盧秀德 (川慶鉆探公司井下作業(yè)公司)

連續(xù)油管注酸形成導(dǎo)流通道的增產(chǎn)技術(shù)在碳酸鹽巖地層的應(yīng)用

盧秀德 (川慶鉆探公司井下作業(yè)公司)

隨著原油價(jià)格的不斷攀升和可開采原油的不斷減少,提高老井采收率的計(jì)劃得到進(jìn)一步重視,包括再次進(jìn)行增產(chǎn)改造或在原井眼基礎(chǔ)上增加側(cè)向?qū)Я魍ǖ赖燃夹g(shù)得到應(yīng)用。在碳酸鹽巖地層應(yīng)用一種創(chuàng)新技術(shù)穿透近井眼污染帶,形成油氣泄流孔眼,溝通新的儲(chǔ)層巖石。新技術(shù)依靠碳酸鹽巖的酸溶能力和使用連續(xù)油管傳輸井底鉆具組合(BHA),通過高壓噴嘴向目的層位噴射酸液形成導(dǎo)流通道。該技術(shù)可用于所有裸眼完井的碳酸鹽巖地層,并可用于老井和多分支井完井的新井。酸蝕導(dǎo)流增產(chǎn)技術(shù)和工具已在全球應(yīng)用。本文闡述了酸蝕導(dǎo)流增產(chǎn)技術(shù)的井下工具、作業(yè)設(shè)計(jì)、作業(yè)程序以及作業(yè)實(shí)例。

碳酸鹽巖地層 連續(xù)油管 酸蝕導(dǎo)流 增產(chǎn)技術(shù)

1 概述

全球油氣井產(chǎn)層的30%為碳酸鹽巖地層,這些地層幾乎包括了全球60%～65%的儲(chǔ)量。

許多年來酸化作業(yè)一直是儲(chǔ)層改造的一種常用方式,碳酸鹽巖地層通常使用基質(zhì)酸化和酸壓裂技術(shù)。一種通過酸液和井下工具串作用產(chǎn)生新導(dǎo)流通道的專利技術(shù)已在油田廣泛使用。

酸蝕導(dǎo)流增產(chǎn)技術(shù)的目的是在主井眼周圍形成一系列孔穴、通道和分支孔眼,產(chǎn)生的這些子通道促使更多的油氣流向主井眼。增加的油氣流或產(chǎn)能可通過有效井眼半徑的增加來進(jìn)行計(jì)算。

碳酸鹽巖具有較高的機(jī)械完整性,有益于鉆井作業(yè),但碳酸鹽巖鉆進(jìn)困難。酸蝕導(dǎo)流增產(chǎn)技術(shù)利用了碳酸鹽巖的機(jī)械特性和酸溶解能力

◇化學(xué)特性:碳酸鹽巖與酸的反應(yīng);

◇機(jī)械特性:通過高壓差噴嘴形成高速流。

測井分析改造層段后,用連續(xù)油管進(jìn)行實(shí)施。帶有啟動(dòng)裝置和噴嘴的工具下至設(shè)計(jì)深度,泵壓升高時(shí),啟動(dòng)裝置調(diào)整噴嘴向產(chǎn)層噴射并形成孔眼。鹽酸由高壓差噴嘴噴射后,在主井眼周圍形成新的孔眼。向前推動(dòng)BHA直至連續(xù)油管鎖定,或BHA抵達(dá)非碳酸鹽巖層段。然后回收BHA和連續(xù)油管,移至下一設(shè)計(jì)深度,重復(fù)作業(yè)程序。

2 材料和方案

2.1 工具設(shè)計(jì)

使用的工具外徑54 mm,包括能在同一方向斜放的雙壓力作用萬向接頭。萬向接頭間的角度和空間可根據(jù)井的特殊尺寸進(jìn)行優(yōu)選;噴槍尺寸范圍可從54 mm到88.9 mm,并根據(jù)需求優(yōu)選。噴槍的噴嘴可按設(shè)計(jì)噴速調(diào)整配置。這兩個(gè)可變條件尤為重要,能夠充分發(fā)揮酸液溶解和壓力沖洗巖石表面的作用。

2.2 酸液設(shè)計(jì)

配酸時(shí),需加入某些添加劑:緩蝕劑,保護(hù)連續(xù)油管、工具和井內(nèi)生產(chǎn)油管;鐵離子穩(wěn)定劑,保持管串在酸溶液中的穩(wěn)定性;其他化學(xué)添加劑,可根據(jù)井況特殊性進(jìn)行添加,如淤泥懸浮劑或化學(xué)劑,防止造成井筒周邊污染。

研究發(fā)現(xiàn),只要酸液以高速向碳酸鹽巖噴出, 10%和15%的酸液在幾乎相同的噴射速度下均能產(chǎn)生導(dǎo)流通道。

2.3 作業(yè)程序

典型作業(yè)分兩階段。第一階段為前期準(zhǔn)備階段,分析測井資料,劃定改造層段,進(jìn)行酸化作業(yè)設(shè)計(jì)和作出實(shí)施計(jì)劃表。第二階段就是按照已準(zhǔn)備好的計(jì)劃要求進(jìn)行泵注作業(yè)。前一階段需考慮花費(fèi)的時(shí)間,現(xiàn)場實(shí)際作業(yè)時(shí)間僅持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。

連續(xù)油管設(shè)備抵達(dá)現(xiàn)場后,安裝設(shè)備,進(jìn)行工具的地面連接,測試其是否能正常工作。通常工具在庫房就完成測試以保證萬向接頭在合適的壓力條件下按同一方向傾斜。

連續(xù)油管傳輸噴射工具至井底,核實(shí)深度是否與測井?dāng)?shù)據(jù)一致。然后移動(dòng)管串至設(shè)計(jì)井深,開始注酸噴射作業(yè)。

當(dāng)工具串抵達(dá)設(shè)計(jì)井深時(shí),通過噴嘴按一定排量注酸以保持一定壓力實(shí)現(xiàn)工具斜向。泵注的排量取決于連續(xù)油管受力和循環(huán)分析模擬情況。一旦酸液抵達(dá)連續(xù)油管底端,關(guān)掉環(huán)空閘門,使酸液濾失進(jìn)入地層進(jìn)行反應(yīng)。

當(dāng)酸液進(jìn)入并接觸碳酸鹽巖,開始溶解反應(yīng),但并不意味著開始產(chǎn)生通道,連續(xù)油管帶壓力作用的工具和噴嘴很容易實(shí)現(xiàn)此過程。一段時(shí)間后才形成能讓工具進(jìn)入的先導(dǎo)孔眼。每口井有差異性取決于巖石的純度、近井筒污染程度以及其他因素。通過增加連續(xù)油管下放壓力,觀察連續(xù)油管懸重變化情況決定是否已形成先導(dǎo)孔眼。若失重逐步恢復(fù),說明先導(dǎo)孔眼產(chǎn)生,無論多大排量均可溶解碳酸鹽巖。

一旦增加足夠大鉆壓,連續(xù)油管都無法前行,說明出現(xiàn)鎖定,該點(diǎn)注入再多的酸液均不能產(chǎn)生導(dǎo)流通道,停止該方向作業(yè)。

提出連續(xù)油管至下個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行噴射注酸,形成通道后再根據(jù)情況決定是否繼續(xù)。

3 作業(yè)實(shí)例

2008年7月,酸蝕導(dǎo)流增產(chǎn)技術(shù)在一口老井實(shí)施作業(yè)。以下是連續(xù)油管下至井底后的作業(yè)程序。

3.1 上提連續(xù)油管至設(shè)計(jì)的第一個(gè)層段

◇按設(shè)計(jì)排量替酸;

◇酸液到達(dá)連續(xù)油管底端開始產(chǎn)生先導(dǎo)孔眼;

◇一段時(shí)間后,工具僅前行0.6 m,但穿透速度逐步增加,意味著已穿透井筒周圍污染帶:壓力回落;

◇泵注超過25 min后,穿透距離達(dá)到8.5 m,連續(xù)油管出現(xiàn)摩擦鎖定;

◇降低注酸排量,起出連續(xù)油管。

3.2 再次下至井底,上提3 m

◇按設(shè)計(jì)排量注酸;

◇通過增加鉆壓并保持懸重?zé)o恢復(fù),開始形成先導(dǎo)孔眼;

◇形成新的子井眼;

◇穿透1.5 m后形成新的孔眼,穿透速度增快:壓力回落;

◇20 min后穿透速度隨著壓力降低而降低,幾乎停止不前,決定將作用在萬向接頭上的壓力最大化增大,穿透速度又開始增快。

◇鉆進(jìn)11 m時(shí)連續(xù)油管出現(xiàn)鎖定;◇降低注酸排量,起出連續(xù)油管。

3.3 再次下入井底并上起13.7 m

◇按設(shè)計(jì)排量注酸;

◇通過增加鉆壓并保持懸重?zé)o恢復(fù),開始形成先導(dǎo)孔眼;

◇形成新的子井眼;

◇穿透1.2 m后形成新的孔眼,穿透速度增快:在整個(gè)子井眼內(nèi)壓力一直保持恒定;

◇鉆進(jìn)13.4 m時(shí)連續(xù)油管出現(xiàn)鎖定;

◇在確定連續(xù)油管出現(xiàn)摩擦鎖定不久,現(xiàn)場酸液注完。

本井全過程鉆了總長達(dá)33 m的三個(gè)子井眼。

4 作業(yè)分析

使用連續(xù)油管注酸造孔眼的增產(chǎn)技術(shù)能帶來很大效益:

(1)可選擇性布置酸液。注酸造眼技術(shù)可將酸液注入在井筒特定點(diǎn),而不是將所有酸液注入高滲段。連續(xù)油管下放至造眼位置開始注酸作業(yè)。子井眼沿向下角度開始形成,到達(dá)深度由鎖定情況決定。盡管不知連續(xù)油管作業(yè)形成什么樣的井眼,但至少能穿透巖石,盡量讓連續(xù)油管和工具串抵達(dá)最遠(yuǎn)處。

(2)增大井筒接觸程度。形成的孔眼數(shù)量和開始位置已知,可決定巖石的最低溶解量。最佳實(shí)例是產(chǎn)生的孔眼能溝通天然裂縫,大大增加儲(chǔ)層接觸程度。

(3)經(jīng)濟(jì)型的增產(chǎn)方式。因?yàn)橹滥男┑胤叫璨妓?酸液將更為有效使用,不同于傳統(tǒng)的擠注式酸壓裂和基質(zhì)酸化改造,這些改造方式使酸液流向高滲段。注酸造眼技術(shù)成本大大低于兩種傳統(tǒng)的酸壓裂或基質(zhì)酸化改造作業(yè)。

(4)該井通過此項(xiàng)技術(shù)改造,最初原油產(chǎn)能提高110%,并按增產(chǎn)80%保持穩(wěn)定,同時(shí)氣產(chǎn)量也增大。

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2009-09-25)