油井在地层压力高于饱和压力的情况下近井地带出现明显脱气,油井无法连续自喷,难以保持正常生产。而复合解堵体系具有溶蚀、清洗、破胶等多重作用,经现场应用取得了理想的解堵效果,对油田产业增加了效益。
一、油田近井储层污染分析
新木油田储层岩性以细粉砂岩为主,泥质胶结含量10%。15%,富含粘土矿物,物性低孔特低渗,孔隙度平均18.5%,渗透率平均44×10句斗m2,地层水总矿化度7998mg·L-1,油层温度40-80℃,河流相沉积非均质严重,东西向裂缝发育。油水井压裂投产,30多年的开发过程中油层污染伤害越来越严重,影响开发效果,主要表现在:
(1)油田结垢井越来越多,结垢现象普遍存在,结垢堵塞物属复合型,有机质与无机质相互包容。
(2)在钻井、完井,及生产过程中不注意油层保护,造成形成油层各种伤害污染。
(3)油田开发过程中,由于地层压力、油层温度下降等使原油脱气,重质成分析出等形成的堵塞。
压裂改造易造成储层二次伤害,一些井压裂后增产幅度很小,甚至减产,表现在:支撑剂质量或破碎,压裂液残渣及滤失,压裂液破胶不彻底致残留物,压裂液过量替置,压裂液对储层冷却效应,压裂液与储层流体不配伍,压裂添加剂使用不当等,导致水锁、微粒运移、膨胀、破碎等伤害堵塞。
二、原油解堵试验及复合解堵增产原理分析
早在1997年曾在窟窿山油藏东块的窿l井实施了8次“非酸性解堵”措施,其中1次无效外,其余均有一定的增产效果,通过历次解堵措施的剖析,解堵有效的都是在酸化措施有效解除油层污染(酸化后表皮系数已由29.8下降至-5.9)之后进行的,而无效的则是在油层严重污染(1998年用比重1.85的泥浆压井,历时30天打捞井下落物后产液量大幅下降)的情况下进行的,这说明“非酸性解堵”措施增产的机理并不是在于解除储层的污染。该井历次措施后均表现初产及油压较高、递减快的特征,这与酸化后的生产特征极为相似。多次测压结果表明油层压力较高,而且测压长达10天以上未出现径向流直线段,这证明油井快速降产不是因地层压力大幅下降引起的,而是由于储层应力敏感性强引起裂缝快速变窄(或闭合)、近井地带渗流阻力增大引起的。因此该井“非酸性解堵”增产机理主要在于向油层高压、大排量挤入适量解堵荆及本井原油的过程中:一是部分消除生产过程中近井地带压力下降所引起的应力敏感,提高近井地带的渗透性;二是对于酸化后裂缝壁面岩石抗压强度降低所引起的微粒运移、生产过程中引起的微粒运移等原因造成的局部桥堵具有疏通的作用;三是有抗乳化剂的性能,使得部分微裂缝中的残酸液和钻井滤液得以返排;或三者兼而有之,从而达到了油井增产的目的。对于裂缝性油藏而言,天然裂缝的开启状态直接影响着油井的产量,保持被酸液疏通的裂缝与相连通的天然裂缝能处于张开状态是制约油井酸化增产量和有效期的关键。为了使油井的裂缝能够较好地处于张开状态,使其导流能力得以提高和恢复,首先采用向井内注入具有较好的缓速性能、对储层伤害性较低且返排能力较好的乳化酸。乳化酸具有延迟反应的特性,能够在较长的施工时闻内保持有一定的活性,使堵塞物得以充分解除,裂缝得以延伸和拓宽,从而提高油井产量。然后再向井内高压、大排量挤入加有活性剂的原油,表面活性剂的存在有利于微细裂缝中泥浆滤液和原油的返排,性质较好的原油与储层的配伍性较好,能最大限度地降低解堵过程中对储层污染的风险,从而达到了疏通油流通道的目的。而且提高了近井地带原油的饱和度和原油的相对渗透率,从而使油井再次增产。
三、裂缝解堵技术的应用及效果
1.裂缝清洗解堵技术从2009年开始在吉林新木油田施工,与油田结合较好,应用44口井,工艺成功率100%。当年累增油4281t,单井13增油大于0.6t,有效期大于230d,对比同期其它药剂酸化实施效果单井多增油25t,措施效果显著。
2.对有机正电胶的清洗效果。用尺寸为50mm×50 mm、孔径为0.45 mm的标准筛网均匀地挂上1层1 g左右的有机正电胶,悬挂于用磁力搅拌器搅拌的清洗液中,清洗15 min后取出筛网,自然晾干后称重并计算清洗率。该体系中的清洗剂在浓度为5%、50℃时对有机正电胶的清洗率为94.8%,清洗效果好。
3.对聚合物的破胶效果。配制0.3%的有机正电胶用包被剂AMPS聚合物溶液并用6速旋转粘度计测其表观粘度,加入破胶剂反应30min后再测其表观粘度。复合解堵体系用破胶剂在使用浓度为l%时30 min后使AMPS聚合物溶液的表观粘度降低率为88.5%,破胶速度快,破胶效果好。
4.对钻井液中同相的溶蚀效果。在烧杯中称取一定量的现场所取有机正电胶钻井液,再加入溶蚀剂,封口后放入50℃烘箱中静止反应8 h。再用滤纸过滤反应物,将滤纸和残余物在90℃下烘干,称重并计算溶蚀率。实验结果表明,溶蚀率为55.2%。
5.复合解堵液综合解堵效果评价。实验结果表明,该复合解堵液溶蚀粘土和石英等固相颗粒能力强、可以有效破坏钻井液中的高分子处理剂和由此形成的网架结构,同时对有机正电胶粘附物有很好的清洗效果,从而达到解除堵塞的作用;而且该解堵液还具有良好的助排和防止粘土膨胀、避免二次沉淀的作用,是一种多功能的复合解堵液。
三、结束语
国内外油层解堵技术多数为解除油层有机物质堵塞,油藏一般埋深较浅,油层温度较低,而对于青西油田深井复杂岩性裂缝型储层高温条件,不具有有机物堵塞的情况下,以解除因储层应力敏感性强、以及解除微粒运移对裂缝形成桥堵所引起的降产为主要目的原油解堵和复合解堵技术,具有成本低、措施有效率高(75%)、措施效果好的优点,该技术不但丰富了青西油田部分储层的改造手段,同时为同类深层裂缝性油藏的改造开辟了崭新的途径,而且其低成本在油田开发后期必将发挥更大的作用。吉林新木油田利用复合裂缝解堵技术解堵效果有效明显,已成为油田解堵主要应用技术之一。
参考文献
[1] 张晓芬. 裂缝复合解堵技术的研究与应用[J].化学工程师,2013(9)
[2] 王江宽. 水力冲击压裂-化学复合解堵技术的研究[J].油田化学,1999(2)
[3] 胡成亮. 多功能复合解堵技术[J]. 油气田地面工程,2008(11)
关键词:油田 复合解堵 原理 分析研究
再好的钻井液体系、再先进的钻井工艺技术,都不可避免地会对油气层造成一定程度的伤害,只是伤害的程度大小不同。在生产过程中。这些油井普遍具有初产高、降产快的典型特征。由于近井地带渗流阻力的不断增大,部分油井生产压差不断扩大,大部分油井在地层压力高于饱和压力的情况下近井地带出现明显脱气,油井无法连续自喷,难以保持正常生产。而复合解堵体系具有溶蚀、清洗、破胶等多重作用,经现场应用取得了理想的解堵效果,对油田产业增加了效益。
一、油田近井储层污染分析
新木油田储层岩性以细粉砂岩为主,泥质胶结含量10%。15%,富含粘土矿物,物性低孔特低渗,孔隙度平均18.5%,渗透率平均44×10句斗m2,地层水总矿化度7998mg·L-1,油层温度40-80℃,河流相沉积非均质严重,东西向裂缝发育。油水井压裂投产,30多年的开发过程中油层污染伤害越来越严重,影响开发效果,主要表现在:
(1)油田结垢井越来越多,结垢现象普遍存在,结垢堵塞物属复合型,有机质与无机质相互包容。
(2)在钻井、完井,及生产过程中不注意油层保护,造成形成油层各种伤害污染。
(3)油田开发过程中,由于地层压力、油层温度下降等使原油脱气,重质成分析出等形成的堵塞。
压裂改造易造成储层二次伤害,一些井压裂后增产幅度很小,甚至减产,表现在:支撑剂质量或破碎,压裂液残渣及滤失,压裂液破胶不彻底致残留物,压裂液过量替置,压裂液对储层冷却效应,压裂液与储层流体不配伍,压裂添加剂使用不当等,导致水锁、微粒运移、膨胀、破碎等伤害堵塞。
二、原油解堵试验及复合解堵增产原理分析
早在1997年曾在窟窿山油藏东块的窿l井实施了8次“非酸性解堵”措施,其中1次无效外,其余均有一定的增产效果,通过历次解堵措施的剖析,解堵有效的都是在酸化措施有效解除油层污染(酸化后表皮系数已由29.8下降至-5.9)之后进行的,而无效的则是在油层严重污染(1998年用比重1.85的泥浆压井,历时30天打捞井下落物后产液量大幅下降)的情况下进行的,这说明“非酸性解堵”措施增产的机理并不是在于解除储层的污染。该井历次措施后均表现初产及油压较高、递减快的特征,这与酸化后的生产特征极为相似。多次测压结果表明油层压力较高,而且测压长达10天以上未出现径向流直线段,这证明油井快速降产不是因地层压力大幅下降引起的,而是由于储层应力敏感性强引起裂缝快速变窄(或闭合)、近井地带渗流阻力增大引起的。因此该井“非酸性解堵”增产机理主要在于向油层高压、大排量挤入适量解堵荆及本井原油的过程中:一是部分消除生产过程中近井地带压力下降所引起的应力敏感,提高近井地带的渗透性;二是对于酸化后裂缝壁面岩石抗压强度降低所引起的微粒运移、生产过程中引起的微粒运移等原因造成的局部桥堵具有疏通的作用;三是有抗乳化剂的性能,使得部分微裂缝中的残酸液和钻井滤液得以返排;或三者兼而有之,从而达到了油井增产的目的。对于裂缝性油藏而言,天然裂缝的开启状态直接影响着油井的产量,保持被酸液疏通的裂缝与相连通的天然裂缝能处于张开状态是制约油井酸化增产量和有效期的关键。为了使油井的裂缝能够较好地处于张开状态,使其导流能力得以提高和恢复,首先采用向井内注入具有较好的缓速性能、对储层伤害性较低且返排能力较好的乳化酸。乳化酸具有延迟反应的特性,能够在较长的施工时闻内保持有一定的活性,使堵塞物得以充分解除,裂缝得以延伸和拓宽,从而提高油井产量。然后再向井内高压、大排量挤入加有活性剂的原油,表面活性剂的存在有利于微细裂缝中泥浆滤液和原油的返排,性质较好的原油与储层的配伍性较好,能最大限度地降低解堵过程中对储层污染的风险,从而达到了疏通油流通道的目的。而且提高了近井地带原油的饱和度和原油的相对渗透率,从而使油井再次增产。
三、裂缝解堵技术的应用及效果
1.裂缝清洗解堵技术从2009年开始在吉林新木油田施工,与油田结合较好,应用44口井,工艺成功率100%。当年累增油4281t,单井13增油大于0.6t,有效期大于230d,对比同期其它药剂酸化实施效果单井多增油25t,措施效果显著。
2.对有机正电胶的清洗效果。用尺寸为50mm×50 mm、孔径为0.45 mm的标准筛网均匀地挂上1层1 g左右的有机正电胶,悬挂于用磁力搅拌器搅拌的清洗液中,清洗15 min后取出筛网,自然晾干后称重并计算清洗率。该体系中的清洗剂在浓度为5%、50℃时对有机正电胶的清洗率为94.8%,清洗效果好。
3.对聚合物的破胶效果。配制0.3%的有机正电胶用包被剂AMPS聚合物溶液并用6速旋转粘度计测其表观粘度,加入破胶剂反应30min后再测其表观粘度。复合解堵体系用破胶剂在使用浓度为l%时30 min后使AMPS聚合物溶液的表观粘度降低率为88.5%,破胶速度快,破胶效果好。
4.对钻井液中同相的溶蚀效果。在烧杯中称取一定量的现场所取有机正电胶钻井液,再加入溶蚀剂,封口后放入50℃烘箱中静止反应8 h。再用滤纸过滤反应物,将滤纸和残余物在90℃下烘干,称重并计算溶蚀率。实验结果表明,溶蚀率为55.2%。
5.复合解堵液综合解堵效果评价。实验结果表明,该复合解堵液溶蚀粘土和石英等固相颗粒能力强、可以有效破坏钻井液中的高分子处理剂和由此形成的网架结构,同时对有机正电胶粘附物有很好的清洗效果,从而达到解除堵塞的作用;而且该解堵液还具有良好的助排和防止粘土膨胀、避免二次沉淀的作用,是一种多功能的复合解堵液。
三、结束语
国内外油层解堵技术多数为解除油层有机物质堵塞,油藏一般埋深较浅,油层温度较低,而对于青西油田深井复杂岩性裂缝型储层高温条件,不具有有机物堵塞的情况下,以解除因储层应力敏感性强、以及解除微粒运移对裂缝形成桥堵所引起的降产为主要目的原油解堵和复合解堵技术,具有成本低、措施有效率高(75%)、措施效果好的优点,该技术不但丰富了青西油田部分储层的改造手段,同时为同类深层裂缝性油藏的改造开辟了崭新的途径,而且其低成本在油田开发后期必将发挥更大的作用。吉林新木油田利用复合裂缝解堵技术解堵效果有效明显,已成为油田解堵主要应用技术之一。
参考文献
[1] 张晓芬. 裂缝复合解堵技术的研究与应用[J].化学工程师,2013(9)
[2] 王江宽. 水力冲击压裂-化学复合解堵技术的研究[J].油田化学,1999(2)
[3] 胡成亮. 多功能复合解堵技术[J]. 油气田地面工程,2008(11)