王志明，宋 奇，楊 蕾，馬 翔，王建華

(中國石化江蘇油田分公司工程技術(shù)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

清潔屏蔽暫堵技術(shù)在油井防污染洗井中的應(yīng)用

王志明，宋 奇，楊 蕾，馬 翔，王建華

(中國石化江蘇油田分公司工程技術(shù)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

洗井過程因入井液侵入造成油層污染，導(dǎo)致油井產(chǎn)量恢復(fù)周期長甚至嚴(yán)重減產(chǎn)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。清潔屏蔽暫堵洗井技術(shù)通過油溶性暫堵劑應(yīng)用，在炮眼處形成暫堵層，從而減少洗井過程的流體漏失和屏蔽壓力激蕩，有效減輕了油層污染。目前該技術(shù)已在5口井成功應(yīng)用，全部見效。措施井洗井平均產(chǎn)量恢復(fù)期由68.8 d縮短到6.4 d，累計(jì)減少洗井原油損失達(dá)216.2 t。其中4口措施井見到堵水増油效果，熱洗后產(chǎn)油量上升，綜合含水下降。

熱洗井 油層污染 暫堵 堵水増油

洗井是保持油井正常生產(chǎn)的常規(guī)維護(hù)措施，作業(yè)過程因入井液侵入而造成油層污染的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為此開展清潔屏蔽暫堵技術(shù)研究，開發(fā)了一種油溶性微粒暫堵劑SA-1，建立了相應(yīng)的施工工藝。該技術(shù)能夠有效封堵洗井作業(yè)時(shí)的入井液漏失，并在油井恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)快速解堵。

1 清潔屏蔽暫堵洗井原理

利用油溶性暫堵劑，在炮眼附近快速形成致密的暫堵層[1-2]，建立有效封堵，減少洗井過程中的流體侵入油層，屏蔽地層壓力激蕩，大幅度降低水敏、原油乳化和深層堵塞等傷害現(xiàn)象的發(fā)生，以達(dá)到保護(hù)油氣層的目的；洗井結(jié)束后，油井正常生產(chǎn)，暫堵層在地層原油的作用下快速溶解，油層滲流通道和生產(chǎn)能力得以迅速恢復(fù)；部分堵劑進(jìn)入到高滲水流通道內(nèi)部，溶解滯后或者不溶解，起到一定的堵水増油作用。

2 暫堵劑性能評(píng)價(jià)

2.1粒徑分布

暫堵劑粒徑分布應(yīng)當(dāng)與儲(chǔ)層巖石孔道的孔徑分布相匹配，能夠在儲(chǔ)層巖石表面迅速形成致密濾餅，建立有效封堵，避免發(fā)生入井液的持續(xù)大量漏失和儲(chǔ)層巖石孔道深層堵塞。根據(jù)理想充填理論[3-4]，研發(fā)的SA-1暫堵劑是一個(gè)寬跨度且連續(xù)分布的均勻懸浮體系，粒徑分布范圍為0.78 ～300 μm，主要粒徑分布集中在16～120 μm之間(圖1)，能夠?qū)ι皫r儲(chǔ)層中大小不同的孔喉進(jìn)行有效封堵。

圖1 暫堵劑SA-1顆粒粒徑分布曲線和顆粒粒徑分布累積曲線

2.2分散性能

暫堵劑顆粒應(yīng)當(dāng)均勻地懸浮分散在攜帶介質(zhì)中，才便于被穩(wěn)定攜帶到目的層段，實(shí)現(xiàn)對(duì)目的層段的有效封堵。

SA-1暫堵劑由油溶性微粒、表面活性劑和分散劑改性復(fù)配而成，在水中具有良好的分散性能(表1)，可與水復(fù)配成任意濃度，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的需要。暫堵劑溶液經(jīng)長時(shí)間靜置時(shí)，可能出現(xiàn)輕微分層和板結(jié)現(xiàn)象，使用前再次攪拌即可重新均勻分散，不影響施工效果。

表1 不同濃度SA-1溶液分散性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 SA-1顆粒溶解性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果

注：實(shí)驗(yàn)編號(hào)4，5的原油樣品為60 ℃下測(cè)試數(shù)據(jù)，其余為常溫測(cè)試數(shù)據(jù)。

2.3溶解性能

清潔屏蔽暫堵工藝要求暫堵劑微粒形成的濾餅?zāi)軌驅(qū)λぷ饕盒纬闪己玫姆舛?，同時(shí)封堵層又必須能夠被原油完全溶解。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SA-1暫堵劑顆粒完全不溶于測(cè)試所用酸和水，但能夠完全溶解于測(cè)試所用不同成品油或原油樣品中，能夠良好滿足清潔屏蔽暫堵工藝對(duì)暫堵劑顆粒的溶解性能要求(表2)。

2.4耐溫性能

暫堵劑材料的軟化點(diǎn)應(yīng)當(dāng)高于熱洗工作液溫度和地層溫度，才能保證施工過程形成的屏蔽暫堵層的結(jié)構(gòu)完整性。采用環(huán)球法測(cè)得SA-1暫堵劑的平均軟化點(diǎn)為120.7 ℃。江蘇油田多數(shù)油井地層溫度在60～100 ℃范圍內(nèi)，熱洗液溫度約為90 ℃，因此SA-1暫堵劑具有較好的耐溫性能，能夠滿足多數(shù)油井的熱洗工藝施工需要。

3 封堵和解堵效果

3.1實(shí)驗(yàn)方法

采用巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法評(píng)價(jià)暫堵劑對(duì)不同油藏區(qū)塊巖心的封堵和解堵效果。具體實(shí)驗(yàn)方法如下：

(1)巖心原始滲透率測(cè)定：90 ℃溫度條件下，用3%NH4Cl溶液驅(qū)替，測(cè)得巖心正向水相滲透率KW；緊接著用煤油反向驅(qū)替，測(cè)得巖心反向油相原始滲透率KO；

(2)封堵效果評(píng)價(jià)：90 ℃溫度條件下，注入50% SA-1暫堵劑溶液6 PV，侯凝2 h；測(cè)得封堵后正向水相滲透率KW1。暫堵劑封堵率計(jì)算如式(1)所示：

(1)

(3)解堵效果評(píng)價(jià)：采用煤油解堵液，在90 ℃條件下，對(duì)已被堵劑封堵好的巖心進(jìn)行反向解堵實(shí)驗(yàn)，測(cè)得反向油相滲透率KO1。暫堵劑解堵率計(jì)算如式(2)所示：

(2)

3.2結(jié)果與討論

暫堵劑SA-1對(duì)不同油藏區(qū)塊巖心的封堵和解堵效果實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，暫堵劑能夠?qū)r心流動(dòng)通道形成有效封堵，平均封堵率達(dá)93.16%；煤油驅(qū)替能夠有效清除暫堵劑形成的封堵，平均解堵率達(dá)96.99%(表3、圖2、圖3)。

表3 不同油藏區(qū)塊巖心的封堵和解堵效果評(píng)價(jià)

圖2 暫堵劑SA-1對(duì)不同巖心的封堵曲線

圖3 暫堵劑SA-1對(duì)不同巖心的解堵曲線

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與效果分析

針對(duì)過往存在污染傷害的油井，開展清潔屏蔽暫堵熱洗技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，5口井全部見效(如表4所示)。措施井洗井平均產(chǎn)量恢復(fù)期由68.8 d縮短為6.4 d，累計(jì)減少洗井造成的原油損失達(dá)216.2 t。其中4口措施井見到堵水増油效果，暫堵熱洗后產(chǎn)油量上升0.4～0.8 t/d，綜合含水下降4%～6%。

表4 清潔屏蔽暫堵熱洗技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)

典型井例分析：W15-12井

2015年1月30日該井采用地層水常規(guī)洗井，洗井后出現(xiàn)污染現(xiàn)象，日產(chǎn)油由措施前2.3 t下降至1.6 t，含水率由措施前76.7%上升至84.5%，65天后恢復(fù)油井產(chǎn)量，洗井累積影響原油產(chǎn)量達(dá)44.3 t。

2015年6月3日該井實(shí)施清潔屏蔽暫堵熱洗，取得顯著堵水增油效果。洗后產(chǎn)液基本保持穩(wěn)定，日產(chǎn)油由2.0 t上升至2.6 t，含水率則由79.6%降低至74.8%，洗井累積影響原油產(chǎn)量降至9.4 t。

W15-12井清潔屏蔽暫堵熱洗井效果評(píng)價(jià)(如圖4所示)：相比于常規(guī)地層水洗井，具有兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：一是產(chǎn)量恢復(fù)周期縮短，有效減少洗井產(chǎn)量影響，產(chǎn)量恢復(fù)期由常規(guī)洗井的65 d下降至4 d，減少洗井產(chǎn)量原油損失達(dá)34.9 t；二是堵水増油效果明顯，含水下降5%，日產(chǎn)油量上升0.6 t，累積增油6.2 t。

圖4 W15-12井常規(guī)洗井和暫堵洗井效果對(duì)比

5 結(jié)論與建議

(1)油溶性暫堵劑SA-1能夠?qū)r心流動(dòng)通道形成有效封堵，平均封堵率達(dá)93.16%；通過驅(qū)替煤油能夠快速有效解堵，平均解堵率達(dá)96.99%。

(2)清潔屏蔽暫堵熱洗技術(shù)能夠減少洗井過程中的流體漏失，并且屏蔽洗井過程的壓力激蕩，從而有效減輕油層污染；進(jìn)入高滲水流通道內(nèi)的暫堵劑滯后溶解或不溶解，可以起到一定的堵水增油作用。

(3)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，清潔屏蔽暫堵熱洗技術(shù)能夠顯著縮短油井洗井的產(chǎn)量恢復(fù)期，且多數(shù)可以見到堵水増油效果。

(4)該項(xiàng)技術(shù)不僅可以預(yù)防低壓油層因洗井液侵入而造成的洗井污染，還可以用于既有洗井污染傷害油井的治理，起到一定的降水増油效果，建議進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

[1] Abrams A．Mud design to minimize rock impairment due to particle invasion[J].J Petrol Technol，1977，29(3)：586-593．

[2] 羅平亞院士文集．鉆井完井過程中保護(hù)油層的屏蔽式暫堵技術(shù)[M].北京：中國大百科全書出版社，1997：68-98.

[3] Smith P S,Browne P S,Heinz T J,et al.Drilling fluid design to prevent formation damage in high permeability quartz arenite sandstones[R].SPE 36430，Oct,1996:629.

[4] Mota M,Teixeira J A,Bowen W R,et al.Interference of coarse and fine particles of different shape in mixed porous beds and filter cakes[J].Minerals Engineering，2003,16(2):135-144.

(編輯 韓 楓)

Application of clean temporary blocking technologyin oil well washing with anti-pollution

Wang Zhiming,Song Qi,Yang Lei,Ma Xiang,Wang Jianhua

(PetroleumEngineeringTechnologyResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China)

In the process of well washing,the formation pollution was caused by the flushing fluid invasion,which led to the phenomenon that the production of oil well need a long time to be recovered or even severely reduced.The well washing with clean temporary blocking technology is to form a temporary blocking layer in the perforation hole by using oil soluble temporary plugging agent,thereby reduce fluid leakage and shield pressure agitation during well washing,and effectively reduce the washing damage.Up to now,the technology has been successfully applied in 5 wells.The average recovery period of oil well was shortened from 68.8 d to 6.4 d, and it was reduced the crude oil loss of 216.2 t caused by well washing.The oil production was increased and water cut was decreased in 4 wells of them.

well hot washing；oil reservoir pollution;temporary blocking;water plugging and increased oil

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.02.015

2016-11-21；改回日期：2017-02-13。

王志明(1981—)，副研究員，從事注水配伍與儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)研究工作。E-mail：wangzhim.jsyt@sinopec.com。

TE25

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