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低成本修井液保护储层技术

2018-05-15尤秋彦

科学与技术 2018年20期
关键词:结垢卤水污染

摘要:为保护储层,油田应用密度在1.3~1.4g/cm3修井液时,一般采用甲酸盐体系,费用较高。为节约成本,高压井修井作业采用高密度“卤水”压井,但是对油层污染严重,产量恢复率只有60%。通过污染机理和作业工况分析,研究应用一种新型“低密度两段式”工艺技术。该技术依据油层特征,配制10~15m3的低密度油保液,配合高密度卤水进行修井作业。通过降低油层保护液的用量,大幅度降低了高压修井作业油层保护成本。

关键词:油层保护;污染;修井液;压井液;结垢;卤水

大港油田采油三厂后期作业过程污染比较严重。2008年(1~7月份)470井次油井作业,作业后产量恢复期在5天以上的占到41.7%,产量未恢复的占16.3%。一些高压油井修井作业,为节约成本,常常采用密度在1.3 g/cm3~1.4g/cm3“鹵水”压井。由于结垢等损害,造成作业井的产量恢复周期较长,往往恢复率低于60%的,给油田造成较大的经济损失;对于这类问题的解决,国内外通常采用配制专业的修井液来保护油气层,但成本较高,对于平均单井产量低于5t/d的老油田来说,规模应用存在严重经济适应性问题。因此,技术人员围绕降成本的目标,结合地质和工程两方面分析,成功研究出一种新的工艺技术,并在在现场应用成功,为油田低成本科学开发提供了技术借鉴。

一、油层特征及损害机理分析

段六拨、王官屯高压区块油层,低渗、高矿化度、高泥质含量。平均渗透率在15-50×10-3μm2之间,平均泥质含量12.4%,易产生水敏及水锁双重叠加损害,水敏性指数多在0.7~0.8,水敏性强。地层水型有CaCL2型也有NaHCO3型,矿化度高达20000ppm~40000ppm之间。高压油井修井作业采用的“卤水”,其密度在1.3 g/cm3~1.4g/cm3之间。主要成分为氯化钙、氯化镁、氯化钠等,并含有铁锈、粘土等杂质。由于卤水中Ca2+、Mg2+、SO42-等离子含量异常高容易与高矿化度油层生成CaCO3、CaSO4等沉淀,造成结垢损害。实践发现,这种损害一旦发生,损害程度往往十分严重。如G29-70,作业前本来有8t/d左右产油量,修井时直接用密度1.35 g/cm3卤水压井,作业后产油不到1t/d,长达2个月没有恢复产量,井被压死了。

二、新技术原理

对于高压井作业,修井液密度一般在1.3 g/cm3~1.4g/cm3之间,才能保持整个井筒的压力平衡。如果在井筒下部注入低密度油层保护液,由于密度差原因容易造成油保液污染、液柱压力下降压力等问题。因此,将井筒和地层看成一个大的“U型管”,在“U型管”的底部(近井壁油层内)注入少量的低密度液体(为节约成本,一般小于1.05g/cm3),对压力系统的的影响就减少。作业前根据地层的敏感性,事先针对性的对挤入油层的保护液体进行处理,使其成为具有防垢、防膨、减轻水锁等功能的油层保护液,可以变被动伤害为主动保护。同时,又巧妙的隔离开压井液和地层流体的直接接触,最大程度减轻卤水修井液由于不配伍造成的油层损害。

此外,修井液成本主要与密度、用量有关。该技术油保液密度低,在1.02 g/cm3~1.03g/cm3之间;而且用量少,在10 m3~15m3之间。因此,该工艺技术相比配制专业油层保护液,成本大幅度降低。

三、油层保护工艺技术要点

1.卤水质量要求

卤水用量根据现场具体情况,在空井筒容积基础上附加30%~50%。使用前,添加适当絮凝剂,充分沉淀,静置24h以上。装车时要抽取上部清液,尽可能保证卤水的洁净。

2.油层保护液质量要求

油层保护液用量按照处理地层半径1m~1.5m设计。油层保护液密度在经济条件允许的情况下与卤水密度越接近越好。但为节约成本,密度也可以为1.02g/cm3。采用生活用水作为基液配制。根据油层特性,添加防膨剂、阻垢剂、防水锁剂。主要性能如表1:

3.反循环压井施工要点

1)按照设计配置准备好油层保护液,按要求准备好卤水压井液。根据井下管柱情况,计算好分步挤、注程序和用量;

2)刚开始从套管挤注油层保护液时,要打开油管出口,以减少井筒工作液回流到油层的量;

3)当油层保护液达到油管底部位置时,关闭油管出口,继续顶替,根据计算量将油层保护液挤入油层。油层保护液挤入完毕,缓慢打开油管出口,采用卤水进行反循环压井。

四、应用情况

截止目前,该工艺技术在采油三厂成功应用3口井,平均恢复期2天。两口应用井举例简介如下:

G18-21井是一口检泵作业井。储层深度2712.02m~2882.82m,孔隙度16.5%,渗透率56×10-3um2,泥质含量17.6%。作业前日产油2.58t,水31 m3。采用该技术配制15 m3油层保护液,及1.35 g/cm3液钙压井液110 m3(2次压井)进行检泵作业10天后开井,1天后日产液29 m3,油2.98t,第二天日产液28 m3,油3.5t。

G33-73井是一口下泵提液作业井。储层深度2320.9 m~2336.9m,孔隙度20.38%,渗透率15~174×10-3um2,泥质含量9.91%。作业前日产油0.9吨,水20.04方。采用该技术配制12 m3密度1.02 g/cm3油层保护液、60 m3密度1.30g/cm3液钙压井作业12天。作业后2天液量达到115 m3/d,产油达到5.0t/d。

五、结论

1)采油三厂压井液用卤水,由于其中Ca2+、Mg2+、SO42-等离子含量高,压井作业容易引起油层污染。而且,一旦不配伍造成沉淀结垢堵塞,污染程度十分严重,产量恢复率低于50%;

2)新的工艺技术降低了油层保护液密度、用量,实现了高压井作业低成本保护油层。由于油层保护液用量少,要正确计算,精心施工,以保证油层保护液准确到达预定位置;

3)该技术在海水、污水洗、压井作业中可以参考应用。不过,要根据实际井况和井控条件优化,保证施工安全。

作者简介:尤秋彦,工程师。1989年毕业于大港油田石油工程技术学院,主要从事钻井液完井液、修井液以及油层保护技术研究及应用。现为大港油田石油工程研究院油层保护技术服务。

(作者单位:大港油田钻采工艺研究院)

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