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多氢酸酸化技术在文昌13-1油田A10井的先导性试验

关 键 词:
氢酸 酸化 技术 文昌 13 油田 A10 先导 试验
资源描述:
    收 稿 日 期 :2007 - 03 - 19 ;改 回 日 期 :2007 - 08 - 25作 者 简 介 :陈 孝 贤 (1975 - ) ,男 ,工 程 师 ,1999 年 毕 业 于 西 南 石 油 学 院 石 油 工 程 专 业 ,现 从 事 完 井 增 产 作 业 。文 章 编 号 : 1006 - 6535 (2007) 05 - 0094 - 04多 氢 酸 酸 化 技 术 在 文 昌 13 - 1 油 田 的 先 导 性 试 验陈 孝 贤 1 ,梅 庆 文 2 ,王 玲 娜 3 ,杨 春 志 4(11 中 海 油 田 服 务 股 份 有 限 公 司 ,广 东   湛 江   524057 ;21 中 海 油 田 股 份 有 限 公 司 ,天 津 塘 沽   300451 ;31 中 油 辽 河 石 油 勘 探 局 ,辽 宁   盘 锦   124010 ;41 中 油 辽 河 油 田 公 司 ,辽 宁   盘 锦   124010)摘 要 :结 合 文 昌 13 - 1 油 田 的 地 质 、 地 层 特 点 ,选 择 具 有 代 表 性 的 的 堵 塞 机 理 进 行 分 析 ,采 用 新 型 的 多 氢 酸 配 方 体 系 ,优 化 配 方 和 施 工 方 案 。 通 过 现 场 施 工 ,产 量 明 显 提 高 ,取 得 了 显著 的 酸 化 效 果 。 该 技 术 为 同 类 油 田 类 似 井 的 油 层 解 堵 措 施 提 供 了 依 据 和 指 导 。关 键 词 :多 氢 酸 ;优 化 配 方 ;施 工 方 案 ;现 场 应 用 效 果中 图 分 类 号 :   文 献 标 识 码 : 言常 见 的 解 堵 措 施 有 化 学 剂 解 堵 、 挤 油 解 堵 、 酸化 解 堵 、 水 力 压 裂 解 堵 、 高 能 气 体 压 裂 解 堵 、 超 声 波振 荡 解 堵 、 水 力 振 荡 解 堵 、 生 物 酶 解 堵 等 。 文 昌 13- 1 油 田 的 主 要 损 害 构 成 是 钻 井 、 固 井 损 害 、 射 孔损 害 (主 要 是 射 孔 压 实 损 害 ) 和 生 产 一 定 时 间 后 地层 中 细 粉 砂 侵 入 砾 石 层 所 产 生 的 损 害 ,这 些 损 害 通过 酸 化 的 方 法 最 容 易 消 除 。 因 此 ,基 质 酸 化 解 堵 是最 适 合 文 昌 13 - 1 油 田 的 解 堵 措 施 。 目 前 ,基 质 酸化 解 堵 的 酸 液 体 系 除 常 规 土 酸 外 ,还 有 液体 系 、 高 缓 速 酸 体 系 ,氟 硼 酸 体 系 、 粘 土 酸 体系 以 及 新 型 的 多 氢 酸 体 系 等 ,由 于 高 系 及 粘 土 酸 体 系 适 用 对 象 有 限 ,施 工 工 艺 较 复 杂 ,现 在 应 用 较 少 。 是 文 昌 13 - 1 油 田 的 1 口单 层 系 大 斜 度 采 油 井 ,采 用 砾 石 充 填 防 砂 方 式 完井 ,生 产 层 位 为 1U 油 组 (2 66311~ 2 67010m) 。 2002 年 7 月 7 日 投 产 , 2003 年 8 月 底 产 油 能力 开 始 下 降 。 结 合 试 井 解 释 结 果 ,对 该 井 生 产 简 况进 行 分 析 认 为 , 1U 储 层 表 皮 系 数 非 常 高 ,储层 近 井 筒 地 带 存 在 严 重 堵 塞 ,应 采 用 新 型 的 多 氢 酸体 系 进 行 研 究 。1   现 状 分 析111   储 层 岩 性 分 析 1U 储 层 不 同 于 普 通 砂 岩 储 层 ,以 岩 屑 长石 石 英 砂 岩 、 长 石 石 英 砂 岩 为 主 ,成 分 成 熟 度 中 等 ,砂 岩 中 泥 质 杂 基 含 量 很 低 ,平 均 为 0~ 318 % ;砂 岩主 要 为 钙 质 胶 结 ,局 部 方 解 石 胶 结 物 富 集 ,形 成 致密 胶 结 钙 质 砂 岩 。 X 衍 射 岩 心 分 析 结 果 表 明 , U 油 组 岩 心 非 粘 土 矿 物 绝 对 含 量 为 93178 %(其中 石 英 含 量 为 65193 % ,钾 长 石 含 量 为 29177 % ,方解 石 含 量 为 4131 %) ;粘 土 矿 物 绝 对 含 量 为 7122 %(其 中 高 岭 石 为 5316 % ,伊 利 石 为 2912 % ,绿 泥 石为 7 % ,伊 层 为 1013 % ,间 层 比 为 15 %) 。 储层 粘 土 含 量 主 要 为 高 岭 石 、 伊 利 石 和 伊 层 。伊 层 可 造 成 水 敏 伤 害 ,高 岭 石 和 伊 利 石 能 引起 微 粒 运 移 和 造 成 速 敏 伤 害 ,绿 泥 石 可 造 成 酸 敏 。电 镜 扫 描 结 果 显 示 , 1U 油 组 细 砂 岩 较 疏 松 ,颗 粒 间 充 填 杂 基 ,残 余 粒 间 孔 发 育 。 粒 间 填 隙 物 主要 为 粘 土 矿 物 — — — 片 状 高 岭 石 。 储 层 敏 感 性 分 析认 为 :珠 江 二 段 水 敏 性 中 等 偏 弱 ;碱 敏 损 害 程 度 为无 碱 敏 至 中 等 碱 敏 。 酸 敏 实 验 表 明 ,储 层 为 可 酸 化地 层 。112   油 层 污 染 分 析砾 石 充 填 完 井 的 地 层 损 害 主 要 分 为 :钻 井 污染 、 射 孔 压 实 损 害 、 地 层 细 砂 侵 入 砾 石 充 填 层 以 及部 分 井 打 开 程 度 不 完 善 ;砾 石 充 填 完 井 后 的 井 往 往在 生 产 一 段 时 间 后 ,产 量 下 降 ,其 主 要 原 因 除 上 述损 害 以 外 ,地 层 中 的 细 粉 砂 (包 括 泥 质 成 分 ) 、 胶 质 、第 14 卷 第 5 期2007 年 10 月                            特 种 油 气 藏il                          007沥 青 以 及 石 蜡 等 还 要 进 入 砾 石 充 填 层 。2   多 氢 酸 酸 化 体 系 室 内 优 选211   酸 化 原 理多 氢 酸 液 体 系 能 缓 慢 生 成 与 砂 岩 地 层 有较 低 的 反 应 速 度 ,具 有 缓 速 酸 的 作 用 。 酸 在 前 沿 注入 推 进 过 程 中 ,有 助 于 降 滤 失 ,从 而 提 高 酸 液 的 利用 率 ,增 大 酸 化 有 效 作 用 距 离 ,起 到 深 部 酸 化 的 作用 [1 ] ;同 时 ,多 氢 酸 是 很 好 的 防 垢 剂 ,能 很 好 地 延 缓或 抑 制 近 井 地 带 沉 淀 物 的 生 成 。 酸 化 中 所 采 用 的酸 液 体 系 ,必 须 对 酸 型 、 酸 浓 度 及 相 应 的 酸 液 添 加剂 体 系 进 行 综 合 分 析 。212   岩 心 与 酸 的 溶 蚀 试 验图 1 为 岩 粉 与 多 氢 酸 溶 蚀 实 验 结 果 。 由 图 1 可知 :文 昌 13 - 1 油 田 多 氢 酸 溶 蚀 率 最 低 为 18128 % ,最 高 为 29168 %;随 多 氢 酸 中 度 的 增 加 ,其溶 蚀 率 下 降 ,说 明 该 油 田 不 宜 使 用 较 高 浓 度 的借 鉴 类 似 储 层 的 经 验 ,建 议 应 用 多 氢 酸体 系 ,浓 度 可 选 择 : 3 % (2 %~ 3 %) (1 %~ 2 %) 1   岩 粉 与 多 氢 酸 溶 蚀 实 验 结 果213   酸 化 添 加 剂 配 伍 性 评 价实 验 温 度 为 80 ℃ 时 ,在 多 氢 酸 (3 % 3 % 2 % 加 入 各 种 添 加 剂 后 ,酸 液 与 添加 剂 均 具 有 良 好 的 配 伍 性 ,且 为 透 明 、 无 沉 淀 、 无 分层 等 现 象 ,在 一 定 的 时 间 内 ,具 有 较 好 的 稳 定 性 。214   酸 液 与 各 种 表 面 活 性 剂 的 表 面 张 力 测 定表 1 为 各 种 表 面 活 性 剂 的 表 面 张 力 测 定 结 果 。表 1   各 种 表 面 活 性 剂 的 表 面 张 力 测 定 结 果酸 液 表 面 活 性 剂类 型 浓 度 P% 表 面 张 力 P( 酸 残 酸 备 注3 % 3 % 2 % 12 015 2513 2615 5 015 2511 2711 25 110 2815 2911 5 110 2817 2913蒸 馏 水 的 表 面 张 力 为74169 后 残 酸 应 尽 可 能 从 储 层 中 返 排 出 ,而 残 酸的 高 表 面 张 力 会 减 少 油 的 流 动 ,同 时 会 使 酸 液 乳化 ,不 利 于 残 酸 的 返 排 [2 ] 。 从 表 1 中 可 知 ,鲜 酸 和残 酸 的 表 面 张 力 都 较 低 。215   铁 离 子 稳 定 性 能 评 价表 2 为 不 同 铁 离 子 稳 定 剂 稳 定 铁 能 力 实 验 结果 。 从 表 2 中 可 以 看 出 , 8 和 2 稳 定 铁能 力 基 本 相 当 ,稳 定 铁 能 力 好 。216   缓 蚀 性 能 评 价使 用 浓 度 为 115 %的 缓 蚀 剂 11 和 3B ,在 120 ℃ 下 进 行 缓 蚀 剂 性 能 评 价 ,其 中 11的 腐 蚀 速 度 为 211488 1 gP(h) , 3B 的 腐 蚀速 度 为 221091 8 gP( h) ,2 种 缓 蚀 剂 均 匀 腐 蚀 ,均 满 足 行 业 标 准 。217   防 膨 性 能 评 价表 3 为 不 同 粘 土 稳 定 剂 防 膨 效 果 筛 选 结 果 。从 表 3 可 知 ,3 种 粘 土 稳 定 剂 均 具 有 一 定 的 防 膨 效果 ,与 淡 水 相 比 ,膨 胀 率 明 显 降 低 。表 2   不 同 铁 离 子 稳 定 剂 稳 定 铁 能 力 实 验 结 果铁 离 子 稳 定 剂 类 型 铁 离 子 溶 液 加 量 样 浓 度 P(试 样 加 量 定 铁 离 子 能 力 P(D - 8 37100 200 92150 2 37114 200 92185 7 37110 200 9215859第 5 期                     陈 孝 贤 等 :多 氢 酸 酸 化 技 术 在 文 昌 13 - 1 油 田 的 先 导 性 试 验表 3   不 同 粘 土 稳 定 剂 防 膨 效 果 筛 选 结 果液 体 类 型 土 样 粘 土 稳 定 剂 浓 度 P% 24h 膨 胀 率 P% 终 膨 胀 率 降 低 值 P%淡 水 膨 润 土 P 97185 18B 溶 液 膨 润 土 1 60101 38167 5B 溶 液 膨 润 土 1 65187 32168 100 溶 液 膨 润 土 1 63157 35103218   配 方 酸 综 合 性 能 及 防 膨 胀 性 能 评 价配 方 酸 液 的 表 面 张 力 测 定 结 果 显 示 ,各 种 配 方酸 液 都 具 有 较 低 的 表 面 张 力 。 由 配 伍 性 评 价 结 果可 知 ,各 种 系 列 的 添 加 剂 酸 液 的 终 膨 胀 率 降 低 值 均为 40 %左 右 。219   岩 心 酸 刻 蚀 实 验 评 价岩 心 刻 蚀 实 验 是 了 解 各 种 酸 液 对 岩 心 表 面 的溶 解 形 态 ,形 成 的 沟 槽 、 坑 蚀 大 小 ,分 析 酸 化 后 酸 液形 成 的 通 道 大 小 。 对 于 砂 岩 ,由 于 岩 石 成 分 复 杂 ,其 结 构 的 骨 架 为 石 英 、 长 石 ,其 刻 蚀 形 态 也 明 显 不同 。 文 昌 13 - 1 油 田 岩 心 的 X 衍 射 分 析 和 溶 蚀 率实 验 表 明 ,该 储 层 碳 酸 盐 含 量 较 高 ,因 此 采 用 盐 酸进 行 了 刻 蚀 形 态 实 验 。 采 用 8 % 方 对 岩 石 进行 刻 蚀 实 验 ,结 果 表 明 ,酸 液 对 岩 心 刻 蚀 明 显 ,刻 蚀后 岩 石 表 面 形 成 很 明 显 的 坑 蚀 和 沟 槽 ,刻 蚀 时 间 愈长 ,形 成 的 坑 蚀 和 沟 槽 愈 明 显 。 这 与 一 般 的 砂 岩 储层 的 刻 蚀 有 明 显 的 差 异 ,说 明 该 油 田 岩 石 成 分 特殊 ,盐 酸 的 作 用 明 显 加 强 ,能 有 效 形 成 渗 流 通 道 。2110   配 方 的 确 定采 用 多 氢 酸 酸 化 液 进 行 岩 心 流 动 实 验 ,结 果 见表 4。 实 验 结 果 表 明 ,对 于 13 - 1 - ,利 用 多氢 酸 酸 化 也 可 以 达 到 较 好 的 酸 化 效 果 。 3 # 岩 心 最终 反 排 渗 透 率 达 到 了 挤 注 渗 透 率 的 5162 倍 。表 4   多 氢 酸 酸 化 渗 透 率 恢 复 结 果井 号 岩 心 号 正 驱 前 置 液 正 驱 处 理 液 正 驱 后 置 液 正 驱 基 液 反 驱 基 液文 昌 13 - 1 - # 1 2194 3140 1174 2140 5162综 合 上 述 研 究 成 果 ,确 定 可 使 用 的 多 氢 酸 液 配方 体 系 为 :前 置 液 :8 % 1 % 3 + 1 %7 + 1 % 1 + 1 % 18 + 015 % 5 ;处 理液 :3 % 3 % (1 %~ 2 %) 1 % 3 + 1 % 7 + 1 % 1 + 1 % 18 +015 % 5 ;后 置 液 : 5 % 1 % 3 + 1 % 7 + 1 % 1 + 1 % 18 + 015 % 5。3   施 工 方 案 的 优 选311   施 工 参 数 的 选 择31111   酸 浓 度 的 优 化 选 择酸 浓 度 对 酸 化 效 果 的 影 响 占 首 要 地 位 [1 ] ,酸 浓度 高 ,溶 解 一 定 量 矿 物 需 酸 量 少 ,但 浓 度 过 高 ,存 在以 下 问 题 :一 是 缓 蚀 问 题 难 以 解 决 ,可 能 严 重 腐 蚀管 材 ,导 致 大 量 铁 离 子 等 有 害 物 质 进 入 储 层 造 成 伤害 ;二 是 大 量 溶 蚀 基 质 颗 粒 ,在 砂 岩 储 层 中 造 成 岩石 骨 架 的 破 坏 ,引 起 大 量 出 砂 或 储 层 坍 塌 ,进 而 堵塞 储 层 渗 流 通 道 [2 ] 。31112   施 工 泵 压 的 选 择基 质 酸 化 要 根 据 储 层 吸 酸 能 力 限 制 泵 压 ,不 能压 破 储 层 ,否 则 可 能 造 成 压 破 遮 挡 层 ,引 起 油 井 过早 见 气 、 见 水 ,产 生 两 相 流 动 ,过 早 消 耗 储 层 能量 [3 ] 。 由 于 油 层 斜 厚 为 619 m ,油 层 底 界 深度 为 2 67614 m ,底 部 水 层 顶 界 深 度 为 2 67913 m ,为了 防 止 底 部 水 层 对 采 油 的 影 响 ,该 井 投 产 时 油 层 底部 避 射 了 518 m。 该 井 目 前 含 水 约 为 45 % ,为 了 防止 酸 化 后 高 含 水 的 风 险 ,酸 化 规 模 不 宜 过 大 ,主 体酸 用 量 按 油 层 垂 厚 619 m、 孔 隙 度 为 25 %、 酸 化 半径 为 113 m 计 ,同 时 控 制 施 工 压 力 低 于 10 从大 量 的 施 工 经 验 来 看 ,只 要 施 工 时 严 格 控 制 压 力 ,不 产 生 裂 缝 ,将 不 会 沟 通 水 层 。(1) 施 工 压 力 不 大 于 10 计 算 。 压 力 = 压 力 + 液 柱 压 力 - Δ 压 力 (1)69                         特 种 油 气 藏                                       第 14 卷 压 力 = 018 破 裂 压 力 - 液 柱 压 力 +Δ 压 力(2)取 破 裂 压 力 系 数 为 116 ,酸 液 密 度 为 1101 ×103 摩 阻 压 力 为 5~ 7 油 层 中 深 (垂 深 )为 1 411 m。 根 据 公 式 (1) 、 (2) 计 算 得 , 压 力 为818~ 1018 2) 不 进 行 暂 堵 酸 化 的 依 据 。 文 昌 13 - 1 水 平 渗 透 率 ( 约 为 垂 向 渗 透 率 ( 的 10倍 ,即 011 ,结 合 文 昌 13 - 1 - 取 心资 料 分 析 认 为 :遮 挡 层 (油 层 底 部 至 水 层 顶 部 )的 水平 渗 透 率 为 01361 696~ 91865 022μ 垂 向 渗 透 率约 为 01036 169 6~ 01986 502 2μ 从 该 井 采 油 生产 动 态 看 ,遮 挡 层 具 有 很 好 的 遮 挡 作 用 。 该 井 投 产时 ,考 虑 到 下 部 水 层 对 采 油 的 影 响 ,射 孔 时 从 油 层底 部 向 上 避 射 了 518 m。 在 酸 化 施 工 中 ,控 制 施 工压 力 小 于 10 保 证 地 层 不 被 压 开 ,酸 液 将 不 会破 坏 遮 挡 层 ,因 此 ,工 艺 设 计 中 没 有 考 虑 采 取 暂 堵技 术 。31113   酸 液 用 量 选 择酸 液 用 量 要 适 当 ,解 堵 酸 化 设 计 用 量 应 以 刚 好解 堵 为 佳 ,过 多 的 酸 液 进 入 储 层 若 不 能 顺 利 返 排 将带 来 一 系 列 的 储 层 伤 害 问 题 [4 ] 。312   工 艺 优 化 设 计通 过 多 氢 酸 酸 化 体 系 的 实 验 ,确 定 了 文 昌 13- 1 油 田 由 清 洗 液 、 前 置 酸 、 主 体 酸 、 后 置酸 、 顶 替 液 组 成 的 工 作 液 体 系 。 对 各 种 施 工 材 料 的用 量 进 行 了 优 化 ,并 在 施 工 工 艺 上 采 用 “ 最 大 排 量压 差 法 ” [5 ] ,即 不 压 开 地 层 ,尽 可 能 提 高 施 工 排 量 ,在 现 场 进 行 施 工 。4   现 场 实 施 效 果文 昌 13 - 1 油 田 酸 化 前 ,2006 年 9 月 1日 测 试 含 水 为 42 % ,产 液 量 为 81 产 油 量 为47 2006 年 10 月 17 日 22 点 停 井 ,采 取 酸 化 作业 ,10 月 19 日 凌 晨 1 点 ,起 泵 排 完 残 酸 ,进 行 生 产 ,最 高 日 产 液 量 为 275185 含 水 率 为 45146 % ,产 油 量 为 150144 比 投 产 时 的 最 高 产 液 量 (约160 要 高 ,说 明 如 果 在 投 产 前 进 行 酸 化 作业 ,产 液 量 还 有 明 显 提 高 。酸 化 后 平 均 日 产 液 量 由 80 升 到 180 ,平 均 日 产 油 量 由 45 升 到 100 右 ,是 酸 化 前 的 1 倍 多 ,含 水 率 由 40 %左 右 上 升 到50 %左 右 。 酸 化 前 后 泵 效 提 升 能 力 :用 泵 排 量 为100 酸 化 前 产 液 量 为 81 酸 化 前 泵 效 为75 % ;酸 化 后 产 液 量 为 160 酸 化 后 泵 效 为160 % ,增 液 为 79 说 明 酸 化 取 得 了 显 著 的 效果 。5   结   论(1) 针 对 油 层 在 钻 井 和 完 井 期 间 存 在 不 同 程度 的 伤 害 ,可 以 采 取 新 型 的 多 氢 酸 酸 化 体 系 有 效 解除 堵 塞 ;若 在 完 井 期 间 采 取 酸 化 ,酸 化 效 果 更 理 想 。(2) 结 合 文 昌 13 - 1 油 田 的 地 质 、 地 层 及 油 井的 具 体 特 点 ,优 选 出 了 适 合 于 该 油 田 的 多 氢 酸 体系 。 新 型 的 多 氢 酸 酸 化 试 验 的 成 功 为 同 类 油 田 类似 井 的 油 层 解 堵 措 施 提 供 了 依 据 和 指 导 。参 考 文 献 :[1 ] 缑 新 俊 ,赵 立 强 ,刘 平 礼 1 基 质 酸 化 发 展 现 状 [J ]1 钻 采工 艺 ,2002 ,2 (25) :431[2 ] 李 志 航 ,李 勇 ,王 小 朵 1 酸 敏 地 层 酸 化 技 术 研 究 和 现 场试 验 [J ]1 低 渗 透 油 气 田 ,1998 ,3 (1) :581[3 ] 吴 月 先 1 双 重 二 元 酸 酸 化 工 艺 技 术 解 析 及 发 展 前 景 展望 [J ]1 低 渗 透 油 气 田 ,2004 ,9 (1) :561[4 ] 蔡 卓 林 ,陈 冀 嵋 ,李 树 松 1 酸 化 作 业 中 的 储 层 伤 害 [J ]1西 部 探 矿 工 程 ,2006 ,18 (6) :861[5 ] 王 文 昌 ,贺 绍 辉 ,等 1 砂 岩 油 层 酸 化 成 功 的 关 键 因 素 [J ]1西 部 探 矿 工 程 ,2005 ,17 (1) :611编 辑   王   昱79第 5 期                     陈 孝 贤 等 :多 氢 酸 酸 化 技 术 在 文 昌 13 - 1 油 田 的 先 导 性 试 验of by of 0. 6 % 3. 4 %. of of by as of of 100080 , In to of of of of is to of of of of 57051 , or to of in on of of of 10 3 - 1 . 24057 , 2. 00451 , 3. 24010 , 4. 24010 , 3 - 1 is of to in of in 2 , u - . 00083 , 2. 24010 , 3. 00083 , of of in of of in of in by to of in on A of of of of PN u - . 10500 , 2. , 00010 , 3. 00278 , “ fie
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