李 峰
中國石化勝利油田分公司純梁采油廠,山東東營 256504
純梁油田儲層條件復(fù)雜,平面上區(qū)塊小而多,區(qū)塊之間差異大;縱向上層多而薄,非均質(zhì)性強,變化大,不同區(qū)塊不同油層呈現(xiàn)出不同的物性和敏感性[1],儲層改造難度大。針對純梁油田儲層多薄雜、非均質(zhì)性強的特點,有必要開展針對性的酸化工藝研究,實現(xiàn)儲層的均勻改造,從根本上提高純梁油田酸化效果,實現(xiàn)區(qū)塊的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn),提高采收率。
純梁油田儲層為濱淺湖灘壩砂沉積[2],主要開發(fā)C1、C2、C3、C4、C5等5個砂層組,21個含油小層,平均單層厚度僅1.3 m,厚度小于1 m的單層占90%,部分層間間距低于2 m,縱向上層多、層薄、層間間隔小,非均質(zhì)性強,機械分層酸化難度大,見圖1。
圖1 純化油田純17塊小層砂體厚度和巖性分布
純梁油田儲層巖性復(fù)雜,有效儲層類型多,層間物性差異大,非均質(zhì)性強,滲透率為(4.2~200)×10-3μm2。C1和C2層以粉砂巖、鮞?;?guī)r為主,物性好,平均滲透率71×10-3μm2;C3~C5層以灰質(zhì)砂巖、泥灰?guī)r為主,物性相對較差,平均滲透率30×10-3μm2。
純梁油田儲層泥質(zhì)含量高,泥質(zhì)含量可達40%以上,黏土礦物以伊利石、伊/蒙間層、高嶺石、綠泥石等水敏礦物為主,儲層水敏感性強,特別是以泥灰?guī)r為主的純4、純5組水敏感性更強。因此,在常規(guī)酸化時易造成黏土運移、水敏礦物膨脹,造成二次沉淀,污染儲層。
酸化是油井增產(chǎn)的重要措施之一,目前采用常規(guī)酸液+機械分層,只能對間距大的層系分層處理。然而純梁油田儲層的多薄雜、非均質(zhì)性強等特點給酸化工藝帶來一定難度。對于隔層小的層系無法有效區(qū)分,且分層有限,無法全面改造儲層,滿足不了平面上的深部酸化及隔層薄的非均質(zhì)層系上的均勻酸化[3]。純梁油田平均每年油井酸化20井次,酸化有效率為70%,單井初日增油1.9 t,同期全廠每年油井酸化37井次,酸化有效率為76.1%,單井初日增油2.6 t,純梁油田酸化有效率和單井初日增油量均偏低。制約純梁油田酸化效果的主要因素有[4]:
1)層多層薄,非均質(zhì)性嚴重,縱向物性差異大及存在人工裂縫,層段之間的吸酸能力有差別,造成不均勻布酸,選擇性酸化難度大,低滲層吸酸能力差。各砂層組物性差異較大,造成開發(fā)過程中層間干擾嚴重。酸化時酸液大量進入高滲透層段,而真正需要處理的中、低滲透層段得不到有效處理。
2)儲層敏感性強,純1儲層中等水敏,純4、純5儲層中等土酸敏,紅三強土酸敏。酸化過程中酸液易對儲層造成傷害,需選擇合適的酸液體系。
3)儲層能量低,酸化后殘酸返排困難,易對儲層造成二次傷害,影響酸化效果。以純7塊紅層為例,該塊紅層原始地層壓力為33.4~34.2 MPa,壓力系數(shù)均為1.34,目前平均地層壓力只有19.5 MPa。
要提高純梁油田酸化效果,必須開展針對性酸化工藝研究,解決低滲儲層吸酸量少、酸化不均等主要瓶頸,實現(xiàn)儲層的均勻改造,從根本上提高純梁油田酸化效果,實現(xiàn)區(qū)塊的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn),提高油藏最終的采收率。
常規(guī)酸液(鹽酸、氫氟酸)反應(yīng)速度快,大部分酸液作用于近井地帶,酸化處理半徑短,酸化效果差[5]。經(jīng)調(diào)研,潛在酸能發(fā)生多級反應(yīng),逐步產(chǎn)生酸再與巖石作用,釋放H+的速度比鹽酸直接釋放H+慢,因而酸巖反應(yīng)慢,能夠?qū)崿F(xiàn)深部處理。為此自主調(diào)整酸液配方,在酸液中加入稠化劑,施工中酸液優(yōu)先進入高滲層,因稠化作用導致高滲儲層注入壓力升高,迫使酸液進入低滲層,實現(xiàn)化學轉(zhuǎn)向。
典型井例:純25X18井處理層位為C2~C5,共15個小層,層多,層薄,層間間距小,物性差異大;C2和C3輕度水淹;C4和C5泥質(zhì)含量高,未水淹。分析論證后確定工藝為對C2、C3和C4、C5機械分層,對C2和C3層采用鹽酸+有機土酸處理近井堵塞,對C4和C5層采用稠化潛在酸深部處理并實施化學分層。擠入稠化潛在酸后,地層壓力呈現(xiàn)先升后降的趨勢,表明較好地完成了分層轉(zhuǎn)向。施工后日產(chǎn)液10.5 t,日產(chǎn)油6.6 t,含水39%,當年累計產(chǎn)油3 013 t,效果非常好。
在機械分層酸化方面,為實現(xiàn)更精準酸化,在傳統(tǒng)以Y341封隔器為主的分2層酸化的基礎(chǔ)上,經(jīng)過優(yōu)化創(chuàng)新,篩選出K344封隔器組合實現(xiàn)分層酸化,見圖2。該類封隔器分層酸化管柱具有以下優(yōu)點:1)封隔器適用性好,耐壓差高達50 MPa,耐溫140 ℃;2)理論分層層數(shù)不限,目前現(xiàn)場已應(yīng)用過分4層酸化;3)酸化前后均可反洗井。
圖2 酸化施工管柱優(yōu)化
典型井例:L8-21X8新井酸化投產(chǎn),該井射孔儲層跨度146.2 m,共計19個小層,為提高酸化針對性,分4層酸化,施工管柱采用SLM-114水力錨+三級K344-112封隔器。
針對多薄層間的細分酸化,無法采用機械分層,可采用化學暫堵,均勻酸化?;瘜W暫堵劑(水溶性暫堵劑)的暫堵機理主要是低溫時暫堵材料與水接觸,形成分散性較好、顆粒均勻的穩(wěn)定懸浮體系,進入近井地帶后對儲層形成穩(wěn)定的暫堵層。解堵則是依靠地層自身的溫度或外來流體使暫堵材料逐漸溶解,達到解堵的目的。本劑適用于無明顯大孔道和裂縫的油層,滲透率在 3×10-3~150×10-3μm2,適用溫度不大于90 ℃。
典型井例:C41X42井小層多,物性差異大,層內(nèi)矛盾突出,同時考慮到施工安全性,采用暫堵酸化解決層內(nèi)矛盾。該井措施后日增油1.9 t。
投球暫堵均勻酸化即在酸化施工時加入密度與水接近的均質(zhì)塑膠球,塑膠球在井筒內(nèi)封堵炮眼,分配概率與注入酸液的分配比率基本吻合,即酸液流量大的炮眼附近暫堵球的分配概率大,而流量小的炮眼附近暫堵球的分配概率小,從而改變注入酸液的分配,增加弱吸水層的吸酸量,降低主吸層的吸酸量,從而實現(xiàn)均勻酸化。酸化后將塑膠球洗出井筒。
典型井例:C12C12B井為側(cè)鉆井,懸掛器處承壓較小,因此在小套管中下入小直徑封隔器,酸化打壓過程進行保護。同時該井酸化目的層儲層跨度大,小層多,層間矛盾突出,滲透率在(0.9~114.7)×10-3μm2,需分層酸化,考慮到小套管內(nèi)無法機械分層,因此采用了投球暫堵均勻酸化。酸化施工時投入50個φ12 mm的塑膠球,酸化后反洗出40個,外觀完好,返排率80%。措施后日增油2.0 t。
現(xiàn)場應(yīng)用上述技術(shù)34井次,累計增油19 924.6 t。其中新井酸化19井次,平均單井日產(chǎn)油4.4 t,累產(chǎn)油12 707.4 t。老井酸化15井次,有效13井次,措施有效率86.7%,平均單井日增油2.7 t,累計增油7 217.2 t。新井和老井均超過技術(shù)指標,形成了一套適合純梁油田多薄雜、非均質(zhì)性強儲層的系列酸化技術(shù)。
針對純梁油田儲層多薄雜、非均質(zhì)性強的特點,以機械分層區(qū)分跨度大儲層,組合應(yīng)用化學、物理分層技術(shù),實現(xiàn)跨度小儲層的全面改造,從調(diào)配酸液配方、優(yōu)化施工管柱、改變布酸方式等方面創(chuàng)新優(yōu)化,實現(xiàn)多薄雜儲層的均勻改造,提高了酸化效果,實現(xiàn)了區(qū)塊的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn),提高了采收率。
1)針對油藏非均質(zhì)嚴重,目前分層工具無法實現(xiàn)細分層的問題,自主調(diào)整酸液配方,應(yīng)用稠化潛在酸,降低高滲層吸酸量,通過化學轉(zhuǎn)向迫使酸液進入低滲層,實現(xiàn)多薄層的細分酸化。
2)針對跨度大,隔層厚度大的儲層,優(yōu)選K344封隔器組合的機械分多層酸化,提高酸化可靠性,實現(xiàn)精準酸化。
3)對于無明顯大孔道和裂縫的油層,滲透率在3×10-3~150×10-3μm2,溫度不大于90 ℃,可采用分散性較好、顆粒均勻的水溶性暫堵劑,酸化后依靠地層自身的溫度或外來流體使暫堵材料逐漸溶解,達到解堵的目的。
4)對于機械分層難度大或由于側(cè)鉆、套貼等無法進行機械分層的井,采用投球暫堵均勻酸化,封堵高滲層炮眼,降低主吸層的吸酸量,從而實現(xiàn)均勻酸化。酸化后將塑膠球洗出井筒,避免對儲層的傷害。