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        深度酸壓工藝技術(shù)研究

        2013-07-05 05:27:52袁冬嬌馮超旦夢倩
        關(guān)鍵詞:酸壓

        袁冬嬌 馮超 旦夢倩

        【摘 要】本文簡要闡述了影響某油田儲層酸壓效果因素,并對某油田儲層酸壓技術(shù)難點進行了分析,提出了三種適合于某油田儲層深度酸壓改造的工作液體系即:膠凝酸、乳化酸、活性酸及其配套酸壓工藝技術(shù),并對四種深度酸壓工藝及其特點做了簡要介紹。

        【關(guān)鍵詞】酸壓;膠凝酸;乳化酸;活性酸

        1.影響某油田儲層酸壓效果因素分析

        某油田儲層酸壓增產(chǎn)措施,其控制酸壓成功的主要因素有兩個,其一是最終酸壓裂縫的有效長度,其二是酸壓后酸蝕裂縫的導(dǎo)流能力。

        2.油田深度酸壓技術(shù)難點

        該油田油藏儲層深2400~2600m,地層溫度60~70℃,為該油田儲層。儲層非均質(zhì)性強,儲集空間主要以溶洞、溶孔和裂隙為主,連通性差,基質(zhì)滲透率低,油氣滲流通道主要為裂縫。裂縫分布多變,不同裂縫并存,實現(xiàn)深度酸壓的技術(shù)要求較高。分析認為主要存在以下技術(shù)難點:

        (1)儲層溫度較高,酸巖反應(yīng)速度較快,酸液的穿透深度有限。

        (2)酸液濾失較大,要實現(xiàn)酸液的深穿透必須有效降低酸液的濾失。

        (3)為實現(xiàn)酸液的深穿透,在“大酸量、大排量、高泵壓”的原則下,縫高很難控制。

        (4)通過摩阻計算,在相同條件下,31/2″和2000m31/2″+2/7/8″管柱的施工摩阻相差近13.5MPa,因此建議在條件允許的情況下酸壓盡量采用31/2″管柱進行施工,所以油田,要實現(xiàn)深度酸壓必須實現(xiàn)酸液和酸壓工藝的有效結(jié)合。

        3.高溫緩速酸酸液體系的研究

        該油田儲層主要為灰?guī)r,儲層非均質(zhì)性極強,油藏在平面上變化較大,酸壓施工必須盡可能形成長的酸蝕裂縫,溝通天然裂縫和孔洞后,才有可能獲得高產(chǎn)。通過該油田儲層近年來的酸壓實踐及國內(nèi)外其它儲層酸壓研究結(jié)果的綜合對比,為了實現(xiàn)酸液的深穿透,選擇的酸液體系應(yīng)具有以下特點:

        ☆酸液粘度高,反應(yīng)速度低,深穿透能力強,可較為有效地延緩酸巖反應(yīng)速度,進行地層深部酸壓處理。

        ☆酸液的表界面張力低,有利于殘酸液的返排。

        ☆腐蝕速率低,可有效地防止鹽酸對油、套管及金屬設(shè)備的腐蝕。

        ☆配伍性好,可有效地預(yù)防二次沉淀和酸渣對儲層的污染。

        下面推薦幾種近年來在該油田儲層應(yīng)用比較成功的幾套酸液體系:

        3.1高粘度膠凝酸酸液體系

        20%HCL+2.0%HS-6高溫緩蝕劑+2.5%JN-2膠凝劑+1.0%LH-5鐵離子穩(wěn)定劑+1.0%FB-1助排劑+1.0%PR-7破乳劑+0.5%JM-4粘土穩(wěn)定劑。

        3.2低摩阻乳化酸酸液體系

        30%0#柴油+61.3%鹽酸(濃度31%的工業(yè)鹽酸)+2.0%NT18+2.0%HS-6緩蝕劑+1.0%FB-1助排劑+1.0%LT-5鐵離子穩(wěn)定劑+1%NT19減阻劑。

        3.3表活劑緩速酸酸液體系

        表面活性劑緩速酸是一種國內(nèi)首創(chuàng)的新型緩速酸,是一種酸的表活劑溶膠體系。該體系的緩速機理:一方面通過表面活性劑分子在該油田表面的吸附,在巖層表面形成吸附膜,減低了H+與巖面的反應(yīng)速度;另一方面因酸巖反應(yīng)物的產(chǎn)生,酸液體系在巖層與酸液的界面上形成一彈性膠團膜,進一步阻隔H+向巖層擴散,降低了酸巖反應(yīng)速度。

        該酸液體系具有以下優(yōu)點:

        ①酸液體系中不含高聚物,無殘渣,酸液對儲層的傷害低。

        ②酸液粘度高,根據(jù)不同需求酸液粘度在30~65mPa.s范圍內(nèi)可調(diào)。

        ③反應(yīng)速度低,酸液的緩速性能好。同等條件下,其反應(yīng)速度相當(dāng)于乳化酸的1/2~1/3,相當(dāng)于膠凝酸的1/4~1/5,可實現(xiàn)地層深部酸化處理。

        ④酸液摩阻低,易于實現(xiàn)高排量,高泵壓作業(yè)。通過大型酸液流動回路實驗系統(tǒng)測試,5m3/min排量下,其摩阻只相當(dāng)于清水的15%,同等條件下,膠凝酸的摩阻相當(dāng)于清水的60%,低摩阻乳化酸摩阻相當(dāng)于清水的300%。

        ⑤酸液易破膠,殘酸粘度低、易返排。由于該表面活性劑本身就是一種極好的起泡劑,返排過程中會產(chǎn)生大量的泡沫,極大地降低了液柱壓力,是酸液容易返排出地層。同時由于泡沫具有一定的粘度,易于將一些酸不溶物帶出地層,極大地減少了地層傷害。

        4.幾種深度酸壓工藝及其特點

        4.1前置液酸壓工藝技術(shù)

        4.1.1前置液+高粘度膠凝酸酸壓技術(shù)

        該項技術(shù)是施工初期先用高粘非反應(yīng)性前置壓裂液壓開地層形成裂縫,接著高壓注入酸液的技術(shù)。由于前置液的降溫、降濾和造寬縫等作用,大大降低了酸巖反應(yīng)速度,能顯著增大酸穿透距離。膠凝酸最佳粘度一般在30~40mPa·s左右,殘酸返排粘度一般應(yīng)在5~10mPa·s之間,既易于返排,又能夠攜帶反應(yīng)后地層裂縫中脫落的固相微粒,降低酸壓對地層的二次傷害。

        4.1.2前置液+低摩阻乳化酸酸壓技術(shù)

        目前乳化酸體系的摩阻都較高,造成酸壓施工壓力高、排量低,排量在2.5m3/min時,地面施工泵壓已在80MPa以上,導(dǎo)致注入乳化酸所需時間要比注入同體積膠凝酸的時間長近一倍,這將乳化酸的緩速優(yōu)勢基本抵消,不能真正實現(xiàn)深部酸壓的目的。低摩阻乳化酸在4.0m3/min排量下,摩阻僅為清水的80%左右,基本可以實現(xiàn)乳化酸大排量、高泵壓、深穿透的酸壓目的。

        4.1.3前置液+表面活性劑緩速酸酸壓技術(shù)

        利用高粘前置液壓開地層造縫,然后注入表面活性劑緩速酸的一種酸壓工藝。該工藝的特點是:

        ①酸液體系中不含高聚物,無殘渣,酸液對儲層的傷害低。

        ②酸液粘度高,酸液粘度在30~65mPa.s范圍內(nèi)可調(diào)。

        ③酸巖反應(yīng)速度低,酸液的深穿透能力強。

        ④酸液摩阻低,易于實現(xiàn)高排量,高泵壓作業(yè)。

        ⑤酸液易破膠,殘酸粘度低、易返排。

        4.2多級交替注入酸壓工藝

        該工藝特點是利用前置液與酸液交替注入,形成較長的且導(dǎo)流能力較高的酸蝕裂縫,從而提高酸化效果。該工藝的主要優(yōu)勢在于作用范圍大,可以獲得較長的酸蝕裂縫穿透距離,酸液濾失低,酸蝕裂縫的導(dǎo)流能力高。目前已成為實現(xiàn)深度酸壓的主流技術(shù)。前期該油田儲層酸壓改造結(jié)果也表明了多級交替注入酸壓工藝良好的適應(yīng)性,建議在油田深度酸壓中使用。

        4.3控高酸壓工藝技術(shù)

        該工藝是在前置液壓開地層后注入轉(zhuǎn)向劑(控底劑、控頂劑),控制逢高的延伸。此外該轉(zhuǎn)向劑還是良好的降濾劑,可以有效降低酸液的濾失,促使酸液向地層深部穿透。該技術(shù)在彩南油田壓裂中用于控制底水,取得了良好的增油控水效果,建議在井區(qū)有條件的井開展控高酸壓試驗。

        4.4輔助降濾酸壓技術(shù)

        輔助降濾酸壓工藝是在原來工藝基礎(chǔ)上,在注酸前及過程中注入一段或幾段耐酸型降濾液,增大酸液在近井酸蝕程度高的縫隙中的滲濾阻力,降低后續(xù)酸液的濾失,提高前緣酸液的有效推進速度和穿透深度。進而增大建立新的有效連通的可能,獲得有效增產(chǎn)。該項工藝的技術(shù)關(guān)鍵在于降濾液的類型研究和用量及段數(shù)的優(yōu)化。工藝技術(shù)優(yōu)點:①工藝實現(xiàn)簡單易行;②能一定程度上實現(xiàn)深穿透連通;③費用增加不大。

        5.認識及建議

        (1)膠凝酸粘度的提高進一步延緩了酸鹽反應(yīng)速度,降低了酸液濾失,對提高酸液的有效酸蝕作用距離是有效的。

        (2)低摩阻乳化酸具有酸液粘度高,緩蝕緩速性能好等特點,基本可以實現(xiàn)乳化酸大排量、高泵壓、深穿透的酸壓目的。

        (3)表面活性劑緩速酸同膠膠凝酸和乳化酸相比,具有酸液粘度高,酸液的緩速性能好,摩阻低,易破膠返排,對儲層傷害低等特點,易于實現(xiàn)超深井大排量、高泵壓的酸壓施工。

        【參考文獻】

        [1]徐同臺,趙敏,熊友明等.保護油氣層技術(shù).石油工業(yè)出版社.

        [2]趙福麟.油田化學(xué).石油大學(xué)出版社.

        [3]張琪.采油工程原理與設(shè)計.石油大學(xué)出版社.

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