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[摘 要]通过剖析油田欠注水井的成因,完善应用成熟的增注技术,推广应用新的治理手段,形成具有区块特色的技术系列,取得明显效果。针对注水井油藏物性、注入水水质、作业过程、注入方式等因素引起的油层堵塞等各类伤害,应用了盐酸、土酸、有机土酸、缓速酸、氟硼酸等增注工艺,同时加强日常监控,进行综合治理。
[关键词]欠注;增注;油层堵塞;治理措施
中图分类号:U417.3+3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)36-0359-02
1 欠注水井分析
(1)油藏注采井网不合适。注采井距过大,由于渗流阻力大,注水井的能量扩散不出去,在注水井附近蹩成高压区,使得注水量很快降低;而生产井因注水井太远,难以见到效果,产量迅速降低。所以,井网不合理,注采井距偏大是造成注水压力过高的一个重要原因。(2)污水井水质不达标。采油厂回注污水,注入水中悬浮固体含量、SRB和平均腐蚀率等指标严重超标,这是造成油田欠注的主要原因之一,由于连续回注不合格污水,地层注水压力上升,吸水指数下降等现象日益突出。(3)储层敏感性强。在注水开发过程中,由于存在着各种敏感性而造成油藏伤害,势必会影响到地层有效吸水。如注水过程中由于水敏、速敏等均可以使得油藏的粘土矿物发生膨胀和运移,从而造成新的堵塞。使得注水压力升高或注不进水。(3)作业过程中造成的伤害作业过程中,在实施某项中间工序时,所加入的外来入井液与地层不配伍,引起地层结垢、粘土膨胀、微小固体颗粒堵塞注水层引起地层不吸水等现象时有发生,此外,酸化、压裂措施中,酸液使用不当,排液不彻底等会对油层造成伤害。(4)注入水与地层水不配伍引起的地层伤害注入水与地层水不配伍或者注入水中含有可以产生沉淀的不稳定盐类,由于注入过程中温度、压力和配比的变化,使得沉淀物在油藏内和井筒中析出,从而造成堵塞,这种情况在采油厂注清水、注污水井中都存在。(5)注入过程及注入方式引起的地层伤害。注水过程中,由于动态调配的需要,往往减少配注水量,虽可以大大缓解区块相邻受效油井的含水的上升,减少油层注水指进现象的发生,但是储层岩石渗透率具有压力敏感性,由于油藏类型各异,地层所受到的压力敏感性伤害程度也不同,储层渗透率一旦受到压力敏感性伤害,当地层压力恢复到原始值时,储层渗透率有一定的恢复,但不可能恢复到原始渗透率值,存在一定的不可恢复量。储层性质不同,不可恢复量亦不同。由此判断,稳定注水形成的注水微裂缝通道会发生闭合,再次增压注水往往较难恢复原来的水平,因此注入过程及注入方式都会引起地层结构的变化。
2 欠注井工艺应用
针对各类油藏油层堵塞类型的不同以及堵塞的特点,通过优选酸液配方,优化施工工艺,逐渐形成了完善的增注工艺体系。
2.1 有机缓速酸增注工艺——基质酸化,提高渗流能力
有机酸含有甲醛、氟化铵、有机羧酸盐等组分,其中的甲醛与氟化铵在一定条件下经多级反应生成氢氟酸和六次甲基四胺,生成的氢氟酸在地层中消耗后促使该多级反应向正方向进行,从而不断提供氢氟酸以保持酸液的活性,实现深部酸化。同时有机羧酸盐与地层中的钙、铁离子络合,防止在地层中产生CaF2、Fe(OH)3等二次沉淀。这类增注工艺应用10井次。
2.2 有机土酸酸化工艺技术——减少二次伤害,延长酸化有效期
有机土酸是由盐酸、氢氟酸、乙酸及多功能添加剂组成,通过调整盐酸、氢氟酸的比例并优选适当的添加剂,减小酸化过程中酸液对油层造成的损害,达到提高酸化效果的目的。这类增注工艺应用6井次。
2.3 氟硼酸酸化工艺技术——稳定粘土
对于水敏性地层,采用氟硼酸酸化工艺,氟硼酸进入地层时能缓慢水解生成HF,因而在酸液耗尽之前可深入地层内部较大范围,达到深部处理的效果,此外,氟硼酸还可使任何不溶解的粘土微粒产生化学溶化,溶化后的微粒在原地胶结,使得处理后因流量加大而引起的微粒运移受到限制,并且通过不相溶流体的接触,用氟硼酸处理过的粘土敏感性下降,不易膨胀或分散。这类增注工艺在透油田应用6井次。
2.4 盐酸除垢工艺——解除结垢堵塞
近年来随着注水油田的不断开发,由于注入水与地层水矿化度的差异以及地层颗粒运移及矿物中钙、镁离子成分等的影响,导致部分水井炮眼附近及近井地带结垢严重,堵塞了渗流通道,造成水井欠注。采取以盐酸为主的增注工艺,即用常规盐酸辅以添加剂解除近井地带结垢及井筒结垢(酸溶性垢)、碳酸盐岩地层酸化解堵;盐酸可溶物大于20%的砂岩地层酸化等。这类增注工艺应用7井次。
3 管理措施
一是根据管理标准定期录取注水井地面管损资料并及时进行分析,判断单井注水管线和单流阀的堵塞情况。对配水间油压与井口油压的差值较大的井,先组织大排量冲洗地面管线,停井的同时拆卸清洗井口单流阀,排除单流阀结垢问题,并对腐蚀严重的单流阀及时进行更换,避免管线穿孔、停泵等故障时造成地层吐砂水量下降。二是根据井口油压与套压的差值,判断注水管柱的工作状况。对于光油管注水管柱,根据注水量的大小以油套压差0.5MPa为标准上下波动,结合倒反注情况观察压力水量来分析判断管柱是否堵塞,对油套压差大且反注水量明显上升的井,及时上报计划,联系测试队实施通井。三是根据单井工况分析管理标准,强化对套压变化的重视,及时分析判断地层的堵塞状况和封隔器的工作状态。套压直接反应光油管注水地层的吸水压力和分层注水井上部注水层位的吸水压力,套压的变化说明了地层的变化和吸水量的变化。当发现套压明显变化时,及时录取油压及注水量数据,并结合井下管柱情况分析判断地层是否堵塞,封隔器是否失效,制定相应的洗井、测试、作业等措施并实施。四是洗井可以改善油層改造区内井的吸水能力,其主要改造近井地带的油层。在洗井时,可以加入稀盐酸,稀盐酸可以与基岩中的碳酸盐反应,生成可溶性盐、水和二氧化碳。通过化学反应增大或增加裂隙,进一步增大吸水能力。
4 结束语
(1)针对部分水井酸化时压力下降明显,增注效果明显,但是注水有效期短的实际,分析原因,有相当大的因素是注水后期管理跟不上造成的,比如说,注清水井一季度洗井一次,注污水井一月洗井一次,都不能落到实处,井筒脏、污物堆积、油层被颗粒堵塞、注入水进入地层产生的沉淀等等给注水带来了很大的隐患。(2)注入水水质严格按照油田相关标准执行,但是部分井注入水经管线到达井口后,却没有达标,这主要是注入水沿程受到污染所致,因此建议加强注入水沿程检测,采取相关措施确保合格注入水注到地层。(3) 应加强油藏方面的研究,在应用好现有酸化工艺的基础上,继续开展适应不同油藏的其它酸化工艺、配方的调研,引进并推广成熟的酸化工艺,成熟增注工艺的应用对夯实油田稳产基础起到了积极作用。
[关键词]欠注;增注;油层堵塞;治理措施
中图分类号:U417.3+3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)36-0359-02
1 欠注水井分析
(1)油藏注采井网不合适。注采井距过大,由于渗流阻力大,注水井的能量扩散不出去,在注水井附近蹩成高压区,使得注水量很快降低;而生产井因注水井太远,难以见到效果,产量迅速降低。所以,井网不合理,注采井距偏大是造成注水压力过高的一个重要原因。(2)污水井水质不达标。采油厂回注污水,注入水中悬浮固体含量、SRB和平均腐蚀率等指标严重超标,这是造成油田欠注的主要原因之一,由于连续回注不合格污水,地层注水压力上升,吸水指数下降等现象日益突出。(3)储层敏感性强。在注水开发过程中,由于存在着各种敏感性而造成油藏伤害,势必会影响到地层有效吸水。如注水过程中由于水敏、速敏等均可以使得油藏的粘土矿物发生膨胀和运移,从而造成新的堵塞。使得注水压力升高或注不进水。(3)作业过程中造成的伤害作业过程中,在实施某项中间工序时,所加入的外来入井液与地层不配伍,引起地层结垢、粘土膨胀、微小固体颗粒堵塞注水层引起地层不吸水等现象时有发生,此外,酸化、压裂措施中,酸液使用不当,排液不彻底等会对油层造成伤害。(4)注入水与地层水不配伍引起的地层伤害注入水与地层水不配伍或者注入水中含有可以产生沉淀的不稳定盐类,由于注入过程中温度、压力和配比的变化,使得沉淀物在油藏内和井筒中析出,从而造成堵塞,这种情况在采油厂注清水、注污水井中都存在。(5)注入过程及注入方式引起的地层伤害。注水过程中,由于动态调配的需要,往往减少配注水量,虽可以大大缓解区块相邻受效油井的含水的上升,减少油层注水指进现象的发生,但是储层岩石渗透率具有压力敏感性,由于油藏类型各异,地层所受到的压力敏感性伤害程度也不同,储层渗透率一旦受到压力敏感性伤害,当地层压力恢复到原始值时,储层渗透率有一定的恢复,但不可能恢复到原始渗透率值,存在一定的不可恢复量。储层性质不同,不可恢复量亦不同。由此判断,稳定注水形成的注水微裂缝通道会发生闭合,再次增压注水往往较难恢复原来的水平,因此注入过程及注入方式都会引起地层结构的变化。
2 欠注井工艺应用
针对各类油藏油层堵塞类型的不同以及堵塞的特点,通过优选酸液配方,优化施工工艺,逐渐形成了完善的增注工艺体系。
2.1 有机缓速酸增注工艺——基质酸化,提高渗流能力
有机酸含有甲醛、氟化铵、有机羧酸盐等组分,其中的甲醛与氟化铵在一定条件下经多级反应生成氢氟酸和六次甲基四胺,生成的氢氟酸在地层中消耗后促使该多级反应向正方向进行,从而不断提供氢氟酸以保持酸液的活性,实现深部酸化。同时有机羧酸盐与地层中的钙、铁离子络合,防止在地层中产生CaF2、Fe(OH)3等二次沉淀。这类增注工艺应用10井次。
2.2 有机土酸酸化工艺技术——减少二次伤害,延长酸化有效期
有机土酸是由盐酸、氢氟酸、乙酸及多功能添加剂组成,通过调整盐酸、氢氟酸的比例并优选适当的添加剂,减小酸化过程中酸液对油层造成的损害,达到提高酸化效果的目的。这类增注工艺应用6井次。
2.3 氟硼酸酸化工艺技术——稳定粘土
对于水敏性地层,采用氟硼酸酸化工艺,氟硼酸进入地层时能缓慢水解生成HF,因而在酸液耗尽之前可深入地层内部较大范围,达到深部处理的效果,此外,氟硼酸还可使任何不溶解的粘土微粒产生化学溶化,溶化后的微粒在原地胶结,使得处理后因流量加大而引起的微粒运移受到限制,并且通过不相溶流体的接触,用氟硼酸处理过的粘土敏感性下降,不易膨胀或分散。这类增注工艺在透油田应用6井次。
2.4 盐酸除垢工艺——解除结垢堵塞
近年来随着注水油田的不断开发,由于注入水与地层水矿化度的差异以及地层颗粒运移及矿物中钙、镁离子成分等的影响,导致部分水井炮眼附近及近井地带结垢严重,堵塞了渗流通道,造成水井欠注。采取以盐酸为主的增注工艺,即用常规盐酸辅以添加剂解除近井地带结垢及井筒结垢(酸溶性垢)、碳酸盐岩地层酸化解堵;盐酸可溶物大于20%的砂岩地层酸化等。这类增注工艺应用7井次。
3 管理措施
一是根据管理标准定期录取注水井地面管损资料并及时进行分析,判断单井注水管线和单流阀的堵塞情况。对配水间油压与井口油压的差值较大的井,先组织大排量冲洗地面管线,停井的同时拆卸清洗井口单流阀,排除单流阀结垢问题,并对腐蚀严重的单流阀及时进行更换,避免管线穿孔、停泵等故障时造成地层吐砂水量下降。二是根据井口油压与套压的差值,判断注水管柱的工作状况。对于光油管注水管柱,根据注水量的大小以油套压差0.5MPa为标准上下波动,结合倒反注情况观察压力水量来分析判断管柱是否堵塞,对油套压差大且反注水量明显上升的井,及时上报计划,联系测试队实施通井。三是根据单井工况分析管理标准,强化对套压变化的重视,及时分析判断地层的堵塞状况和封隔器的工作状态。套压直接反应光油管注水地层的吸水压力和分层注水井上部注水层位的吸水压力,套压的变化说明了地层的变化和吸水量的变化。当发现套压明显变化时,及时录取油压及注水量数据,并结合井下管柱情况分析判断地层是否堵塞,封隔器是否失效,制定相应的洗井、测试、作业等措施并实施。四是洗井可以改善油層改造区内井的吸水能力,其主要改造近井地带的油层。在洗井时,可以加入稀盐酸,稀盐酸可以与基岩中的碳酸盐反应,生成可溶性盐、水和二氧化碳。通过化学反应增大或增加裂隙,进一步增大吸水能力。
4 结束语
(1)针对部分水井酸化时压力下降明显,增注效果明显,但是注水有效期短的实际,分析原因,有相当大的因素是注水后期管理跟不上造成的,比如说,注清水井一季度洗井一次,注污水井一月洗井一次,都不能落到实处,井筒脏、污物堆积、油层被颗粒堵塞、注入水进入地层产生的沉淀等等给注水带来了很大的隐患。(2)注入水水质严格按照油田相关标准执行,但是部分井注入水经管线到达井口后,却没有达标,这主要是注入水沿程受到污染所致,因此建议加强注入水沿程检测,采取相关措施确保合格注入水注到地层。(3) 应加强油藏方面的研究,在应用好现有酸化工艺的基础上,继续开展适应不同油藏的其它酸化工艺、配方的调研,引进并推广成熟的酸化工艺,成熟增注工艺的应用对夯实油田稳产基础起到了积极作用。