高永華，吳子南，任 強(qiáng)，樊 虹

(1.中海油天津分公司，天津 300452；2.中海油能源發(fā)展工程技術(shù)公司，天津 300452)

復(fù)合解堵技術(shù)在金縣1-1低滲透油田修井作業(yè)中的應(yīng)用及研究

高永華1，吳子南1，任 強(qiáng)2，樊 虹2

(1.中海油天津分公司，天津 300452；2.中海油能源發(fā)展工程技術(shù)公司，天津 300452)

金縣1-1油田原油多為重質(zhì)稠油，儲(chǔ)層粘土礦物含量高，油井長期生產(chǎn)常造成油井管柱結(jié)蠟，儲(chǔ)層有機(jī)堵塞物堆積在近井地帶，使油井生產(chǎn)產(chǎn)量逐步降低。同時(shí)，油井在修井過程中，修井液漏失進(jìn)入儲(chǔ)層，易對儲(chǔ)層原油乳化增粘，粘土礦物水化膨脹、以及粘土顆粒運(yùn)移等復(fù)合傷害，也會(huì)導(dǎo)致修井后期恢復(fù)期長，恢復(fù)效果不理想等情況。有機(jī)復(fù)合增能解堵技術(shù)體系通過有機(jī)降粘、基質(zhì)酸洗并協(xié)同生熱增能作用于堵塞儲(chǔ)層，現(xiàn)場應(yīng)用效果顯著，為渤海遼東區(qū)塊低效井治理，提供了一條有效的增產(chǎn)途徑。

復(fù)合傷害；復(fù)合解堵技術(shù)；金縣1-1油田

金縣1-1油田群主力油層為古近系東營組及沙河街組油層，其原油性質(zhì)可分為重質(zhì)原油及中輕質(zhì)原油兩大類，對于重質(zhì)稠油井區(qū)，因其原油膠質(zhì)瀝青質(zhì)及含蠟量高，油井儲(chǔ)層粘土礦物含量高，油井長期生產(chǎn)，易造成油井管柱結(jié)蠟、儲(chǔ)層重質(zhì)有機(jī)堵塞物堆積在近井地帶等問題，使得油井生產(chǎn)產(chǎn)量逐步降低。而油井在修井過程中，修井液漏失進(jìn)入儲(chǔ)層，易造成儲(chǔ)層原油乳化增粘，粘土礦物水化膨脹、以及粘土顆粒運(yùn)移等傷害，也會(huì)導(dǎo)致修井后期恢復(fù)期長，恢復(fù)效果不理想的情況[1-3]。

傳統(tǒng)的儲(chǔ)層保護(hù)理念是以預(yù)防為主為基本原則。為提升對金縣1-1油田復(fù)雜傷害井的儲(chǔ)層保護(hù)能力，尤其是在采油階段的修井作業(yè)中，我們可以轉(zhuǎn)變思維，將預(yù)防型儲(chǔ)層保護(hù)措施改為使用治理為主，預(yù)防為輔的儲(chǔ)層保護(hù)方法[4-5]。有機(jī)復(fù)合增能解堵技術(shù)是將“有機(jī)溶劑高效溶解”、“有機(jī)酸軟化溶蝕”、“自生熱降粘增能” 三種治理型解堵方法復(fù)合在一起并配合常規(guī)儲(chǔ)層保護(hù)藥劑體系的修井儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)，能有效地清除井筒及近井地層污染和堵塞，促進(jìn)油井返排，縮短復(fù)產(chǎn)恢復(fù)期。

1 儲(chǔ)層傷害原因分析

金縣 1-1 油田主要含油目的層為古近系東營組及沙河街組儲(chǔ)層。

東營組為中孔中高滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)層以粉砂巖、細(xì)砂巖和中砂巖為主，巖性較為疏松，膠結(jié)物主要為高齡石，方解石和菱鐵礦。原油性質(zhì)為重質(zhì)原油，具有高密度(0.940～0.981g/cm3)、高黏度(197.80～4875.00mPa·s)、低凝固點(diǎn)及低含蠟量等特點(diǎn)；沙河街組為中孔、特低滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)層以細(xì)～中粒巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖為主，原油性質(zhì)為中輕質(zhì)原油，具有低密度、低黏度、高含蠟量(15%以上)及高凝固點(diǎn)(30℃以上)等特點(diǎn)。

結(jié)合金縣1-1油田儲(chǔ)層原油性質(zhì)、地質(zhì)物性，以及生產(chǎn)井史等方面的分析，得出存在以下傷害因素：

(1)金縣1-1油田重質(zhì)稠油井區(qū)，原油物性差，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，當(dāng)外來不配伍流體侵入儲(chǔ)層，易發(fā)生原油乳化增粘，降低流動(dòng)性。油井產(chǎn)液含水升高或修井液漏失，都將造成原油的乳化傷害(圖1)。

圖1 乳化傷害示意圖

(2)原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)在地層條件下通常以液體或膠體形式存在，稠油在生產(chǎn)過程中，由于近井地帶壓力為漏斗壓降，隨著溫度、壓力降低，瀝青質(zhì)、膠質(zhì)開始聚集并逐層包裹形成高粘流體，蠟質(zhì)組份以結(jié)晶形式析出，在近井地帶、篩管縫隙、油管內(nèi)壁、電泵吸入口處堆積吸附，阻塞油流通道，導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降，嚴(yán)重時(shí)甚至無產(chǎn)出，影響油井正常生產(chǎn)(圖2)。

圖2 井筒附近的壓降漏斗

(3)金縣1-1油田東營組儲(chǔ)層為中高孔中低滲儲(chǔ)層，而沙河街組儲(chǔ)層為中低孔滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)層孔喉連通性不佳，滲透率越低，外來流體進(jìn)入儲(chǔ)層后，“水鎖”傷害、“賈敏效應(yīng)”(圖3)傷害程度呈指數(shù)曲線增加。

圖3 “賈敏效應(yīng)”示意圖

(4)儲(chǔ)層泥質(zhì)黏土含量高，孔隙膠結(jié)物主要為方解石和菱鐵礦，黏土礦物以伊/蒙混層為主，其次為伊利石和高嶺石，另有少量綠泥石。外來不配伍流體進(jìn)入儲(chǔ)層，極易引發(fā)蒙脫石黏土礦物水化膨脹。原油乳化增粘后，流體對高嶺石等易剝落微粒拖拽能力增強(qiáng)，從而引起儲(chǔ)層微粒運(yùn)移，降低孔滲。

圖4 粘土運(yùn)移傷害示意圖

圖5 粘土水化膨脹傷害示意圖

2 技術(shù)體系設(shè)計(jì)及施工工藝

2.1 技術(shù)體系設(shè)計(jì)

2.1.1 前置解堵液

前置解堵液主要成分包括有機(jī)溶劑、生物酶、防蠟劑、互溶表面活性劑等，是一種有機(jī)復(fù)合型化學(xué)清洗劑，通過芳烴型清蠟劑及新型、多效高分子型防蠟劑,與生物酶，通過表面活性劑復(fù)配使用，對膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、石蠟溶解能力強(qiáng)，促進(jìn)乳化液破乳。

表1 前置解堵液性能指標(biāo)

2.1.2 地層清洗液

儲(chǔ)層泥質(zhì)含量高，在金縣1-1油田，很多油井生產(chǎn)過程中均檢測出產(chǎn)液中含有不等量的懸浮物，部分井出現(xiàn)了流壓降低，供液不足的情況。

地層清洗液主要成分為有機(jī)弱酸，低速溶蝕無機(jī)堵塞顆粒，雜質(zhì)和堵塞物，緩慢釋放H+，能夠到達(dá)儲(chǔ)層深部，同時(shí)還可以降低黏土礦物敏感性，并配合高效螯合劑，對鐵離子、鈣離子等具有很強(qiáng)的螯合能力，清洗液進(jìn)入儲(chǔ)層反應(yīng)不產(chǎn)生二次沉淀，不需要中和返排。

2.1.3 地層增能助排液

地層解堵助排液為兩部分組成，一部分為基礎(chǔ)溶液，另一部分為引發(fā)劑，基礎(chǔ)溶液通過引發(fā)劑引發(fā)、反應(yīng)，生產(chǎn)氮?dú)?，并放出大量熱，其反?yīng)式如下[6-7]：

NO2-+NH4+→N2↑+2H2O+Q(-332.58kJ)

圖6 地層增能助排液放熱與時(shí)間關(guān)系圖

產(chǎn)生的熱量，通過垂向和徑向傳導(dǎo)加熱近井地帶，使近井地帶及井筒溫度大幅度提高，使原油增溫降粘，并協(xié)同提升前置解堵液的有機(jī)垢溶解能力及酸液溶蝕效率，溶解近井地帶的有機(jī)垢和固相微粒；釋放的大量的氮?dú)馓岣哂途畨毫?，打破油流阻力，通過氣液混合，降低流體黏度和密度，提高返排能力。

在基礎(chǔ)溶液中添加0.5%的引發(fā)劑，記錄反應(yīng)時(shí)間和溶液溫度。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)繪制反應(yīng)時(shí)間-溫度曲線如圖6。

2.1.4 其他助劑選擇

在主體藥劑體系上，復(fù)配多種表面活性劑，如：防垢劑、防膨劑、滲透劑、緩蝕劑等等，通過多種不同性能的表面活性劑協(xié)同復(fù)配，完善了有機(jī)復(fù)合增能解堵體系儲(chǔ)層保護(hù)性能。

2.2 技術(shù)體系施工工藝

在整個(gè)藥劑體系施工過程中，需要藥劑沿整個(gè)射孔層段均勻分布且有合理的浸泡時(shí)間是整個(gè)技術(shù)施工工藝的關(guān)鍵。

圖7 有機(jī)復(fù)合增能解堵藥劑體系擠注工藝順序

目前可用的分流技術(shù)較多，如：氮?dú)馀菽至骷夹g(shù)、化學(xué)暫堵分流技術(shù)、連續(xù)油管拖動(dòng)注入技術(shù)等，但由于海上平臺(tái)操作空間小，作業(yè)時(shí)效高，本技術(shù)施工工藝選擇采用高壓擠注分流技術(shù)，由于井下射孔層段油層有效厚度相對整個(gè)井深各處壓力通過高泵壓，實(shí)施的擠注原則為：在低于儲(chǔ)層破裂壓力條件下，設(shè)備可承壓范圍內(nèi)，擠注壓力盡可能大。

3 應(yīng)用案例

3.1 案例介紹

以金縣1-1油田A井作業(yè)為例，該井于2011年投產(chǎn)，2014年以來，油井掉產(chǎn)嚴(yán)重，通過柴油浸泡，油井熱洗，高效溶蠟劑浸泡，更換電潛泵等措施實(shí)施，A井產(chǎn)量仍然難以恢復(fù)。

結(jié)合A井井史生產(chǎn)作業(yè)及地質(zhì)資料，分析該井存在的主要儲(chǔ)層傷害為原油乳化增粘以及重質(zhì)有機(jī)垢拖拽并包裹儲(chǔ)層固相微粒沉積在近井帶，堵塞孔喉，降低滲透率。因此，決定對A井使用有機(jī)復(fù)合增能解堵技術(shù)。

3.2 油井恢復(fù)效果分析

2014年6月對金縣1-1油田A井進(jìn)行有機(jī)復(fù)合增能解堵作業(yè)，作業(yè)前后油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表2和圖8。

表2 JX1-1A井油井作業(yè)前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

圖8 A井油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)圖A井復(fù)產(chǎn)5天后，日產(chǎn)液升至71.52 m3/d，最高達(dá) ，日產(chǎn)原油升至62.94 m3/d，最高達(dá) ，相比作業(yè)前日增產(chǎn)原油40 m3/d，流壓由作業(yè)前2.5MPa上漲至3.7MPa，泵頻44Hz，經(jīng)計(jì)算，B8井采液指數(shù)由3.03上升至8.68 m3/d/MPa，截至2015年5月1日，該井累積增油 ，A井經(jīng)過有機(jī)復(fù)合增能解堵作業(yè)后，油井增產(chǎn)效果明顯。

4 結(jié)論及認(rèn)識

復(fù)合解堵技術(shù)是將有機(jī)解堵、無機(jī)酸蝕并配合自生熱技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合解堵技術(shù)，它適用于自身地層能量充足，但其在近井帶因儲(chǔ)層微粒運(yùn)移，并混合膠質(zhì)瀝青質(zhì)蠟質(zhì)等有機(jī)難溶物，進(jìn)而造成的儲(chǔ)層近井帶堵塞，導(dǎo)致油井生產(chǎn)低效的重質(zhì)稠油油井。該技術(shù)在金縣1-1油田乃至渤海油田群均可推廣應(yīng)用。

[1] 徐同臺(tái).保護(hù)油氣層技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版,2003.

[2] 宿 輝，白健華.防水傷害前置液開發(fā)與應(yīng)用[C]//渤海灣油氣勘探開發(fā)工程技術(shù)論文集第十四集.北京:石油大學(xué)出版社,2008.

[3] 羅英俊.油田開發(fā)生產(chǎn)中的保護(hù)油層技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1996:134-176.

[4] 蘭 暉，陳玉新.油井熱氣酸解堵選井與效果分析[J].科技促進(jìn)發(fā)展,2010(8):28-36.

[5] 偉 翰，顏紅俠，王世英，等.近井地帶解堵技術(shù)研究進(jìn)展[J].油田化學(xué),2005,24(2):381-384.

[6] 徐建華，李 勇，賈小濤，等.淺層疏松砂巖油藏水平井解堵技術(shù)[J].石油鉆采工藝,2007,29(2):58-64.

[7] 付建民，馬英文，高 波，等.自生熱氣、酸復(fù)合解堵技術(shù)在金縣 1-1 油田水平井的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝,2013,35(3):105-107.

(本文文獻(xiàn)格式：高永華，吳子南，任 強(qiáng)，等.復(fù)合解堵技術(shù)在金縣1-1低滲透油田修井作業(yè)中的應(yīng)用及研究[J].山東化工,2017,46(15):110-112,115.)

The Application and Study of Complex Blocking Removal Technology Used in Work-over Treatment of Jinxian 1-1 Low Permeability Oilfield

GaoYonghua1,WuZinan1,RenQiang2,FanHong2

( 1. CNOOC Tianjin Branch,Tianjin 300452, China;2.CNOOC EnerTech-Drilling&Production Co.,Tianjin 300452,China)

In Jinxian 1-1 oilfield,most oil is heavy oil and the clay content of the reservoir is also very high. Multiple demages,such as wax deposite in the tubing and heavy constituents plug the near wells,have been developed in the producing process,which have caused oil production decline. In work-over treatment,the work-over fluid leak to foamation ,which will develop many kinds of demages,such as the viscoscity of oil increasing,clay swelling and grain migtation. The demages will cause recovery period extend and low production after finished work-over treatment.The complex blocking removal technology,includes organic viscosity reduction,matrix acid removal and exothermic reaction,has a good result in application. This technology provides an increasing measure for low-yielding wells in Liaodong block of BoHai oilfield.

multiple demages; complex blocking removal technology; Jinxian 1-1 oilfield

2017-05-17

高永華(1977—)，男，2001年參加工作，大學(xué)本科，學(xué)士學(xué)位，高級工程師，現(xiàn)從事油氣井井下作業(yè)工藝研究及機(jī)采井管理、采油工程等工作。

TE348

B

1008-021X(2017)15-0110-03