孟向麗,孫 林,楊 淼,夏 光,劉常清,張 寧
(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司,天津 300452;2.中海石油(中國)天津分公司渤南作業(yè)公司)
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一種復合酸在BZ34-1油田X井的應用
孟向麗1,孫林1,楊淼1,夏光1,劉常清2,張寧2
(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司,天津 300452;2.中海石油(中國)天津分公司渤南作業(yè)公司)
BZ34-1油田X井受儲層條件和生產方式影響,存在比較嚴重的高壓欠注問題,常規(guī)酸化有效期短,解堵增注效果不理想。在深入分析X井欠注原因的基礎之上,利用有機酸、無機酸和有機解堵劑的復合解堵作用,研發(fā)了一種復合酸。應用該復合酸酸化后,X井注入壓力下降了2 MPa,注水量提升了100 m3/d,增注效果明顯。
BZ34-1油田;復合酸;油井解堵
BZ34-1油田X井為先期排液注水井,于2007年7月投產,排液初期實際日產油100 m3左右,含水0.3%~1.0%。2009年4月該井轉注,注水層位為明化鎮(zhèn)組NmIII-2、NmIII-3和NmV-1油組。2010年~2015年,對該井多次進行吸水剖面測試和分層靜壓測試,發(fā)現(xiàn)三段注水層位注入能力差異較大,部分層位出現(xiàn)欠注造成地層虧空。2011年12月和2013年11月,對該井分別進行了分層酸化,但解堵增注效果都不甚理想。為此,對X井的欠注原因進行了分析,并針對該井開展了一種復合酸的研究與應用。
X井自2009年4月轉注以來,注水層位為明化鎮(zhèn)組NmⅢ-2、NmⅢ-3和NmV-1油組,采用清污混注方式進行注水。對該井的儲層條件和注水水質進行分析,其欠注原因可能有以下幾個方面:
(1)水源水與地層水配伍性差,形成鈣質垢堵塞儲層中的有效孔喉。BZ34-1油田水源水產自館陶組,而生產層位為明化鎮(zhèn)組,對注入的水源水和產出的地層水進行配伍性評價發(fā)現(xiàn):兩種水體的陰陽離子濃度相差較大,尤其是Ca2+、Mg2+離子和HCO3-、CO32-離子混合后形成沉淀,造成結垢。對這些垢樣進行能譜分析,發(fā)現(xiàn)其C、O、Ca三種元素之和超過95%,可以判定垢樣的主要成分為CaCO3。在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn),垢樣的粒徑大體分布在5~10 μm,部分甚至達到了10~40 μm,足以堵塞儲層中的有效喉道,導致儲層注水壓力升高[1]。
(2)回注水水質不合格,機械雜質和固體懸浮物等沉積堵塞近井地帶。BZ34-1油田采用清污混注方式進行注水開發(fā),其回注污水也是重要的注水水源。對水處理流程中各個節(jié)點處進行平臺在線水質監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)除水源井口處水質基本達標以外,各節(jié)點處多項指標,如含油量、固懸浮物、硫酸鹽還原菌等,均超出控制指標。回注水水質不達標,極易引起儲層損害,造成儲層滲透率下降,注水困難[2]。
(3)儲層黏土礦物含量高,容易對儲層造成水敏性傷害。BZ34-1油田儲層中黏土礦物體積分數(shù)約為8.9%,其中蒙脫石占黏土的體積分數(shù)44.7%,高嶺石占黏土的體積分數(shù)30.8%,另有少量伊利石和綠泥石等。X井注水層位黏土礦物體積分數(shù)12%~36%,最高達到35.8%,當注入水礦化度低于臨界礦化度時就會發(fā)生黏土分散、運移,進而破壞黏土礦物的集合狀結構,導致其他顆粒運移,以及孔隙的有效半徑減小[3]。
在對X井欠注原因進行深入分析的基礎之上,從解除地層有機垢、無機垢堵塞,防止儲層水敏二次傷害發(fā)生的角度,進行了復合酸的研發(fā)。該酸液體系是由無機酸HY、H3Y、H4Y,有機酸H6Y,有機解堵劑YJ,以及多種添加劑組合而成的成品酸,利用有機解堵劑YJ解除地層的有機堵塞,無機酸HY清洗鈣質,有機酸H6Y和無機酸H3Y螯合Ca2+離子,防止CaF2沉淀產生,多級緩速酸H4Y溶蝕泥質堵塞,多步緩速,保護巖石骨架;添加劑FC和WS能夠很好地起到防止黏土膨脹、穩(wěn)砂固砂以及洗油作用。
2.1配伍性評價實驗
實驗目的:確定復合酸與注入水的配伍性,避免沉淀產生。實驗條件:60 ℃,24 h。
選取3個300 mL的耐酸試劑瓶,將復合酸與BZ34-1油田注入水以1∶0,1∶1,1∶2三種體積比配液,然后混合搖勻,放入60 ℃水浴鍋中恒溫加熱24 h,觀察現(xiàn)象。從實驗結果(表1)可以看出,復合酸與BZ34-1油田注入水以三種比例混合,水浴前后均無沉淀產生及分層出現(xiàn),說明復合酸與BZ34-1油田注入水配伍性良好。
表1 復合酸與BZ34-1油田注入水配伍性實驗
2.2二氧化硅溶蝕實驗
實驗目的:評價復合酸對二氧化硅的溶蝕情況,保護儲層巖石骨架。實驗條件:60 ℃,6 h。
參照行業(yè)標準[4],選取3個300 mL耐酸試劑瓶,按照1 g∶20 mL比例加入石英砂(60~80目)和復合酸,放入60 ℃水浴鍋中恒溫6 h,水浴后取出試劑瓶,濾紙過濾后烘干稱量,計算二氧化硅的溶蝕率。從實驗結果(表2)可以看出,復合酸對二氧化硅的溶蝕率僅有0.27%,說明該復合酸能有效保護巖石骨架,避免地層垮塌。
表2 復合酸對二氧化硅的溶蝕實驗
2.3鋼片腐蝕實驗
實驗目的:評價復合酸的緩蝕性能,確保酸化施工安全。實驗條件:60 ℃,4 h。
按照行業(yè)標準[5],選取3個N80鋼片,將鋼片分別放入3個裝有復合酸的試劑瓶中,放入60 ℃水浴鍋中恒溫加熱4 h,觀察水浴前后試片表面的變化,并計算鋼片的腐蝕速率。實驗結果(表3)表明:復合酸對N80鋼片的平均腐蝕速率僅為0.6771 g/(m2·h),遠遠低于行業(yè)標準,緩蝕性能良好,能很好地保護施工管線和生產管柱等。
2.4垢樣溶蝕實驗
實驗目的:評價復合酸對BZ34-1油田模擬垢樣的溶蝕效果,保證措施的有效性。實驗條件:60 ℃,2 h。
表3 復合酸對N80鋼片腐蝕速率測定實驗
將垢樣進行洗油烘干處理,然后稱取同一質量的垢樣3份放入耐酸試劑瓶中,按照1 g∶20 mL的比例分別加入垢樣和復合酸,放入60 ℃水浴鍋中恒溫2 h,水浴后取出試劑瓶,濾網過濾后烘干稱量,計算垢樣的溶蝕率。實驗結果表明(表4):復合酸能對BZ34-1油田注水井模擬垢樣起到很好的溶蝕作用,平均溶蝕率為77%。
2015年8月11日~18日,對X井NmⅢ-2、NmⅢ-3和NmV-1油組進行了分層酸化。施工程序見表5。
表4 復合酸對BZ34-1油田注水井垢樣溶蝕實驗
X井酸化前注入壓力為11.00 MPa,注水量為790 m3/d,酸化后注入壓力下降到9.20 MPa,注水量提升到900 m3/d。另外其視吸水指數(shù)也由酸化前的75 m3/(d·MPa)提升到94 m3/(d·MPa),降壓增注效果比較明顯。
表5 X井在線酸化注酸程序
(1)由于生產方式和儲層物性的影響,X井出現(xiàn)了高壓欠注,其原因一方面是注入水影響,水質不配伍和水質不達標造成近井地帶堵塞;另一方面是儲層黏土礦物含量高,容易產生水敏性傷害。
(2)研發(fā)出的復合酸,利用有機解堵劑YJ解除地層的有機堵塞,無機酸HY清洗鈣質,有機酸H6Y和無機酸H3Y螯合Ca2+離子,防止CaF2沉淀產生;多級緩速酸H4Y溶蝕泥質堵塞,多步緩速,保護巖石骨架;添加劑FC和WS能夠很好地起到防止黏土膨脹、穩(wěn)砂固砂以及洗油作用。
(3)X井現(xiàn)場應用效果表明,該酸液體系在BZ34-1油田能起到很好的降壓增注作用,解堵效果明顯。
[1]陳超,馮于恬,龔小平.渤中34-1油田欠注原因分析[J].油氣藏評價與開發(fā),2015,5(3):44-49.
[2]楊鵬.渤南油田注水井欠注傷害機理研究[J].中國石油和化工標準質量,2012,(5):115-116.
[3]王行信,周書欣.砂巖儲層黏土礦物與油層保護[M].北京:地質出版社,1992:56-58.
[4]石油天然氣行業(yè)標準化委員會.中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準SY/T 5336-2006:巖心分析方法[S].北京:石油工業(yè)出版社,2006.
[5]石油天然氣行業(yè)標準化委員會.中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準SY/T 5405-1996:酸化用緩蝕劑性能試驗方法及評價指[S].北京:石油工業(yè)出版社,1996.
編輯:李金華
1673-8217(2016)05-0135-03
2016-04-16
孟向麗,工程師,碩士,1986年生,2011年畢業(yè)于西南石油大學油氣田開發(fā)工程專業(yè),現(xiàn)從事油氣田增產措施技術研究工作。
中國海洋石油總公司項目“海上聚合物驅增效工藝技術研究”(CNOOC-KJ 135 KJXM NFGJ 2016-04)。
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