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        多組分復合解堵降壓增注技術在安塞油田的應用

        2012-11-14 08:57:22李泰余李書靜
        石油化工應用 2012年3期
        關鍵詞:措施

        李泰余 ,周 丹,古 亮 ,李書靜 ,劉 濤

        (1.中國石油長慶油田分公司長慶實業(yè)集團,陜西西安 710016;2.西安中孚凱宏石油科技有限責任公司,陜西西安 710018;3.中國石油長慶油田分公司第一采油廠,陜西延安 716000;4.中國石油長慶油田分公司第六采油廠,陜西榆林 719000)

        多組分復合解堵降壓增注技術在安塞油田的應用

        李泰余1,周 丹2,古 亮1,李書靜3,劉 濤4

        (1.中國石油長慶油田分公司長慶實業(yè)集團,陜西西安 710016;2.西安中孚凱宏石油科技有限責任公司,陜西西安 710018;3.中國石油長慶油田分公司第一采油廠,陜西延安 716000;4.中國石油長慶油田分公司第六采油廠,陜西榆林 719000)

        針對造成安塞低滲透油田儲層堵塞的原因,提出了多組分復合解堵降壓增注技術,通過室內實驗模擬了本技術在安塞低滲透油田的適應性。酸質解堵處理劑對低滲儲層巖心改善效果顯著,氧化劑起到了降低腐蝕速率和保護鋼材的作用。在安塞油田現場的試驗表明,油井產液、產油上升較快,含水平穩(wěn),增油效果明顯;注水井的注水量在能達到配注要求的同時,注水壓力下降明顯,降壓增注效果較好。

        多組分;復合;解堵;降壓增注

        低滲透油田油水井多組分復合解堵降壓增注工藝技術,是針對油田開發(fā)過程中各種堵塞污染交互存在、相互疊加,對油層造成堵塞傷害呈現復雜化的情況下,開發(fā)研究的一項多功能復合解堵降壓增注技術。主要解決復雜油藏,尤其是難采油藏有效提高采收率問題。

        1 儲層堵塞原因

        安塞油田經長期開采后,多數油水井都要出現產量和注水量的下降,一個重要原因是壓裂后未完全破膠而殘留在地層的植物膠殘渣的堵塞,以及碳酸鈣垢和硫化亞鐵等酸溶性垢的堵塞,原油中的蠟、膠質、瀝青質、鐵細菌、硫酸鹽還原菌的代謝產物堵塞,這些堵塞物經常規(guī)酸化作業(yè)不能完全解除。尤其注水井長期欠注,可致油藏注采關系不完善,中低滲透層難以啟動等,嚴重影響了油田的整體開發(fā)效果。通過對低滲油藏注水欠注原因進行分析,其主要影響因素有:(1)低滲透油藏儲層孔隙度、滲透率低,同時由于低滲儲層的水敏性,造成一定程度的儲層傷害,從而造成在注水開發(fā)過程中出現啟動壓力高,注入壓力上升快;(2)受儲層構造平緩,及巖石顆粒親水性的影響,導致巖石的孔隙內束縛水飽和度較高,受外力運移困難,使注水壓力上升,甚至注不進水;(3)由于注入水與地層水配伍性差、注水水地面處理工藝不足、井筒施工過程中導致機雜、鹽類、細菌在地層中破壞原有孔隙結構,堵塞吼道,降低滲透率,導致注水壓力逐步升高,直至注不進水[1]。

        通常情況下,我們對欠產、欠注井采取的大多是常規(guī)化學增產增注措施,常規(guī)的酸將溶解油層中的碳酸鈣垢和硫化亞鐵,然而,隨著地層流體中pH值的上升,已溶解的硫化亞鐵將重新沉淀,進一步堵塞油層的孔隙空間。這些措施對解除近井地帶的鹽類及巖石碎屑堵塞能起到一定的作用,但是對于深部的復合物堵塞就難以產生效果,這就造成重復解堵難以奏效的局面。油水井多組分復合解堵降壓增注工藝技術能有效地解除這類難題[2]。

        2 多組分復合解堵降壓增注技術基本原理

        多組分復合解堵降壓增注技術是一項深部解堵與驅油相結合的油層內自動生成弱酸的復合解堵降壓增注工藝技術,與常規(guī)酸化有著本質的區(qū)別。該技術集成了酸、堿、氧化劑、熱、活性劑、CO2溶蝕性、解吸性、提取性等多種解堵功能??汕宄蛯觾炔康乃崛苄詿o機鹽垢及有機污染堵塞物,同時,處理劑Ⅰ(酸質解堵劑)、處理劑Ⅱ(堿質解堵劑)在油層內部混合反應后,生成CO2氣體,可以在儲層中形成弱酸進行深部解堵。本技術在酸化增產液中加入氧化性解堵劑,將把親油的硫化亞鐵氧化為親水的氧化鐵水化物,它將被酸中的添加劑螯合。氧化性解堵劑還能氧化由于硫化亞鐵與酸反應產生的H2S,以減少H2S對油套管的腐蝕。處理液中的膠束劑和互溶劑可溶解巖石孔隙內殘留的重烴,并作為反應殘物的結合劑,有效的防止了二次污染,使儲層的產能得以恢復??傊?,不同組分處理劑的協(xié)同解堵作用達到油井增產和注水井降壓增注的目的[3-4] 。

        (1)應用酸質解堵劑:解除各類酸溶性無機鹽垢、溶蝕儲層礦物顆粒、儲層孔隙填充物,增大儲滲空間;

        (2)應用氧化性解堵劑:解除各類有機堵塞污染,如壓裂成膠劑、殘渣,原油膠質、瀝青等重質組分;

        (3)應用堿質解堵劑:配合氧化性解堵劑,協(xié)助解除有機堵塞污染;

        (4)應用氣、熱解堵(由反應生成的CO2及反應熱):①解除儲層“冷傷害”;②可以使原油降粘;③CO2可以在儲層中形成弱酸進行深部解堵;④降低油—水界面張力,增加水的粘度20%~30%,提高水驅動用程度,增加對應油井的產量。

        3 多組分復合體系對儲層的適應性分析

        多組分復合體系對儲層的適應性研究是通過巖心酸化流動實驗、氧化劑對壓裂液殘渣降解能力實驗和綜合性能評價模擬實驗完成的[5-8]。

        3.1 酸化流動實驗

        在85℃下,多組分復合酸液通過研究區(qū)天然低滲透巖心進行反應,比較酸化前后巖心滲透率的變化和觀察巖心端面被酸蝕的嚴重程度,考察酸液體系流過巖心后滲透率的改變值和酸液對巖心骨架的破壞程度。采用巖心梯度儀評價酸質解堵處理劑1對儲層滲透率影響情況。實驗采用安塞X井天然巖心,巖心長度8 cm、直徑2.5 cm;實驗驅替壓力20 MPa,驅替排量:7~10 mL/min。

        根據試驗過程中,儀器自動采集的壓力、流量數據,繪出滲透率比值k/ko與不同類型儲層改造液驅替孔隙體積的關系曲線(見圖1)。

        實驗結果表明,酸質解堵處理劑1對低滲儲層巖心改善效果顯著,實驗后巖心端面沒有見到溶蝕痕跡。

        3.2 氧化劑對壓裂液殘渣降解能力

        在處理劑2中的強氧化劑在處理劑1中強酸性介質中被激活,氧化劑與羧甲基田菁(CMT)、羥丙基胍膠(HPG)于反應釜中進行了殘渣溶蝕性試驗,結果(見表1)。

        表1 強氧化劑對壓裂液殘渣溶蝕性能(60℃)

        可以看出,在60℃下反應1 h,處理劑FFA對壓裂液殘渣具有很高的溶蝕率,60 min平均降解率大于96%。

        可以看出,加入0.5%緩蝕劑ZF-CIA01后,腐蝕速率為0.53~1.86 g/m2·h,符合石油天然氣行業(yè)標準SY/5405-1996的規(guī)定(≤2 g/m2·h)。同時注意到隨強氧化劑濃度的提高腐蝕速率下降,產生這種現象的原因是強氧化劑在鋼材表面發(fā)生鈍化作用,生成的金屬氧化膜起到了降低腐蝕速率和保護鋼材的作用。

        表2 氧化劑腐蝕速率試驗(90℃/N-80鋼)

        3.3 綜合性能評價模擬試驗

        實驗采用室內填砂巖心長3 m;實驗溫度60℃,觀察隨著注入流體的增多,注入壓力的變化情況。

        圖2 長巖心流動試驗注入壓力變化曲線

        由圖2可知:巖心注入壓力在隨著流體通過巖心孔隙的倍數的增加而逐步下降,在PV=0.55時,注入壓力已經由19 MPa下降到7.2 MPa左右。

        4 現場試驗效果及分析

        針對超低滲油田的特點,利用多組分復合降壓增注技術,在安塞油田分別試驗了油井和注水井,均取得了較好的油井解堵和注水井降壓增注的效果。

        4.1 油井復合解堵

        2011年在長慶安塞油田實施油井多組分復合解堵措施8口,措施有效7口,措施有效率87.5%。截至2011年11月6日,措施日增油7.3 t,累計增油1105.8 t,措施效果較好。如杏XX井,2006年8月投產,開采長4+521層、長611-2層,屬超低滲油藏油井(見表3),初期日產液12.12 m3,日產油9.83 t,含水3.4%,動液面287 m。對應2口注水井注采層位對應且注水正常,2009年3月起該井產量呈明顯下降趨勢,措施前日產液1.77 m3,日產油0.77 t,含水47.3%。2010年該井測壓下層長611-2層18.83 MPa,地層能量保持水平高,分析認為近井地帶存在堵塞,2011年6月對該井實施多組分復合解堵措施,措施后生產運行曲線見圖3,產液、產油上升較快,含水平穩(wěn),取得較好效果,當年平均日增油2.6 t,累計增油330 t。

        圖3 杏XX井多組分復合解堵后生產運行曲線

        表3 安塞油田杏XX、高XX井基礎生產數據統(tǒng)計

        4.2 注水井降壓增注

        2011年在長慶安塞油田實施注水井多組分復合降壓增注措施24口,僅有2口井在措施6個月后恢復到措施前水平。截至2011年11月6日,措施仍有效21口,措施有效率87.5%,措施日增注286 m3,單井平均日增注12 m3,單井油壓平均下降2 MPa,單井套壓平均下降2 MPa,累計增注52251 m3,措施效果較好。如高XX井,2010年11月13日投注,位于候市區(qū)塊長10油藏,注水層位長1011和長1012-2,屬超低滲油藏注水井(見表3),擠活性水投注,投注初期即注不夠,泵壓15.0 MPa,油壓12.5 MPa,套壓12.5 MPa。措施前該井油壓 15.4 MPa,套壓 14.7 MPa,日配注 20 m3,日注水0,注水注不進。2011年5月13日對其進行了多組分復合降壓增注措施,措施后生產運行曲線(見圖4),油壓由措施前15.4 MPa下降到10.2 MPa,套壓由措施前14.7 MPa下降到10.0 MPa,且注水量也已達到配注要求,壓力保持平穩(wěn),有效期持續(xù)時間長,降壓增注效果較好,當年平均日增注20 m3,累計增注4858 m3。

        圖4 高xx井多組分復合降壓增注后壓力、注水量運行曲線

        5 結論

        (1)本技術是一項深部解堵與驅油相結合的油層內自動生成弱酸的復合解堵降壓增注工藝技術,與常規(guī)酸化有著本質的區(qū)別。該技術集成了酸、堿、氧化劑、熱、活性劑、CO2溶蝕性、解吸性、提取性等多種解堵功能。

        (2)多組分復合降壓增注技術采用多組分復合體系,室內適應性實驗表明,酸質解堵處理劑對低滲儲層巖心改善效果顯著,氧化劑起到了降低腐蝕速率和保護鋼材的作用,并且多組分復合體系有效的降低了注入壓力。

        (3)通過在油田的現場的試驗,措施后,油井產液、產油上升較快,含水平穩(wěn),取得較好效果;注水井的注水量已達到配注要求,壓力保持平穩(wěn),有效期持續(xù)時間長,降壓增注效果較好。此項技術具有近井地帶和遠井地帶綜合解堵的作用,對低滲砂巖儲層、堵塞類型復雜、污染嚴重的地層具有顯著的解堵、降壓增注效果,有效期長,有較好的適應性。

        [1] 壓裂酸化技術論文集[M] .北京:石油工業(yè)出版社,1999.1.

        [2] 王家印,雷芳英,岳玉紅,等.降壓增注酸化工藝在濮城南區(qū)沙二下油藏中的應用[J] .斷塊油氣田,2002,9(1):66-69.

        [3] 于鑫,吳建朝,齊德山,等.強磁振蕩脈沖增注工藝在胡慶油田的研究與應用[J] .斷塊油氣田,2003,10(4):74-76.

        [4] 周丹,李紅艷,古亮,等.姬黃37#區(qū)耿231井區(qū)長222低電阻油層儲層特征及成因分析[J] .石油化工應用,2010,29(8):60-62.

        [5] 羅躍,陳文斌,鄭力軍,等.降壓增注技術在低滲透油田的應用研究[J] .斷塊油氣田,2008,15(2):72-74.

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        Application of multi-component composite technology for plugging relief and increasing water injection in Ansai oilfield

        LI Taiyu1,ZHOU Dan2,GU Liang1,LI Shujing3,LIU Tao4
        (1.Industrial Group Company of PetroChina Changqing Oilfield Company,Xi'an Shanxi710016,China;2.Petroleum Technology Limited liability company of Xi'an Zhongfu Kaihong,Xi'an Shanxi710018,China;3.Oil Production Plant 1 of PetroChina Changqing Oilfield Company,Yan'an Shanxi716000,China;4.Oil Production Plant6of PetroChina Changqing Oilfield Company,Yulin Shanxi719000,China)

        In order to solve the problems of low permeability reservoir blocked reasons in Ansai oilfield,the multi-component composite plugging relief and injection gain technology is proposed in this paper,through laboratory experiments simulating the adaptability of this technology in Ansai low permeability oilfield.Acid treatment of plugging solution has a significant effect to improve the low permeability reservoir core and oxidants play a lower corrosion rate and the protection of steel.The tests in Ansai oilfield show that fluid and oil production increased rapidly but water smooth in oil wells,the effect of increasing oil is obvi-ous;water injection can achieve injection allocation requirements at the same time,the injection pressure significantly decreased,long period of validity,the effect on decreasing injection pressure and improved injection capacity are satisfactory.

        multi-component;composite;plugging relief;decompression and augmented injection

        TE357.6

        A

        1673-5285(2012)03-0006-05

        2012-01-16

        科技型中小企業(yè)科技創(chuàng)新基金項目-特低滲透油田多組分微乳液增產技術及產品-立項代碼:10C26216113231。

        李泰余,男(1970-),油田化學工程師,主要從事于油田化學技術和油田增產增注技術的研究和項目管理工作。

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