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        渤海C 油田水平井復(fù)合解堵工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

        2021-05-21 04:55:06榮新明胡紅福徐雅峰丁文剛奎智斌邊峰中海油田服務(wù)股份有限公司天津300450
        化工管理 2021年13期
        關(guān)鍵詞:污染體系實驗

        榮新明,胡紅福,徐雅峰,丁文剛,奎智斌,邊峰(中海油田服務(wù)股份有限公司,天津 300450)

        0 引言

        C 油田位于渤海灣盆地,油層以館陶組和東營組為主,是典型的上下疊置復(fù)式油氣藏。油田大部分以高滲透特征為主,非均質(zhì)性較強,孔隙連通性較好。該區(qū)塊水平井初期生產(chǎn)壓差小,產(chǎn)能高,生產(chǎn)一段時間后含水率不斷升高,產(chǎn)油量下降,儲層污染傷害嚴重,污染原因復(fù)雜,采用常規(guī)緩速酸體系酸化后往往增液不增油,甚至增液降油,如表1 所示。

        1 水平井堵塞原因

        經(jīng)調(diào)查分析表明,目標油田儲層為高孔高滲,孔洞較發(fā)育、巖石骨架較疏松,儲層在鉆井、完井作業(yè)中易受到外來工作液不同程度的傷害,大大降低了儲層的基質(zhì)滲透率[1-4]。引起傷害的原因大致可分為四類:工作液中固相微粒堵塞孔隙;工作液中的離子與地層或地層流體中的離子生成沉淀;地層巖石中微粒分散、運移、堵塞喉道;粘土礦物的水化膨脹降低地層滲透率;巖石表面潤濕反轉(zhuǎn)或生成乳狀液形成乳堵。

        另外選用該區(qū)塊原油,選用與儲層物性相近的人造巖心,模擬工作液侵入,實驗結(jié)果如表2 所示。通過有機質(zhì)沉積傷害評價實驗可得出,溫度的降低將帶來顯著的有機質(zhì)沉積傷害,且隨著溫度的恢復(fù),滲透率僅有輕微恢復(fù),有機質(zhì)傷害程度為15%~29.04%。這為下一步進行解堵液的配方研究提供了依據(jù)。

        表1 C油田水平井常規(guī)酸化效果

        表2 有機質(zhì)沉積傷害流動評價實驗

        2 復(fù)合解堵體系配方研究和性能評價

        明確了油層物性、污染原因,結(jié)合之前酸化失敗的經(jīng)驗,根據(jù)儲層溶蝕實驗結(jié)果,經(jīng)過多次室內(nèi)試驗,利用多種無機酸、緩速酸、有機解堵劑以及多種優(yōu)質(zhì)添加劑的協(xié)同效應(yīng),復(fù)配了高溶蝕、強緩速的復(fù)合解堵體系,適宜C 油田水平井的典型配方—有機解堵體系(有機清洗劑F1+潤濕反轉(zhuǎn)劑)+前置液(無機酸1+添加劑)+處理液1(無機酸2+添加劑)+處理液2(緩速酸體系+添加劑)+后置液。

        2.1 有機解堵體系評價

        以往水平井有機堵塞一般使用柴油浸泡,溶解重質(zhì)成分的能力有限。本文深入有機垢的芳香度本質(zhì),采用F1 為高效有機解堵劑,并與目前常用有機清洗劑進行性能對比。各類清洗劑溶瀝青速率和溶蠟速率如圖1 所示。由實驗結(jié)果可知,柴油溶瀝青質(zhì)速率-0.82 mg/(min·mL),溶膠質(zhì)蠟質(zhì)速率0.009 5 g/min。有機解堵劑F1 性能優(yōu)異,溶瀝青質(zhì)速率5.01 mg/(min·mL),溶膠質(zhì)蠟質(zhì)速率0.024 9 g/min。有機解堵劑F1 溶解重質(zhì)有機成份水平達到國際先進,大大提升了有機污染的解除能力。

        2.2 酸液配方巖心流動試驗評價

        選取渤海C 油田儲層巖心進行酸液流動實驗,按照室內(nèi)試驗選取的配方進行分段注入,實驗結(jié)果如圖1 所示,實驗證明選用復(fù)合酸解堵,酸化后巖心滲透率為酸化前2.48 倍,大大提高了滲流能力。

        圖1 巖心酸液流動實驗

        3 酸化工藝方案優(yōu)選

        3.1 有機解堵體系和酸化增產(chǎn)評價

        選取C 油田某一口水平井作為實驗井,該井為普通合采管柱,完井防砂方式為裸眼+篩管+礫石充填,分析產(chǎn)能下降原因為水敏型粘土礦物發(fā)生膨脹運移,造成孔吼等滲流通道的嚴重堵塞;原油黏度高、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高,重質(zhì)成分在篩管、近井地帶沉積造成堵塞、乳化傷害和潤濕性傷害;地層水有結(jié)垢形成碳酸鈣鎂等無機垢。

        將有機解堵和復(fù)合酸化解堵分別進行作業(yè),根據(jù)啟泵后返排生產(chǎn)情況來判斷兩種解堵體系對解堵效果的影響。現(xiàn)場實驗定量評價了兩種體系不同的解堵效果,證實了有機污染存在。表明選用有機解堵加復(fù)合酸化技術(shù)更有利于水平井增產(chǎn)。

        3.2 解堵半徑的確定

        根據(jù)滲流力學平面徑向滲流理論,從供給邊界到井底,地層中的壓力降落過程按對數(shù)關(guān)系分布,油井生產(chǎn)和水井投注過程中,壓力主要消耗在井底附近,越靠近井底滲流面積越小,因而滲流阻力越大。

        C 油田館陶組及東營組屬于高孔高滲儲層,鉆完井時傷害較為嚴重。計算結(jié)果可以看出解堵半徑在小于5 m 范圍內(nèi)儲層恢復(fù)率較高,所以解堵半徑一般不建議超過5 m。

        遠井區(qū)域滲透率降低對產(chǎn)能影響較小,酸液對遠井區(qū)域滲透率提高幅度不大。所以C 油田的解堵半徑控制在1.5~3 m 之間。

        3.3 MRDP 分流布酸工藝研究

        根據(jù)“優(yōu)勢通道影響”污染模型,出水層位也是產(chǎn)油層位,高滲帶往往也是污染嚴重層段。諸多分流方式在海上均有不同程度的不適應(yīng)性。因此,綜合決策決定C 油田群水平井采用限壓不限排量的極限排量自然分流(MRDP)工藝,配合3 寸管線進行施工,讓酸液“自然選擇”的進入高滲產(chǎn)液層,保證主力層得到充分處理,又能兼顧非主力層污染的解除。

        4 現(xiàn)場應(yīng)用

        復(fù)合解堵技術(shù)研究成功后,在C 油田水平井中累計實施8個井次,措施有效率100%,平均單井日增油32 m3,一年累計增油超過1.6×104m3。

        5 結(jié)語

        (1)根據(jù)渤海C 油田儲層特征及水平井污染分析,為了提高產(chǎn)能,開發(fā)了一種有機清洗+無機酸+緩速體系的復(fù)合解堵體系。

        (2)復(fù)合解堵體系具有高溶蝕、強緩速特性,有機解堵和復(fù)合解堵聯(lián)合使用可有效解除近井地帶有機和無機污染堵塞。

        (3)選取適當?shù)慕舛掳霃剑浜螹RDP 分流布酸工藝,可有效解除C 油田水平井污染并有效增產(chǎn)。

        (4)復(fù)合解堵體系經(jīng)8 井次現(xiàn)場應(yīng)用,措施有效率100%,平均單井日增油32 m3,一年累計增油超過1.6×104m3,取得了良好的解堵增注效果。

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