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强水敏高泥质砂岩油藏物理法解堵工艺研究

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强水敏高泥质 砂岩 油藏 物理 法解堵 工艺 研究
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第12卷第6期 2005年12月 特种油气藏 il 01.12 文章编号:1006—6535(2005)06—0068—03 强水敏高泥质砂岩油藏物理法解堵工艺研究 尚朝辉,邹群,杜勇 (中石化胜利油田股份有限公司,山东东营257000) 摘要水敏疏松砂岩油藏,在井下作业以及出 现近井地带堵塞和砂埋防砂中心管的现象,目前采用的酸化以及光冲管防砂中心管冲砂等工 艺,无法较好解决此类工艺难点。在进行防膨剂优选、水敏评价等相关实验的基础上,应用定 向井旋转射流解堵装置,实施高压水射流的物理法解堵工艺,经过现场应用,取得了较好的效 果。 关键词:强水敏;高泥质;砂岩油藏;高压水射流;解堵 中图分类号: 文献标识码:A 前言 桩139块位于桩西油田北部滩海区,构造上位 于桩西和埕岛古潜山披覆构造的结合部,北邻埕岛 油田埕北35块,主力含油砂层组为6、 7,油层埋深为1 550 1 650 m,含油面积为2.0 油地质储量为584×t,岩性以细砂岩为 主,粒度中值为0.17 0.30 结类型以接触 式为主,孔隙类型为粒间孔。平均渗透率为1 804 ×10 ,原油粘度(502 727—9 196 s,泥 质含量为15% 20%,为高泥质疏松砂岩稠油油 藏。 1问题的提出 桩139块地处水深3 4 用修 建人工岛、钻大位移定向井、水平井的方式进行开 发。2004年7月区块共钻定向井26口、水平井2 口,是国内最大的海油陆采丛式井组。由于储层胶 结疏松,投产时采用绕丝管或金属滤砂管进行先期 防砂。在井下作业以及日常生产过程中,其中部分 定向井出现供液不足甚至不出液的现象。其原因 主要是:①储层具有强水敏、高泥质特性,易发生粘 土水化、颗粒运移…,致使泥质或粉细砂粒堵塞防砂 工具的挡砂层,渗透由于稠油携砂能 力强,在生产过程中,产出液中所含大量粉细砂沉降 到防砂中心管中,堵塞了产出液的流动通道。 应用酸化等常规化学法解堵工艺,较难对堵塞 井段实现全部解堵,且易产生酸渣等新的堵塞物, 形成二次污染。应用光冲管对定向井防砂中心管 冲砂解堵,由于井斜冲管不易对中进入鱼腔,并且 解堵液流速低,携砂能力差,砂粒在环空中沉降速 度快,易发生卡冲管的事故,为有效解决以上工艺 难点。利用高压水射流技术的高压水冲击和剪切 复合作用_2j,进行高压水射流解堵,能达到对油层 堵塞井段进行全方位处理的目的。由于储层具有 强水敏性,解堵液中需加人防膨剂。 2高压水射流解堵工作原理和解堵机理 2.1结构 定向井旋转射流物理法解堵装置由自振空化喷 嘴、滑动冲管扶正器、冲管联接头等部分组成(图1)。 2.2工作原理 解堵施工时,用油管连接冲管将解堵工具送人 井中,利用滑动冲管扶正器保护自振空化喷嘴在斜 井或水平段不受损坏,并使自振空化喷嘴导人防砂 鱼顶内腔中,地面加压2 3 滑动冲管扶正器留在防砂鱼顶处。冲管经滑动冲 管扶正器内腔将自振空化喷嘴送人到中心管中,解 堵液通过油管、冲管,泵人井下解堵工具,由旋转喷 收稿日期.'2005—05—17;改回日期:2005—9—20 作者简介:尚朝辉(1971一),男,高级工程师,1994年毕业于江汉石油学院采油工程专业,现为石油大学硕士研究生。 维普资讯 :强水敏高泥质砂岩油藏物理法解堵工艺研究 69 图1定向井旋转射流解堵装置结构示意 of 喷出,形成高压水射流。喷头上沿周向分布4个 喷嘴,2个倾斜的动力喷嘴喷出侧向射流产生旋转 力矩,使整个喷头旋转。2个径向喷嘴产生径向高 频自振空化射流,直接冲击解堵井段。装置每转1 周,有4个水力脉冲作用于地层,工具在中心管内 边旋转边上、下移动,同时产生低频旋转水力波、高 频振荡射流冲击波和空化噪声超声波综合作用于 解堵井段。解堵完成后,上提油管,将冲管和自振 空化喷嘴带出中心管,利用冲管联接头下部的台阶 一并将滑动冲管扶正器带出井中。 2.3解堵机s,4] 2.3.1低频旋转水力波 低频旋转水力波作用在地层近井地带,使沉积 在地层孔隙、挡砂层及中心管内的机械杂质和堵塞 物逐渐松动脱落,分散在液体中被旋流带走,达到 疏通孔道、解除堵塞的目的。 2.3.2 自激振荡射流冲击波 试验表明,射流振动频率达几千至上万赫兹, 压力脉动幅度达24%~37%,在相同泵压条件下, 冲蚀岩石效果为普通射流的2~4倍。高频自振射 流直接冲击解堵井段,对炮眼和近井地带深穿透冲 击解堵,同时使地层岩石冲击破碎,产生新的微裂 缝,从而提高地层渗透率。 2.3.3空化噪声超声波 自振空化喷嘴产生高频振荡射流的同时,伴生高 频、强辐射、深穿透空化噪声,噪声频率高达10 这种高频超声波一方面有助于解堵,另一方面改变 原油分子结构,降低原油粘度,减小岩石和油水界 面上的表面张力,从而改善原油的流动性,提高原 油的采出程度。 3技术参数 在满足喷嘴形成喷射角的前提下,设计高压水射 流装置喷头距离防砂中心管内壁为15 H 引。定向井 旋转射流物理法解堵装置主要技术参数见表1。 表1定向井旋转射流物理法解堵装置主要技术参数 of 室内研究 4.1水敏实验 参考标准为5358砂岩储层敏感性 评价实验方法》。实验及结果分析见表2、3。 根据实验计算的水敏指数1w,确定该地层岩 心属强水敏。 4.2防膨剂的筛选 4.2.1抑制粘土膨胀实验 量取3 主要成分是钠蒙皂石)、 15 %的防膨液(第2次对比实验取25 人量桶中,使粘土同防膨液充分混合,静置24 h,观 察粘土膨胀情况。作为参照对比,用蒸馏水及3% 量其粘土膨胀情况,计 算出防膨率(表4)。 维普资讯 .2 of 过实验数据可以看出,2、4、5号及3%液具有较好的防膨效果。 4.2.2抑制粘土运移实验 . 将所取地层岩心磨碎,筛选出0.4~0.8 粒4 g,放置在0.8 防膨剂溶液 中浸泡6 h,然后,用相同的频率上、下振动4表3水敏性评价指标 of 水敏 弱水敏 中等水敏 强水敏 极强水敏 ≤O.05 O.O O.3l O.7O O.7l O.9o >O.90 表4常温粘土防膨数据 of at 筛网从防膨液中取出烘干,称量剩余岩心颗粒的 质量。 通过实验可以检测出防膨剂抑制粘土运移的 能力。如残余岩心颗粒量多则说明防膨剂具有较 好的抑制粘土运移的能力,反之则说明防膨剂抑制 粘土运移的能力较差(表5)。 表5粘土运移实验结果 of 实验结果可以看出,3、4、5号防膨剂具有较 好的抑制粘土运移能力。 综合考虑抑制粘土膨胀和抑制粘土运移实验 结果,4、5号防膨剂的综合防膨性能要优于其它防 膨剂,因此,选用4号防膨剂(常温粘土 ●● 防膨剂。 5现场应用 , 自2003年12月以来,在桩139块应用了定向 井旋转射流物理法解堵装置进行解堵和中心管冲 砂。解堵后,泵压平均下降5 心管冲 砂施工未出现卡冲管事故。实施28井次,平均有 效期为210 d,成功率为100%。 6几点认识 (1)该装置施工简便安全、成本低、能量集中。 多种物理法解堵机理作用于堵塞部(下转第77页) 维普资讯 :大位移井完井及采油工艺技术 77 139.7 将其排除;其次连 续采用高粘度段塞将244.5 3结论 (1)大位移井是指井的水平位移与垂深之比 大于2的定向井,大位移井具有很长的大斜度稳斜 段,大斜度稳斜角一般大于60。。 (2)从钻柱整体来说,其刚度是非常小,可以 把钻柱看成刚性为0的链条。 (3)大位移井下套管作业中,需使用顶部驱动 装置及套管漂浮接箍和套管漂浮技术。 (4)大位移井中的电潜泵机组应用于接近水 平的井段中,井眼净化工作尤为重要。 参考文献: [1]韩志勇.定向井悬链线轨道的无因次设计方法[J].石 油钻采工艺,1997,19(4). [2]田军.国内外大位移井钻井现状及关键技术浅议[J]. 吐哈油气,1999,17(1). [3]徐金荣.在大位移井中应用电潜泵及井下流量计[J]. 国外石油机械,1996,7(3). [4]韩志勇.悬链线剖面的实用设计方法[J].钻采工艺, 1987,16(2). [5]蒋世全.大位移井钻井技术研究及在渤海油田应用[J]. 石油学报,2003,24(2). 编辑方赘 q (上接第67页) [5]彭春耀,鄢捷年.人工神经网络在储层敏感性预测中 的应用[J].石油钻探技术,1997,25(4):21—24. [6]邸婷婷,李友富,李德胜.锦45断块蒸汽冷凝水与储层 配伍性研究[J].特种油气藏,2003,10(4):81~85. [7]贺刚,彭仕宓.科尔沁油田交2块储集层敏感性试验 研究[J].特种油气藏,1998,5(1):48~52. [8]叶正荣,樊世忠,杨普华.综合运用建立储层敏感性预测模型[J].钻井液与完井液, 2000,17(3):9~13. [9]张振华,鄢捷年,吴艳梅.低渗砂岩储层水锁损害的灰 色神经网络预测模型[J].钻采工艺,2001,24(1):38~ 40. [10]邱正松,李健鹰,沈忠厚.泥页岩水敏性评价新方法 ——比亲水量法研究[J].石油钻采工艺,1999,21(2): 1~6. [11]李人厚.智能控制理论和方法[M].西安:西安电子 科技大学出版社,1999. 编辑方赘 矿 q 矿 ! q (上接第70页)位,提高了解堵工艺效果。 (2)为保证喷嘴不被堵塞、磨损,应确保解堵 液无砂粒等杂物。 (3)配套应用滑动扶正套,使精密部件雾化喷 嘴在斜井段不会受到损坏。 参考文献: [1]宋文芳,等.王庄油田“五敏”稠油油藏注水先导试验 [J].特种油气藏,2004,11(2):81~83. [2]董渑生.水力学[M].北京:石油工业出版社,1986:16 ~l 7. [3]李根生,沈忠厚.常压下淹没自激空化射流冲蚀岩石 效果的试验研究[J].华东石油学报,1987,11(3):12~ 32. [4]荣耀森,张绪杰,马春宝.高压水射流深穿透增产技术 的试验研究[J].特种油气藏,1998,5(2):50~54. [5]李根生,等.高压水射流处理地层的机理及试验[J]. 石油学报,1998,19(1):96~99. 编辑方 赘 维普资讯
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