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苏德尔特油田注水井酸化解堵规模的探讨

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苏德尔特油田注水井酸化解堵规模的探讨

2009年12月 第28卷第6期 大庆石油地质与开发 2009 8 0.3969/J.0003754.2009.06.044 苏德尔特油田注水井酸化解堵规模的探讨 杨宝泉 , 刘钦甫 1.大庆油田有限责任公司采油工程研究院,黑龙江大庆163453;2.中国矿业大学资源与安全工程学院,北京100083 摘要海拉尔苏德尔特油田注水井垢严重,导致地层堵塞、注水井吸水能力下降,影响油田开发效果。 现场测量表明注入水在地层中结垢严重,其结垢量可达到总垢量的50%左右。室内模拟实验表明结垢对岩 心渗透率伤害很大,当注水量达到800倍孔隙体积时,岩心渗透率下降80%~100%。根据模拟实验和定量分析 结果,认为该油田地层结垢主要集中在井筒近井地带5 化半径越大,地层解堵效果越好,但取 得最大经济效益的酸化半径应当在5 场试验10口井,成功率100%,试验后单井平均注水压力下降 1.5 注水量增加14.3 m ,平均有效期384 d,取得了较好的增注效果。 关键词结垢;结垢半径;解堵规模;现场试验;苏德尔特油田 中图分类号6 文献标识码A 文章编号1000.3754200906N N ao. 1.63453,.00083,he is by l‘nj。of to of in is 0%of to 00 of 0%一100%.on it is m he is,of is to m.0 00%.er of .5 4.3 m 84 稿日期20093 作者简介杨宝泉,男,1970年生,在读博士研究生,从事油田化学研究工作。 E206 大庆石油地质与开发 2009正 海拉尔苏德尔特油田为低渗透油田,在油田 开发过程中需注水驱油。由于注入水中度 较高,在注水过程中,随着注入水由地面进入地 层,温度及流速均发生改变,从而导致注水系统和 地层结垢现象非常严重。根据现场作业测量,油管 平均年结垢达1.66 层中由于结垢影响,也 导致地层堵塞、注水井吸水能力下降,严重影响该 油田的开发效果j。通过模拟实验和定量分析, 对垢在地层中的分布、结垢半径、半径与结垢量的 关系进行了详细探讨,并通过理论推导,计算出解 堵清垢的最佳酸化半径,为实施解堵清垢提供了有 力的依据 1地层结垢特征 1.1结垢类型及结垢量 苏德尔特油田注入水中、度较 高,油管中结垢类型以主 ,占总垢量 的92.5%,由此不难推断出地层中垢的类型也应 以主。因此,要计算地层结垢量只需计 算出即可。由文献[3]可知,影响结垢 的最主要因素是温度和水流速度。现场实际注水井 注水量为50 m /d,油层温度为85℃,根据导热 公式可计算出注入水从井口流到井底2 000 m 需要时间约2.8 h, 油层进行热交换,水温度升高 到69 内对不同温度的注入水中的行 滴定实验 j表1,实验结果表明,注入水在 2.8 的结垢量是总 结垢量的51.59%,剩余的48.4l%是在地层中形 成的,而油管中的51.59%,一部分垢晶体在较大 的水流速度携带下也进入地层,因此地层中的结垢 量一定会大于总垢量48.4l%。模拟苏德尔特油田 地层条件测定苏3726井注水30 000 m。,总结垢 量为5 260.5 测油套管中结垢量为2 418.7 ,占总垢量的45.98%,由此推算出地层中结垢 量应为总垢量的54.02%,这与上述实验得出的结 论非常接近 。 表1不同条件下注入水中的 Ca of .2垢对地层的伤害程度 研究垢对地层的伤害程度,需模拟注水井地层 条件。由于在温度较高时压力对结垢的影响不大, 所以模拟只考虑了温度和注水速度,同时为了尽量 避免其他因素影响黏土矿物的膨胀运移、机械 杂质堵塞等问题 J,采用了如下实验方法压制 直径40 200 气渗透率为40~8010~ m ,抽空后饱和过 滤的注入水,连接好实验流程,将岩心夹持器置入 85℃恒温水浴中,长期连续注入过滤后的注入水, 注入水进入岩心的速度为0.082 4 m/s即为实际 注水50 m /d,注水井炮眼处的流速,至较大压 力下注不进水为止,将岩心取下,计算不同注水量 下的岩心渗透率,绘制注水量与岩心渗透率关系曲 线图1。 目 甲 呈 褂 她 蜓 注水量/L 图 of 图1可见当注水量由10 000 0 000 心渗透率分别下降57.5%和 50.0%;当注水量至20 000~30 000 透率 下降缓慢或略有增高,是由于岩心渗透率降低后注 入速度未变,致使垢晶体运移造成;当注水量达到 40 000 注水800倍孔隙体积,岩心渗 透率下降80%~100%。室内实验结果表明结垢 对岩心的伤害较大。 1.3垢在地层中的分布规律 将上述实验取下的岩心分别切割成均匀的5 段,粉碎后分别加入足够的盐酸溶解,滴定过滤后 的溶解液中所含的行回归处理回归 后曲线见图2 ,计算得出结垢量与结垢半径的 关系为 Y80.358r‘。 。 1 式中ymg/m ;r半径,m。 由于上述实验是模拟炮眼处r.0.139 7 m 地层条件得出的,而对于地层中某半径体 第28卷第6期 杨宝泉等苏德尔特油田流水井酸化解堵规模的探讨 .207. 半径/m 图2结垢量与结垢半径关系曲线 of 将增大叼倍,叼可由式2得出 r△r 一r 订 2r△r 叼 丽 2 式中 叼不同井筒半径处体积变化倍数; r 井筒半径,m;△r井筒半径变化,m。 当△得 r/r 7.158 2r, 那么 y/k11.226 由此可计算出不同半径处的结垢量图3。由图 3可见,当含量不到1 mg/ 对地层基本不产生堵塞,因此可以确定垢的堵塞半 径为5 m。 半径/m 图3不同半径处的垢含量 at 酸化解堵半径的确定 酸化作用区域主要集中在以井筒为中心的油层 近井地带,并且主要以解堵为主,酸化措施规模应 以经济可行且能够最大程度地解除地层堵塞为目 的,因此如何确定和设计解堵半径是决定酸化措施 效益的一个重要因素 。 设井筒半径为R ,污染半径为R ,井控制地 层半径为尺 ,井底压力为P ,地层压力为P,,污 染半径处地层压力为P,,地层厚度为h,未污染地 层渗透率为K.,地层污染后渗透率为 ,根据达 Q ‘ 3 /4 “ 5 6 2h7 专 n 式中 渗透率降低率, 。。 一㈦ 一Re s Q m 1n 去 210 208 大庆石油地质与开发 2009定 期为半年,单位油层最大可获效益16.4万元。 11 3现场试验 根据已知条件R 0.139 7 m,R 400 m, X 1.98,每单位油层注入量为5 m ,地层孔隙 度20%,按每15 产1 0.12万 m ,油0.15万 t。现场一般注水井下降到原来 注水量一半时,就采取增注措施,根据公式7 可计算出渗透率降低率X0.310 1。 那么对于结垢井R 5 m,实验室测得X, 1.36,X 1.96,经计算可得出不同酸化半径与增 产倍数的关系图4,通过计算不同酸化半径所 得的最大效益,进一步确定酸化半径 图5。 由图4可见,在污染带内,随酸化半径增大,增产 倍数增大幅度较大,在酸化半径超过污染半径后, 则曲线变缓,表明增产倍数增大幅度变缓;从图5 可看出,酸化半径超过5 m,即结垢半径后,效益 开始呈负增长。由此可见,对于结垢堵塞的注水 井,其最佳酸化半径应在5 有效期达到 一年,单位油层最大可获效益35.7万元,若有效 酸化半径/m 图4酸化半径与增产倍数的关系曲线 of 化半径/m 图5效益与酸化半径关系曲线 of 007苏德尔特油田进行了10口 井的现场试验,试验后单井平均注水压力下降1.5 注水量增加14.3 m ,10口井平均有效期达 384 d。其中苏3726井于2007年12月进行解堵清 垢试验,试验前在14.2 m ,试验后 在13.4 m ,吸水厚度由11.7 15.3 m,吸水层数由原来的7个层增加到14个 层,目前该井在14.4 m ,有效期已 超过468 d,累计增注量已达到2.8 m 。 4结论和认识 1苏德尔特油田地层中垢严重, 地层结垢量可达总结垢量的50%以上。 2苏德尔特油田地层结垢堵塞的注水井,其 堵塞半径在5 3在保证酸液性能的条件下,增大酸化半径 有利于提高注水井吸水能力。 4确定酸化半径应以效益最大化为准则,苏 德尔特油田注水井的酸化半径应在5 5苏德尔特油田明,该设计方法具有较强的实用性,对于砂岩油 藏的酸化设计具有较强的指导作用。 参考文献 [1]钟平,陈瑛,石红燕.注水过程中油层结垢对储层物性的影响 [J].大庆石油地质与开发,2007,2645940. [2]尹晓爽,杨文忠,唐永明.碳酸钙结垢行为中临界过饱和度的 变化[J].石油化工,2007,365467471. [3]张绍槐,罗平亚.保护储集层技术[M].北京石油工业出 版社,1991. [4]舒福昌,赖燕玲,张煜,等.吴旗油田结垢原因及防垢研究 [J].石油地质与工程,2007,212100.103. [5]李明忠,秦积舜,郑连英.注水水质油层损坏的评价技术 [J].石油钻采工艺,2002,2434043. [6]陈德钊.多元数据处理[M].杭州化学工业出版社,1998. [7]埃克诺米德斯M J.油藏增产措施[M].北京石油工业出 版社,1991. [8]史绍德.油层物理[M].北京石油工业出版社,1987. [9]杨宝泉.砂岩酸化解堵最佳酸化半径设计方法的研究[J]. 试采技术,2003,24125[1O]王树立,兰丽凤,江明立.大庆外围油田采收率评价方法 [J].大庆石油地质与开发,2008,27553编辑刘桂玲 一 一 一 一 一 n 一 一l 一 n 一 一h 一 一 一 定 一h 确 一 的 径 一 衅 酸

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