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摘要:国内外低渗透油气藏开采实践表明,低渗透储层由于渗透率低、渗流阻力大、连通性差不经过压裂酸化改造很难达到工业开采价值。近年来,随着酸化技术水平的不断提高,酸化已成为低渗透储层改造和油水井增产增注的重要手段。本文针对不同酸化工艺在板桥、长芦油田的应用情况,对酸化工艺适应性进行对比分析评价。
关键词:储层改造 ;酸化工艺
1 前言
油水井酸化是低渗透油藏储层改造、增产增注的重要进攻性措施之一。其通过酸液溶蚀岩石孔隙中的堵塞物或基岩本身的某些矿物成分,从而改善岩石内部孔道的连通性,解除地层污染,恢复和提高地层的渗透率,从而达到增产增注的目的。
大港油田经历了近50年开发历程,储集层地质情况非常复杂,地层堵塞、伤害问题严重影响油水井开发效果。主要表现为油井产油量减少,低产甚至不出;水井注水压力高或注不进,需要通过酸化进行解堵。
2 地质概况及酸化工艺技术现状
2.1板桥、长芦油田油藏特征
板桥油田、长芦油田位于天津市滨海新区境内,主力生产层位沙三油组。两个油田目前开发现状为压力保持低、地下亏空大、采出程度低。具有储层埋藏深、油层温度高、储层物性差、泥质含量较高的油藏特征。
此外,长芦、板中东地区欠注水现象明显,现有欠注井31口,其中因地层物性差注不进的有10口,占比达到32%。因此,酸化技术成为板桥、长芦油田开发的必须技术。
2.2酸化机理分析
一般地说,为了能够得到较好的处理效果,在酸化选井选层方面应考虑以下几点:
(1)优选在钻井过程中油气显示好,而试油效果差的井层。
(2)优选邻井高产而本井低产的井层。
(3)靠近油气或油水边界的井,或存在气水夹层的井,应慎重对待,一般只进行常规酸化,不宜进行酸压。
(4)對套管破裂变形,管外窜槽等井况不适宜酸处理的井,应先进行修复,待井况改善后再处理。
(5)储层含油气饱和度高、储层能量较为充足。
酸化时必须根据施工井层的情况选用适当的酸液,选择酸液的标准基于以下几个方面:
能与油气层岩石反应并生成易溶的产物;加入化学添加剂后,配制成酸液的化学性质和物理性质能满足施工要求;施工方便,安全,易于返排;价格便宜,来源广。
3 酸化工艺技术适应性分析
3.1 酸化施工分类
3.1.1按施工规模,常用的酸化工艺可粗分为三大类:酸洗、基质酸化、压裂酸化。
(1)酸洗是一种清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射孔孔眼的工艺。
(2)基质酸化是在低于岩石破裂压力下将酸注入储层孔隙,使酸大体沿径向渗入储层,溶解孔隙空间内的颗粒及堵塞物,提高储层渗透率。
(3)压裂酸化是在高于储层破裂压力下,将酸液挤入储层,在储层中形成裂缝,同时酸液与裂缝壁面岩石发生反应,非均匀刻蚀缝壁岩石,形成沟槽状或凹凸不平的刻蚀裂缝,改善油气井的渗流状况。
3.1.2按岩性分类,常用的酸化工艺可粗分为两大类:碳酸盐岩储层酸化、砂岩储层酸化。
(1)碳酸盐岩储层酸化,其主要目的是清除积垢以及钻井液、粘土或碳氢化合物沉淀造成的伤害,恢复储集层原有渗透率。高温深井常采用有机酸酸化。
(2)砂岩储层酸化,砂岩油层结构复杂,矿物成分多,砂岩基质酸化时应选择与其储集层特征和岩石物性匹配的酸液体系。
3.1.3按注入酸化工作液的方式分类,常用的酸化工艺可分为五大类:闭合酸化、平衡酸压、分层酸化、暂堵酸化、空井酸化。其中分层酸化和暂堵酸化为板桥、长芦油田常用酸化手段。
(1)分层酸化是针对纵向多产层,提高纵向改造强度的一种工艺,按分层手段分为封隔器分层和堵塞球分层。前者可靠性较高,后者施工方便,且适应性强,费用低。分层酸化对固井质量均有严格要求,管外窜槽是无法分层的。
我厂主要应用封隔器分层,利用封隔器将射孔层段分离开来,按设计液量分别注入处理层段。这种工艺能准确地控制注入各层段的液量,适用于射孔层段间有一定距离的分层作业。当处理层段间距太小时,则不适宜采用封隔器分层。
(2)暂堵酸化是用携带液将暂堵剂带入井内封堵高渗层,然后挤酸,酸化中低渗透层或者将暂堵剂加入酸液中一起挤入地层,暂堵剂首先进入高渗透层迫使后来酸进入中低渗透层,从而达到暂堵酸化的目的。用暂堵剂进行酸化,可以避免用封隔器酸化卡不准,套管变形封隔器下不去等特点,国内外都发展了该项技术,一般分为固态暂堵剂和液态暂堵剂,我厂主要应用液态暂堵剂。
3.2酸化液体系分类
针对板桥、长芦油田特性,我厂与石油工程研究院加强研究,改造酸液体系,优选出自转向酸及缓速土酸两种体系。
3.2.1自转向酸体系。
自转向酸液体系是一种良好的缓速酸液体系。首先酸与岩石反应,随着酸的消耗,粘度不断增加,在酸蚀的孔隙表面形成高粘凝胶,束缚H+的运移速度,减缓了酸液中H+向已反应的岩石表面扩散。其次粘弹性表面活性剂在岩石表面吸附,故减少氢离子与岩石面的接触机率。自转向酸体系在最大限度的改造储层,达到均匀布酸目的的同时减少了下井工具,降低了施工风险。主要针对储层物性差异较大的井段。主要适用于:生物灰岩(碳酸盐岩)油层。
3.2.2缓速土酸酸化工艺。
缓速土酸在酸性条件下持续产生土酸溶液,不断释放氢离子,较常规盐酸和土酸有明显的缓速作用,有效延长酸岩反应时间,增大处理半径。主要适用于:砂岩油层。
3.3酸化工艺技术评价
2019-2020年我厂对板桥、长芦油井3口油井14口水井进行了酸化作业。其中长芦油田3口水井,酸化目的层为砂岩(超低渗岩层),采用自转向酸体系;板桥油田11口水井,采用土酸酸化体系。14口井作业后,12口井日注水量有所提升,2口井作业后在保持注水量的前提下压力有所下降,均满足配注要求,平均压力下降了9.5MPa,日增注200方,达到降压增注的目的。
3口油井进行酸化作业,其中长芦油田1口井,酸化目的层为砂岩,采用土酸酸化体系;板桥油田2口井中,板885-3酸化目的层为生物灰岩与砂岩两种岩性,采用自转向酸与土酸酸液进行分层酸化。3口井作业后,油量均有所增加,累计增油7428吨。
分析近2年来不同区块、岩性使用的酸化体系及效果,可以看出砂岩(板桥地区)采用土酸及多氢酸体系;超低渗岩层(长芦地区)采用多氢酸体系、灰岩采用多氢酸体系均达到预期效果。
4、结束语
虽然板桥、长芦油田油藏潜力较大,但仍存在酸化单井增油量少、产量下降较快等突出问题。分析认为酸化的有效改造作用距离短,实施后压力不断下降,且地层水容易结垢,造成近井地带堵塞,导致产量下降,需对其进行深度酸化增产技术研究,延长其增产有效期,提高效益。因此我们需要不断的研究改进技术。
关键词:储层改造 ;酸化工艺
1 前言
油水井酸化是低渗透油藏储层改造、增产增注的重要进攻性措施之一。其通过酸液溶蚀岩石孔隙中的堵塞物或基岩本身的某些矿物成分,从而改善岩石内部孔道的连通性,解除地层污染,恢复和提高地层的渗透率,从而达到增产增注的目的。
大港油田经历了近50年开发历程,储集层地质情况非常复杂,地层堵塞、伤害问题严重影响油水井开发效果。主要表现为油井产油量减少,低产甚至不出;水井注水压力高或注不进,需要通过酸化进行解堵。
2 地质概况及酸化工艺技术现状
2.1板桥、长芦油田油藏特征
板桥油田、长芦油田位于天津市滨海新区境内,主力生产层位沙三油组。两个油田目前开发现状为压力保持低、地下亏空大、采出程度低。具有储层埋藏深、油层温度高、储层物性差、泥质含量较高的油藏特征。
此外,长芦、板中东地区欠注水现象明显,现有欠注井31口,其中因地层物性差注不进的有10口,占比达到32%。因此,酸化技术成为板桥、长芦油田开发的必须技术。
2.2酸化机理分析
一般地说,为了能够得到较好的处理效果,在酸化选井选层方面应考虑以下几点:
(1)优选在钻井过程中油气显示好,而试油效果差的井层。
(2)优选邻井高产而本井低产的井层。
(3)靠近油气或油水边界的井,或存在气水夹层的井,应慎重对待,一般只进行常规酸化,不宜进行酸压。
(4)對套管破裂变形,管外窜槽等井况不适宜酸处理的井,应先进行修复,待井况改善后再处理。
(5)储层含油气饱和度高、储层能量较为充足。
酸化时必须根据施工井层的情况选用适当的酸液,选择酸液的标准基于以下几个方面:
能与油气层岩石反应并生成易溶的产物;加入化学添加剂后,配制成酸液的化学性质和物理性质能满足施工要求;施工方便,安全,易于返排;价格便宜,来源广。
3 酸化工艺技术适应性分析
3.1 酸化施工分类
3.1.1按施工规模,常用的酸化工艺可粗分为三大类:酸洗、基质酸化、压裂酸化。
(1)酸洗是一种清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射孔孔眼的工艺。
(2)基质酸化是在低于岩石破裂压力下将酸注入储层孔隙,使酸大体沿径向渗入储层,溶解孔隙空间内的颗粒及堵塞物,提高储层渗透率。
(3)压裂酸化是在高于储层破裂压力下,将酸液挤入储层,在储层中形成裂缝,同时酸液与裂缝壁面岩石发生反应,非均匀刻蚀缝壁岩石,形成沟槽状或凹凸不平的刻蚀裂缝,改善油气井的渗流状况。
3.1.2按岩性分类,常用的酸化工艺可粗分为两大类:碳酸盐岩储层酸化、砂岩储层酸化。
(1)碳酸盐岩储层酸化,其主要目的是清除积垢以及钻井液、粘土或碳氢化合物沉淀造成的伤害,恢复储集层原有渗透率。高温深井常采用有机酸酸化。
(2)砂岩储层酸化,砂岩油层结构复杂,矿物成分多,砂岩基质酸化时应选择与其储集层特征和岩石物性匹配的酸液体系。
3.1.3按注入酸化工作液的方式分类,常用的酸化工艺可分为五大类:闭合酸化、平衡酸压、分层酸化、暂堵酸化、空井酸化。其中分层酸化和暂堵酸化为板桥、长芦油田常用酸化手段。
(1)分层酸化是针对纵向多产层,提高纵向改造强度的一种工艺,按分层手段分为封隔器分层和堵塞球分层。前者可靠性较高,后者施工方便,且适应性强,费用低。分层酸化对固井质量均有严格要求,管外窜槽是无法分层的。
我厂主要应用封隔器分层,利用封隔器将射孔层段分离开来,按设计液量分别注入处理层段。这种工艺能准确地控制注入各层段的液量,适用于射孔层段间有一定距离的分层作业。当处理层段间距太小时,则不适宜采用封隔器分层。
(2)暂堵酸化是用携带液将暂堵剂带入井内封堵高渗层,然后挤酸,酸化中低渗透层或者将暂堵剂加入酸液中一起挤入地层,暂堵剂首先进入高渗透层迫使后来酸进入中低渗透层,从而达到暂堵酸化的目的。用暂堵剂进行酸化,可以避免用封隔器酸化卡不准,套管变形封隔器下不去等特点,国内外都发展了该项技术,一般分为固态暂堵剂和液态暂堵剂,我厂主要应用液态暂堵剂。
3.2酸化液体系分类
针对板桥、长芦油田特性,我厂与石油工程研究院加强研究,改造酸液体系,优选出自转向酸及缓速土酸两种体系。
3.2.1自转向酸体系。
自转向酸液体系是一种良好的缓速酸液体系。首先酸与岩石反应,随着酸的消耗,粘度不断增加,在酸蚀的孔隙表面形成高粘凝胶,束缚H+的运移速度,减缓了酸液中H+向已反应的岩石表面扩散。其次粘弹性表面活性剂在岩石表面吸附,故减少氢离子与岩石面的接触机率。自转向酸体系在最大限度的改造储层,达到均匀布酸目的的同时减少了下井工具,降低了施工风险。主要针对储层物性差异较大的井段。主要适用于:生物灰岩(碳酸盐岩)油层。
3.2.2缓速土酸酸化工艺。
缓速土酸在酸性条件下持续产生土酸溶液,不断释放氢离子,较常规盐酸和土酸有明显的缓速作用,有效延长酸岩反应时间,增大处理半径。主要适用于:砂岩油层。
3.3酸化工艺技术评价
2019-2020年我厂对板桥、长芦油井3口油井14口水井进行了酸化作业。其中长芦油田3口水井,酸化目的层为砂岩(超低渗岩层),采用自转向酸体系;板桥油田11口水井,采用土酸酸化体系。14口井作业后,12口井日注水量有所提升,2口井作业后在保持注水量的前提下压力有所下降,均满足配注要求,平均压力下降了9.5MPa,日增注200方,达到降压增注的目的。
3口油井进行酸化作业,其中长芦油田1口井,酸化目的层为砂岩,采用土酸酸化体系;板桥油田2口井中,板885-3酸化目的层为生物灰岩与砂岩两种岩性,采用自转向酸与土酸酸液进行分层酸化。3口井作业后,油量均有所增加,累计增油7428吨。
分析近2年来不同区块、岩性使用的酸化体系及效果,可以看出砂岩(板桥地区)采用土酸及多氢酸体系;超低渗岩层(长芦地区)采用多氢酸体系、灰岩采用多氢酸体系均达到预期效果。
4、结束语
虽然板桥、长芦油田油藏潜力较大,但仍存在酸化单井增油量少、产量下降较快等突出问题。分析认为酸化的有效改造作用距离短,实施后压力不断下降,且地层水容易结垢,造成近井地带堵塞,导致产量下降,需对其进行深度酸化增产技术研究,延长其增产有效期,提高效益。因此我们需要不断的研究改进技术。