田苗 王濤 馮青 狄桂榮 曾鳴 楊慰興(中海油田服務股份有限公司,天津 300459)
渤海Q油田位于一個大型復雜的斷裂背斜上,油層埋藏淺,儲層疏松,膠結程度差,以泥質膠結為主,黏土礦物含量高、成分復雜,敏感性強。含油井段長,油層累計厚度大,小層數(shù)量多,非均質性強。油田原油為重質油,黏度為0.9~944mPa·s。
壓裂等儲層改造措施受到平臺空間、作業(yè)費用等條件限制,因而酸化解堵技術應用廣泛。近年來受井況復雜、返排液處理難度大等因素影響,非酸及生物酶等新型解堵技術也得到了一定程度應用。分析油井低產原因,明確解堵潛力層,以便采用合適的解堵措施,對于高含水油田的控水穩(wěn)產、提高開發(fā)效果具有重要意義。
造成Q油田油井低產的因素眾多,結合油藏認識、生產動態(tài)、巖心實驗分析、垢樣化驗分析等手段,認為造成油井低產的原因主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
鉆完井和修井過程中鉆、完井液和修井液漏失會造成近井地帶黏土礦物水化膨脹、分散運移,引起水敏性傷害,堵塞地層孔隙和油流通道。鉆完井過程的高黏堵漏劑,鉆完井液中的黏土等固相顆粒侵入,也會造成地層堵塞。
油田部分油井實鉆顯示壓力保持相對較好,各主力層與注水井連通較好。而油井投產后未達到配產,比采液指數(shù)明顯低于周邊生產相近層位、物性近似的油井,可以結合鉆完井情況,判斷該井是否存在鉆完井污染。根據(jù)完井報告資料,部分油井完井液漏失比較多,以Q38井為例,該井完井作業(yè)期間,最大完井液比重1.2g/cm3,漏失量439m3。因此,要進一步優(yōu)化完井液配方,確定合理的壓差,控制漏失量,減少完井液對儲層的傷害。
Q油田邊、底水能量弱,采用早期注水保持地層壓力開發(fā)。但由于局部井網不完善,注水水質差,縱向吸水干擾大等原因,水井吸水能力下降快,隨著開采,地層壓力呈現(xiàn)逐漸下降趨勢,導致油井產量衰減。對于地層能量不足的油井,難以保障解堵措施后的增液效果,在地層壓力未改善前,不宜進行油井解堵作業(yè)。
通過分析注采關系,結合隨鉆測壓和打水測漏失等資料,判斷地層壓力保持情況。對油井以較大排量向環(huán)空打水測漏失,通過井口返出情況可以推測井底是否存在吸液能力強的欠壓層,進而提高解堵成功率。以Q18井為例,打水41m3后井口見到返出,之后排量2bbl/min見返出,排量1bbl/min,無返出,可知漏失量很低,推測該井液量下降不是因為地層壓力不足。
Q油田儲層以粉細砂到中砂為主,膠結程度差,填隙物以泥質為主,黏土礦物含量高,通常大于15%,具有強水敏、中等偏弱速敏等特征。
油井產液量高,生產過程中微粒易發(fā)生剝落、運移,導致細粉砂、黏土等固相顆粒堵塞近井附近。油井非產層泥質含量高,出水后易造成泥質脫落,原油見水后乳化攜帶細粉砂運移,都會造成地層孔喉的堵塞。此外,原油黏度大,地下滲流阻力大,尤其在近井地帶隨溫度、壓力等急劇變化,流動剪切會進一步造成粉、細砂巖的運移。
Q油田原油黏度高,膠質、瀝青質含量高(約25%),且生產壓差大,原油在近井地帶可能發(fā)生脫氣,進而產生膠質、瀝青質等有機堵塞,降低儲層滲透性,影響油井產量。
Q油田地層水鈣鎂等離子含量高,隨著油田開采,部分油井長期產水,且含水率較高,易形成碳酸鈣垢、硫酸鈣垢等無機垢類沉淀,導致滲透率下降。根據(jù)油田生產及修井情況,個別平臺的部分油井存在結垢現(xiàn)象,油井井口無流動,檢泵過程中存在機組大量結垢、油嘴被堵的情況。通過現(xiàn)場垢樣取樣,化驗分析成分主要是鈣垢和鐵腐蝕產物。
受平臺空間、作業(yè)費用等條件限制,酸化解堵是Q油田油井常用的增產措施,此外非酸解堵、生物酶解堵等無需返排的解堵技術也得到了一定程度的應用。
酸化是Q油田重要的增產措施之一,多氫酸、氟硼酸等體系應用較多。可以實現(xiàn)不動管柱酸化作業(yè),對于普通的合采管柱,通過油套環(huán)空反擠酸液;對于Y分管柱,使用鋼絲作業(yè)投撈Y堵,從油管正擠酸液。近幾年Q油田油井年酸化量平均在20井次左右,為油田產量的完成做出了重要貢獻,經濟效益明顯。
但產出液的處理一直是困擾海上油田油井酸化的技術難題之一。常規(guī)酸體系需返排設備,對場地要求較高。此外,酸液使用不當,可能會對流程及管柱產生影響,還容易造成二次沉淀。
砂巖酸化中易產生鐵化合物、氟硅酸鹽、氟化鈣等二次沉淀,會造成儲層傷害,對酸化效果造成重要影響。而非酸解堵通過鰲合一部分金屬離子,能一定程度減少這些沉淀的產生,從而改善酸化效果[1]。
非酸解堵體系較常規(guī)酸化反應緩慢,可以與污染物及孔道壁面更加充分接觸,反應后殘液穩(wěn)定性好,不會產生二次傷害,能有效解決殘液影響流程的問題,返排液能夠直接進生產流程,可以大幅提升作業(yè)時率。
目前Q油田已實施的非酸解堵,除了個別油井增液不增油外,大都有較好的增油效果,部分油井措施后初期日增油30m3/d以上。但非酸解堵對鉆完井中高粘堵漏劑等造成的傷害,措施效果有限,此類低產井建議首選油井酸化。
生物酶是運用現(xiàn)代生物技術制成的一種以蛋白質為基質的非活性制劑,可以改變巖石的潤濕狀態(tài),具有非常高的釋放儲層巖石顆粒表面碳氫化合物的能力,能使儲層中附著在巖石上的原油迅速分離,溶解沉積在近井地帶的有機垢,達到疏通油流通道、降低流動阻力的目的。生物酶解堵效果好,無需返排,具有良好的自破乳功能,具有安全、高效、施工方便等優(yōu)點[2]。
生物酶主要解決膠質、瀝青質等有機堵塞,對油井含水等有一定要求(含水40%~80%,生物酶可吸附在巖石表面,持久地發(fā)生作用),藥劑成本較高,這些問題都在一定程度上限制了該技術的推廣應用。
通過總結Q油田近年來解堵技術的應用實踐和效果,發(fā)現(xiàn)還主要面臨以下問題和挑戰(zhàn):
體系的選擇是解堵技術的核心,解堵需要設計高效低傷害針對性的體系和配套添加劑。
通過分析油藏地質特征、開發(fā)特征,結合單井生產和歷次作業(yè)情況,分析低產原因,選擇針對性的解堵體系。
儲層傷害通常是多種因素綜合作用的結果,在解堵體系設計時應盡量考慮對盡可能多的傷害因素的解除,并考慮在儲層改變、保護等方面發(fā)揮作用。酸化體系主要解決細粉砂及黏土堵塞的問題,需選用緩速酸,以防酸液對巖石骨架造成傷害,同時延長有效期。部分油井污染原因復雜,可考慮進行復合解堵,兼顧解除膠質、瀝青質等有機垢及鈣鎂、鐵等無機垢,同時溶解黏土、細粉砂運移堵塞物,抑制二次沉淀,改善油流通道。
Q油田含油井段長、縱向層系多、多段合采,層間滲透率、壓力差異大,層間矛盾突出。油田處于中高含水期,主力產油層也是主要的出水層?;\統(tǒng)注入解堵液,解堵液易沿著高滲透層指進,而對低滲儲層改造力度弱,容易造成含水上升,呈現(xiàn)增液不增油的特點。
針對油井層間物性、壓力及水淹差異大等特點,從井況上看,可以逐漸采用分層開采的方式,結合生產測試、油藏工程及數(shù)模模擬等手段判斷各小層的產能貢獻、含水率、剩余油潛力等,針對性的進行分層解堵。從分流工藝看,建議可以采用暫堵劑、泡沫分流等化學轉向輔助措施,解決多層長井段非均質儲層解堵液分布不均的問題,進一步提高油井解堵效果。
油井酸化后的殘酸容易引起儲層堵塞沉淀,返排是減少沉淀的最好處理方法。常規(guī)酸化返排設備占地面積大、工期長,影響平臺其它作業(yè)的開展。返排液成分復雜,固懸物、金屬離子含量高,乳化程度高,油水分離困難[3]。海上油田生產流程短,應對返排液沖擊的能力較弱,返排液易對平臺電脫等裝置產生影響,影響流程穩(wěn)定和外輸。
返排液中的硫化亞鐵是導致返排液乳化油乳化狀態(tài)趨于穩(wěn)定的主要原因。酸化返排開始后,可以注入鐵離子穩(wěn)定劑,與返排液中的亞鐵離子絡合,降低其含量,進而減少乳化液的形成,在Q油田應用效果顯著。
此外還可以對返排液中和、過濾處理后再回注注水井,這樣既可以解決酸化作業(yè)后返排液處理困難的問題,還可以對平臺注水井進行簡單的解堵處理[4]。
除上述幾大主要挑戰(zhàn)外,Q油田油井解堵還面臨多輪酸化有效期變短、效果變差,疏松儲層出砂,大斜度井、水平井等復雜結構井的分流布酸難度大等問題。
(1)鉆完修井污染、地層能量不足、微粒運移及垢類沉淀等是造成渤海Q油田油井低產低效的主要原因。
(2)針對地層污染,目前在Q油田主要應用油井酸化、非酸及生物酶解堵等增產措施,取得了較好的應用效果,但也具有一定的技術局限性。
(3)近些年來海上油田解堵技術發(fā)展迅速,加強解堵技術綜合研究,研發(fā)高效低傷害有針對性的新型解堵體系,實現(xiàn)多體系協(xié)同增效,解決多重傷害問題,達到最佳解堵效果,是未來海上油田解堵技術的發(fā)展方向。