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QK-马王庙油田油层酸化解堵增产效果分析

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QK 马王庙 油田 油层 酸化 增产 效果 分析
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马 王 庙 油 田 油 层 酸 化 解 堵 增 产 效 果 分 析赵 明 琨3(长 江 大 学 ,湖 北 荆 州 434023)[摘   要 ]   根 据 江 汉 油 区 马 王 庙 油 田 马 36 井 区 产 油 能 力 下 降 原 因 分 析 可 知 :解 决 储 层 井 筒 结 垢 和 近 井 地 带 堵 塞 ,最有 效 的 方 法 是 对 低 压 敏 感 性 油 藏 进 行 酸 化 解 堵 。[关 键 词 ]   马 王 庙 油 田 ;新 沟 嘴 组 油 层 ;地 层 堵 塞 ;酸 化 ;敏 感 性 ;增 产 措 施[中 图 分 类 号 ]   2   [文 献 标 识 码 ]   A   [文 章 编 号 ]   1009 — 301X(2005) 06 — 0029 — (03)江 汉 油 区 马 王 庙 油 田 马 36 井 区 开 发 层 位 为 下 第 三系 新 沟 嘴 组 油 层 ,在 注 水 开 发 过 程 中 ,由 于 井 筒 结 垢 ,造成 油 井 产 油 能 力 和 注 水 井 吸 水 能 力 下 降 。 近 年 来 ,针 对马 36 井 区 井 筒 结 垢 问 题 进 行 了 储 层 酸 化 解 堵 技 术 研 究 ,在 生 产 实 践 中 取 得 了 较 好 效 果 。 本 文 主 要 分 析 马 36 井区 油 层 堵 塞 机 理 和 酸 化 解 堵 增 产 效 果 ,为 江 汉 油 区 新 沟嘴 组 油 层 挖 潜 增 产 提 供 实 践 依 据 。 马 王 庙 油 田 马 36 井区 新 沟 嘴 组 油 层 构 造 和 井 位 分 布 见 图 1。图 1 马 王 庙 油 田 马 36 井 区 新 沟 嘴 组 油 层 构 造 图1   油 层 堵 塞 主 要 原 因 分 析据 分 析 马 36 井 区 油 层 堵 塞 主 要 受 多 种 因 素 影 响 形成 复 合 性 堵 塞 ,主 要 原 因 包 括 :低 于 饱 和 压 力 开 采 、 地 层敏 感 性 及 入 井 液 与 油 层 条 件 不 适 应 等 ,导 致 油 层 井 壁 渗滤 堵 塞 和 油 井 井 筒 结 垢 堵 塞 。1. 1   低 于 饱 和 压 力 生 产马 36 井 区 1993 年 投 入 开 发 后 ,早 期 强 采 导 致 地 层 压力 迅 速 下 降 。 新 沟 嘴 组 油 层 原 始 地 层 压 力 为 14. 2油层 饱 和 压 力 为 4. 33根 据 历 年 测 压 井 测 得 的 油 层 静止 压 力 对 比 表 明 :油 层 压 力 保 持 水 平 相 当 低 ,只 有 1993 年油 层 压 力 为 4. 88高 于 饱 和 压 力 开 采 。 从 此 以 后 ,油层 压 力 始 终 是 在 4. 19 2. 04 间 波 动 下 降 ,长期 低 于 饱 和 压 力 开 采 ,详 见 图 2。 这 种 低 压 力 水 平 开 采 ,导致 油 层 和 油 井 井 筒 脱 气 ,造 成 井 下 结 垢 和 其 他 堵 塞 ,影 响油 井 正 常 生 产 能 力 发 挥 。图 2 马 36 井 区 历 年 油 层 静 止 压 力 变 化 图(1) 地 层 压 实 作 用从 马 36 井 区 北 断 块 4 口 取 芯 井 (马 36 井 、 马 36 —4 — 5 井 、 马 36 斜 4 — 61 井 和 马 36 斜 6 — 3 井 ) 117 块 样品 粒 度 分 析 表 明 :马 36 井 区 新 沟 嘴 油 层 ,物 性 较 好 ,岩石 胶 结 类 型 受 埋 藏 深 度 影 响 较 大 ,胶 结 类 型 以 孔 隙 型 为主 ,也 有 部 分 为 接 触 型 和 弱 胶 结 型 ,压 嵌 型 仅 在 埋 藏 深度 较 大 的 新 沟 嘴 组 下 段 新 下 25 层 出 现 。 当 地 层 压 力 下降 幅 度 过 大 时 ,油 层 岩 石 骨 架 承 受 的 有 效 上 覆 岩 石 压 力增 大 ,使 油 层 进 一 步 压 实 ,孔 隙 体 积 减 小 ,导 致 油 层 物 性变 差 。 另 一 方 面 由 于 受 地 层 压 实 作 用 影 响 ,使 岩 石 骨 架和 胶 结 物 承 压 强 度 受 到 破 坏 ,造 成 微 粒 运 移 ,形 成 速 敏反 应 ,因 而 部 分 井 区 出 砂 严 重 (如 马 36 斜 5 — 5 井 、 马 36斜 4 — 7 井 和 马 36 斜 2 — 5 井 等 ) ,造 成 井 壁 油 层 和 井 底砂 堵 。(2) 油 井 原 油 脱 气 ,原 油 粘 度 增 加 ,导 致 油 层 伤 害当 油 层 压 力 下 降 到 低 于 饱 和 压 力 时 ,原 油 中 的 气 体就 会 脱 出 (井 区 大 多 数 油 井 生 产 时 必 须 放 套 管 气 抽 油 ) ,形 成 多 相 流 动 ,一 方 面 由 于 储 层 中 流 体 相 态 的 变 化 导 致江 汉 石 油 职 工 大 学 学 报  2005 年 11 月     第 18 卷   第 6 期3 [收 稿 日 期 ] 2005 — 01 — 24[作 者 简 介 ] 赵 明 琨 (1971 — ) ,男 ,1995 年 毕 业 于 江 汉 石 油 学 院 钻 井 工 程 专 业 ,在 江 汉 采 油 厂 从 事 采 油 地 质 综 合 研 究 和 生 产 技 术 管 理 工 作 ,工 程 师 ,现 为 长 江 大 学 在 读 硕 士 。© 1995o., 相 对 渗 透 率 下 降 ;另 一 方 面 原 油 脱 气 后 轻 质 成 分 大量 挥 发 ,蜡 质 、 沥 青 质 析 出 ,也 造 成 油 层 堵 塞 和 油 井 生 产能 力 下 降 。(3)平 衡 状 态 破 坏 ,导 致 井 筒 、 油 井 近 井 地 带 结 垢 堵 塞马 36 井 区 在 1997 年 首 次 发 现 井 下 油 管 结 垢 ,主 要成 份 为 碳 酸 钙 ,随 着 含 水 上 升 ,又 出 现 大 批 油 井 井 下 油管 结 垢 。针 对 马 王 庙 油 田 马 36 井 区 产 出 液 结 垢 状 况 进 行 研究 表 明 :马 36 井 区 由 于 产 出 液 中 含 有 大 量 钙 离 子 ,大 于1100L ,储 层 中 油 、 气 、 水 共 存 的 平 衡 体 系 在 开 采 中受 到 破 坏 ,油 井 井 底 流 动 压 力 逐 渐 降 低 ,在 含 有 大 量 钙离 子 和 碳 酸 氢 根 离 子 的 地 层 水 中 ,二 氧 化 碳 分 压 降 低 ,造 成 碳 酸 氢 钙 分 解 ,产 生 碳 酸 钙 沉 淀 。 随 着 油 井 井 底 流动 压 力 的 进 一 步 降 低 ,井 下 油 管 结 垢 由 井 底 扩 大 到 井 筒和 井 壁 油 层 地 带 。 油 井 井 下 结 垢 的 化 学 反 应 原 理 如 下式 所 示 : 2 ] + + 1. 2   地 层 敏 感 性根 据 室 内 敏 感 性 试 验 表 明 :马 36 井 区 新 下 2油 层 敏感 性 包 括 中 等 偏 弱 速 敏 性 、 中 等 偏 强 水 敏 性 、 中 等 强 盐敏 性 、 弱 碱 敏 性 和 中 等 酸 敏 性 。 井 区 在 速 敏 、 水 敏 、 盐 敏和 酸 敏 方 面 均 反 映 出 普 遍 的 敏 感 性 伤 害 特 征 ,对 于 井 下作 业 措 施 入 井 液 ,很 难 避 免 油 层 不 受 伤 害 。 马 36 井 区新 沟 嘴 组 油 层 敏 感 性 评 价 对 比 见 表 1。表 1 马 36 井 区 新 沟 嘴 组 油 层 敏 感 性 试 验 评 价 表试 验 项 目 层   位渗 透 率 损 失( %) 临 界 值 敏 感 性 评 价速 敏 性新 下 223 30. 2 0. 5 偏 弱新 下 245 34. 1 1. 5 偏 弱水 敏 性新 下 223 53. 8 中 偏 强新 下 245 47. 4 中   等盐 敏 性新 下 223 52. 7 91987L 偏   强新 下 245 55. 8 91987L 中 偏 等碱 敏 性新 下 223 28. 1 5. 5 (p H 值 ) 弱新 下 245 20. 3 5. 5 (p H 值 ) 弱酸 敏 性新 下 223 56. 1 中 偏 强新 下 245 36 中   等1. 3   入 井 液 不 配 伍 性 影 响(1) 注 入 水 不 配 伍 性根 据 马 36 井 区 开 采 近 10 年 的 水 分 析 资 料 表 明 :不断 大 量 注 入 清 水 和 净 化 污 水 ,使 采 出 水 矿 化 度 由 初 期 的17 × 104 L 降 低 到 目 前 的 9 × 104 L 左 右 。 但 总体 上 ,钙 离 子 和 硫 酸 根 离 子 浓 度 (分 别 为 1150L 和4500L) 变 化 较 小 ,变 化 较 大 的 是 钠 、 钾 离 子 和 氯 离子 ,说 明 地 层 水 不 断 被 注 入 淡 水 稀 释 ,同 时 注 入 水 又 不断 溶 解 孔 隙 填 充 物 ,产 生 离 子 交 换 ,从 而 使 钙 离 子 和 硫酸 根 离 子 浓 度 变 化 较 小 。 这 样 一 方 面 是 高 浓 度 钙 离 子易 产 生 结 垢 ,另 一 方 面 是 岩 石 孔 隙 填 充 物 松 散 和 运 移 ,导 致 油 层 喉 道 堵 塞 。 这 也 是 马 王 庙 油 田 注 水 压 力 上 升较 快 的 原 因 之 一 ,并 且 表 现 为 储 层 中 等 偏 强 水 敏 性 。同 时 研 究 表 明 ,新 沟 嘴 组 地 层 水 大 部 分 为 氯 化 钙型 ,而 注 入 水 为 重 碳 酸 氢 钠 型 ,两 种 水 型 不 配 伍 ,矿 场 注入 水 提 供 大 量 的 碳 酸 氢 根 离 子 ,地 层 岩 石 被 溶 解 将 提 高钙 离 子 成 分 ,当 油 层 温 度 、 压 力 发 生 变 化 时 ,会 产 生 碳 酸钙 沉 淀 ,造 成 油 层 伤 害 ,堵 塞 油 层 。 马 36 井 区 注 入 水 分析 数 据 见 表 2。表 2 马 36 井 区 注 入 水 分 析 数 据 表 (单 位 :L)水 样 来 源 + K + - 总 矿 化 度 取 样 时 间马 36 - 2 - 8 井 62979. 7 1252. 5 304 95715 5883. 68 198. 32 166333. 3 1993. 12. 18马 36 - 3 - 5 井 18745. 0 1102. 2 91. 2 28360 3482. 18 228. 83 52046. 9 997. 08. 05马 36 斜 9 - 3 井 40178. 2 1077. 1 106. 4 60265 4983. 11 343. 54 106953. 4 2000. 09. 25马 36 三 相 水 34986. 2 1154. 3 136. 1 52882 4457. 18 328. 98 93945. 2 2003. 07. 22马 36 注 入 水 23676. 9 705. 41 155. 5 35646 3304. 46 287. 94 63676. 9 2003. 07. 03(2) 井 下 作 业 措 施 入 井 液 造 成 油 层 伤 害马 王 庙 油 田 马 36 井 区 由 于 存 在 较 强 的 水 敏 性 ,要特 别 注 意 入 井 液 与 地 层 岩 石 及 流 体 的 配 伍 性 。 用 马 36斜 4 — 61 井 的 岩 心 进 行 了 射 孔 压 井 液 对 地 层 伤 害 评 价试 验 :按 评 价 标 准 ,射 孔 压 井 液 与 模 拟 地 层 岩 样 接 触 2小 时 ,渗 透 率 恢 复 值 为 95. 34 %。 而 储 层 在 与 射 孔 压 井液 接 触 44 小 时 后 渗 透 率 恢 复 值 仅 为 43. 52 % ,射 孔 作业 时 间 越 长 ,射 孔 压 井 液 与 地 层 接 触 时 间 也 越 长 ,对 储层 造 成 的 伤 害 就 越 严 重 。同 样 用 马 36 斜 4 — 61 井 的 岩 心 进 行 压 裂 模 拟 现 场施 工 过 程 :表 明 马 王 庙 油 田 原 油 压 裂 液 对 储 层 基 质 伤 害严 重 ,两 块 储 层 岩 样 的 渗 透 率 恢 复 值 分 别 为 29. 75 %和9. 26 % ,平 均 仅 为 19. 51 %。 从 岩 心 出 口 端 可 以 看 出 ,岩 心 端 面 被 压 裂 液 严 重 堵 塞 。 说 明 压 裂 液 对 储 层 的 伤害 主 要 集 中 在 裂 缝 基 质 表 层 的 一 定 深 度 范 围 内 ,降 低 了压 裂 所 造 成 裂 缝 的 渗 流 能 力 。2   酸 化 解 堵 效 果 分 析马 36 井 区 1997 年 首 次 发 现 井 下 油 管 结 垢 现 象 ,而到 1999 年 7 月 ,在 马 36 斜 9 — 3 井 检 泵 时 又 发 现 结 垢堵 泵 筒 现 象 ,相 继 在 马 36 — 4 — 7 井 、 马 36 斜 4 — 71 井和 马 36 — 3 — 7 井 发 现 结 垢 堵 塞 。 随 着 油 田 注 水 开 发 的进 展 ,结 垢 井 越 来 越 多 ,马 36 — 3 — 71 井 以 前 从 未 发 现结 垢 ,2002 年 井 下 作 业 时 发 现 结 垢 严 重 ,造 成 日 产 液 量由 9. 3t 下 降 到 5. 2t 。 从 1999 年 7 月 采 集 马 36 斜 9 — 3井 结 垢 样 品 分 析 ,主 要 成 分 碳 酸 钙 、 碳 酸 镁 ,同 时 与 蜡03   江 汉 石 油 职 工 大 学 学 报© 1995o., 沥 青 质 形 成 多 层 状 混 合 结 垢 。针 对 马 36 井 区 井 筒 结 垢 及 地 层 堵 塞 情 况 ,曾 采 用过 不 同 措 施 ,首 先 从 油 井 掺 水 加 阻 垢 剂 ,有 一 定 效 果 ,但是 一 旦 油 井 停 产 ,井 筒 液 体 和 粘 土 颗 粒 长 时 间 接 触 ,迅速 产 生 大 量 碳 酸 钙 、 碳 酸 镁 结 垢 ,引 起 井 壁 油 层 堵 塞 。如 马 36 斜 4 — 4 井 、 马 36 斜 2 — 5 井 、 马 36 斜 2 — 6 井 、马 36 斜 3 — 71 井 和 马 36 斜 5 — 51 等 井 进 行 了 井 下 作业 后 ,产 液 量 都 成 倍 下 降 。2003 年 初 ,开 始 在 马 36 井 区 有 针 对 性 开 展 酸 化 解堵 除 垢 试 验 ,编 制 了 井 区 措 施 方 案 。 从 2003 年 到 2004年 共 进 行 酸 化 解 堵 措 施 10 口 井 ,有 7 口 井 日 增 产 油 量在 1t 以 上 ,效 果 最 好 的 马 36 斜 4 - 4 井 进 行 酸 化 解 堵后 ,日 产 液 量 由 15. 4t 增 加 到 39. 8t ,日 产 油 量 由 3. 3 到 10. 9t ,有 效 期 长 达 14 个 月 ,累 积 增 产 油 量1993t 。 马 36 井 区 通 过 酸 化 解 堵 共 累 积 增 产 油 量4544t 。3   对 酸 化 解 堵 挖 潜 增 产 的 认 识(1) 马 36 井 区 新 沟 嘴 组 油 层 产 液 和 产 油 能 力 下 降的 主 要 原 因 有 :地 层 伤 害 ,地 层 能 量 低 ,储 层 井 筒 结 垢 及近 井 地 带 堵 塞 。 其 中 井 筒 结 垢 及 近 井 地 带 堵 塞 是 可 以有 效 解 除 的 ,并 能 恢 复 一 定 产 能 。(2) 马 36 井 区 造 成 新 沟 嘴 组 油 层 结 垢 堵 塞 物 的 主要 成 分 是 碳 酸 钙 和 碳 酸 镁 ,用 盐 酸 酸 化 解 除 结 垢 堵 塞 的主 要 作 用 是 使 盐 酸 与 碳 酸 钙 和 碳 酸 镁 接 触 ,引 起 化 学 反应 ,生 成 可 以 溶 解 的 氯 化 钙 和 氯 化 镁 ,以 及 二 氧 化 碳 和水 ,因 而 可 以 有 效 解 除 结 垢 堵 塞 ,其 化 学 反 应 原 理 分 别如 下 式 所 示 : 2 + 2 + (3)解 堵 措 施 中 酸 液 及 时 返 排 是 低 压 敏 感 性 油 藏 酸 化措 施 成 功 的 关 键 ,目 前 采 用 施 工 工 艺 过 程 为 替 酸 — 关 井 反应 — 抽 汲 返 排 — 下 泵 ,对 于 保 护 套 管 ,酸 液 及 时 返 排 ,避 免残 酸 腐 蚀 管 杆 而 造 成 的 重 复 作 业 均 有 较 好 的 效 果 。(4) 现 用 酸 液 综 合 了 常 规 盐 酸 和 硝 酸 的 优 点 ,主 要是 降 低 了 酸 液 二 次 污 染 和 残 酸 对 泵 筒 及 生 产 管 网 的 腐蚀 ,对 解 除 近 井 地 带 结 垢 堵 塞 效 果 较 好 ,而 对 于 解 除 地层 伤 害 堵 塞 的 效 果 一 般 。(5) 加 强 注 水 仍 是 目 前 马 36 井 区 新 沟 嘴 组 油 藏 开发 工 作 重 点 和 解 堵 措 施 基 础 :一 是 调 配 好 注 入 水 与 储 层岩 性 和 流 体 配 伍 性 ,严 格 要 求 注 入 水 水 质 和 矿 化 度 ,降低 油 层 堵 塞 概 率 ;二 是 加 强 目 的 层 有 效 注 水 ,补 充 地 层能 量 ,有 利 于 提 高 油 井 酸 化 解 堵 有 效 率 。(6) 必 须 继 续 加 强 地 质 基 础 和 流 体 相 态 研 究 ,有 针对 性 地 选 择 有 效 措 施 ,充 分 利 用 有 利 因 素 ,克 服 不 利 因素 ,因 井 制 宜 ,因 势 利 导 ,挖 潜 增 产 ,提 高 新 沟 嘴 组 油 层开 发 效 果 。[参 考 文 献 ][ 1 ] 李 克 向 . 保 护 油 气 层 钻 井 完 井 技 术 [ M ] . 北 京 :石 油工 业 出 版 社 ,1993.[ 2 ]常 子 恒 . 石 油 勘 探 开 发 技 术 [ M ] . 北 京 :石 油 工 业 出版 社 ,2001.[ 3 ] 埃 克 诺 米 德 斯 , K. G. 诺 尔 蒂 等 ,康 德 全 ,周 春虎 ,李 汤玉 等 译 . 油 藏 增 产 措 施 [ M ] . 北 京 :石 油 工 业出 版 社 ,on by a 34023 ,to t he of a - 36 it is t to t he of t he t he is to to h 任 编 辑   郭 华 玉 ]13  赵 明 琨 . 马 王 庙 油 田 油 层 酸 化 解 堵 增 产 效 果 分 析© 1995o.,
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