劉曉賓(中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津300459)
渤海是被山東半島和遼東半島包圍的半封閉內(nèi)海,由遼東灣、渤海灣、萊州灣、渤海中部和渤海海峽組成。
渤海某井地質(zhì)構(gòu)造為黃河口凹陷中央部位,該構(gòu)造群發(fā)育于渤南潛山帶南,該井主要開采沙河街組儲層[1],埋深-2438.6~-2741.3m。該井投產(chǎn)后,產(chǎn)液量明顯低于同層位井,且生產(chǎn)一段時間后出現(xiàn)電潛泵過載無法起泵現(xiàn)場,檢泵發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)井內(nèi)結(jié)垢污染情況,分析可能存在儲層污染。通過對該井低產(chǎn)原因的分析,并進行相應的增產(chǎn)措施,最終恢復其正常生產(chǎn)產(chǎn)能。本文主要圍繞該井情況,應用螯合解堵技術(shù)處理的分析,為今后油井解除污染的處理提供有力的參考。
該井下入9-5/8"套管+7"尾管,采用尾管射孔完井,不防砂[2]。
投產(chǎn)初期下入Y 型分采管柱,舉升方式為電潛泵,下入金屬防垢器,下泵日期2018 年9 月21 日,生產(chǎn)6 天后手動停泵進行地面管線配管,配管完成后復啟電泵失敗,過載停泵,表現(xiàn)為頻率提不上去,電壓提不上去,電機溫度上升。嘗試反循環(huán)洗井后,復啟電泵仍過載停泵,故障現(xiàn)象依舊,初步判斷為泵軸遇卡。
2018年11月1~11日,對該井實施檢泵作業(yè),提井結(jié)果顯示機組外觀良好,但電泵盤軸不動,泵葉輪、導殼表面及流道處覆蓋有大量的油泥,防垢器表面附著有大量的油泥,流道內(nèi)結(jié)垢嚴重,X-射線熒光光譜固體元素分析結(jié)果初步推斷垢樣成分主要為Fe2O3、BaSO4與CaCO3,還有少量的MgCO3。分析認為油泥堆積及結(jié)垢是導致上套機組無法正常啟動的主要原因。下入新泵,2018 年11 月11 日,啟泵復產(chǎn),至26 日,油井流壓(由18MPa降至7.8MPa)、產(chǎn)液量(由90 m3/d降至30 m3/d)較復產(chǎn)時下降明顯。
2019 年該井累計進行了兩次檢泵作業(yè)。期間發(fā)現(xiàn)上節(jié)電泵盤軸不動,下節(jié)電泵盤軸困難,上泵、下泵內(nèi)葉輪及導殼被垢覆蓋,防垢片及防垢片隔套都被垢覆蓋。以上部位取樣垢樣化驗分析結(jié)果為,主要垢樣為碳酸鈣和碳酸鎂,次要垢樣為二氧化硅和硫酸鋇。下入新泵,啟泵復產(chǎn),油井液量、流壓低,運轉(zhuǎn)10 日過載停泵,反循環(huán)洗井后復啟仍過載停泵。針對當時情況,考慮目前井下機組電氣性能良好,同時結(jié)合前兩套機組嚴重結(jié)垢的提井情況,分析該井結(jié)垢遇卡的可能性大,對該井使用隱形酸完井液進行浸泡,嘗試解堵。浸泡多日后,雖然井口出現(xiàn)返出,但量非常小,重新啟泵失敗。且第二次檢泵后下入電潛螺桿泵,三段合采,復產(chǎn),生產(chǎn)情況依舊補液多日后,含水仍100%,生產(chǎn)一個月后,手動停泵關(guān)井。
對該井井史和結(jié)垢取樣進行分析,發(fā)現(xiàn)垢樣化學成分主要是碳酸鈣、鎂垢、鐵垢及微量硫酸鋇、鍶垢組成的復合垢;同時,分析沙河街組的巖心取樣,發(fā)現(xiàn)其中含有一定比例的硫鐵礦石。結(jié)合該井完井工藝分析,認為主要原因:該井完井期間使用的隱形酸完井液呈酸性,能夠與硫鐵礦石反應生成鐵離子,隨著油井生產(chǎn)進入井筒中與井液中的游離氧發(fā)生反應,形成鐵銹。同時,隨著完井液的逐步排除,井筒內(nèi)的酸性減弱,形成的Fe2O3無法繼續(xù)溶解,逐步堆積于機組內(nèi)部,凝結(jié),造成無法正常生產(chǎn)。
次要原因:沙河街組原油具有三低兩高的特點,即密度低,粘度低,含硫量低,含蠟量高,凝固點高[3],膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量9.28%~16.13% ,含蠟量0.62%~6.65%,外來流體侵入容易造成蠟質(zhì)、膠質(zhì)瀝青質(zhì)等重質(zhì)成分析出的冷傷害。
該井采用的螯合解堵工藝,主要處理劑為鋇鍶垢解堵劑和鈣鎂垢解堵劑。其中鋇鍶垢絡(luò)合解堵劑通過斷鏈劑進行斷鏈,把鋇鍶離子絡(luò)合到選擇的絡(luò)合劑活性基團位置,讓鋇鍶離子絡(luò)合,變?yōu)橐兹芙庥谒男》肿踊衔?,達到被去除硫酸鋇鍶垢的目的[4]。鈣鎂垢解堵劑能有效清除碳酸鹽垢、銹垢和二價石油磺酸鹽垢和聚合物垢[5];均為乳白色固體粉末或者無色液體,無毒、無味、不燃、不爆。不含無機酸、有機酸、堿性物質(zhì)及各類有機溶劑,并且解堵后易降解,對流程無影響。處理液的擠注順序如表1所示。
表1 處理液段塞注入程序表
MPa m3/min m3 m3 1 2 3擠注前,用解堵泵環(huán)空補液,保證解堵作業(yè)前油套環(huán)空充滿正擠處理液正擠頂替液≤21 0.1~1.5 32 80≤21 0.1~1.5 16 96 1、停泵,測壓降5-15min;2、解堵后測電泵機組對地絕緣及三相直阻;3、關(guān)井反應72h,期間進行鋼絲作業(yè),開滑套。4、啟泵生產(chǎn),返排液首先進泥漿池,測PH值,合格后進流程。
返排液成分分析,返排液中元素成分與前期認識一致,本次解堵施工作業(yè),隨著預處理液進入地層,解除了鈣鎂垢及鐵垢等多價金屬固相傷害物(主要為無機垢),改善儲層滲流通道,螯合解堵劑基本處于中性,擠注進儲層后,泵壓逐步下降,擠注排量提升,證明該解堵劑能夠有效解除堵塞。
關(guān)井反應72h開始返排,螯合解堵后產(chǎn)液能力明顯提升,待解堵液返排完后,該井產(chǎn)油量穩(wěn)定在40~45 方/天,且生產(chǎn)壓差遠低于解堵前,含水率也下降至47%,說明螯合解堵工藝有效的解除了該井的儲層污染。
通過對該井解堵作業(yè)的分析,對今后類似油井的解堵及增產(chǎn)提供借鑒:
(1)通過螯合解堵措施,有效解決了結(jié)垢造成的儲層堵塞,提高了油井產(chǎn)能;
(2)從堵塞物成分分析和后期返排液的取樣分析,堵塞物主要由鈣鎂垢、鐵垢及硫酸鋇垢為主,為后續(xù)類似問題的解決積累了經(jīng)驗;
(3)渤海深部儲層存在地層溫度高、破裂壓力高、滲透率小等問題,螯合解堵的解堵劑基本處于中性,對套管和井下管柱的腐蝕小,能夠在儲層中長時間浸泡,較常規(guī)酸化作業(yè)具有優(yōu)勢。