高升油田难采储量多元缓速酸酸化技术

第32卷第5期 2 钻 采 工 艺 37 高升油田难采储量多元缓速酸酸化技术 潘建华 (中油辽河油田分公司高升采油厂) 潘建华高升油田难采储量多元缓速酸酸化技术钻采工艺，2009，32(5)：3739 摘要：高升油田难采储量区块开发过程中存在的主要问题是由于油藏埋藏深、储层及原油物性差、黏土含 量高、储层受伤害等原因，导致蒸汽吞吐时注汽困难，注汽质量差，甚至压裂后注汽仍困难，蒸汽吞吐效果差，区块 低速开发。土酸酸化酸岩反应速度快，处理半径小，并有生成二次沉淀的趋势。针对低速块长期以来存在的主要 问题，进行了多元缓速酸酸化技术的研究，应用多元缓速酸解除油层污染，提高近井地带储层渗透率，降低注汽压 力，改善注汽质量，提高蒸汽吞吐效果。 关键词：难采储量；低速区块；多元缓速酸；酸化 中图分类号：572 文献标识码：A 03969j006768X200905013 高3624块、高3618块量低速开发区块，含油面积17 地质储量 911410 t。二区块开发目的层均为下第三系沙 河街组莲花油层，为深层块状稠油藏。储层岩性以 砂砾岩为主，泥质胶结，且胶结疏松c油藏埋深在 1 6001 980 m，平均孔隙度13716，平均渗 透率(300935)10 m 。原油属重质稠油，原 油密度09220954 g50脱气原油黏度 3 5608 554 。目前开发过程中存在的主要问 题是由于油藏埋藏深、储层物性差、原油黏度大、黏 土含量高以及钻井和生产过程造成储层损害等原因 导致蒸汽吞吐时注汽压力高，甚至压裂后注汽仍困 难，蒸汽吞吐效果差，区块低速开采，采油速度仅 041，采出程度仅291。砂岩酸化采用土酸酸 化，由于土酸与岩石矿物反应速度快，造成酸化处理 半径小，而且有二次沉淀损害，对高升油田低速 开发区块酸化效果不明显。针对低速块长期以来存 在的主要问题，进行了多元缓速酸酸化技术的研究， 采用多元缓速酸解除油层污染，提高油井近井地带 渗透率，降低注汽压力，改善注汽质量，提高蒸汽吞 吐效果。室内试验进行了酸液复配类型和添加剂优 选，对处理剂用量、注入速度、施工工艺等几个方面 进行了研究。2007年以来共施工10井次，酸化后 在注汽排量、压力基本不变的情况下，蒸汽干度明显 提高，酸化取得了较好的效果，实现了降压注汽、提 高注汽质量的目的。 一、储层污染和损害的原因分析 1钻井液与固体颗粒侵入损害 高升油田难采储量低速开发区块油藏埋藏深， 而目前地层压力仅7 井过程中不可避 免地存在钻井液漏失地层和固体颗粒的侵入，造成 储层污染损害。钻井过程造成的损害深度可达5 m 以上，对储层渗透率的降低值可达90以上 卜_3 J， 使油井严重减产。 2黏土膨胀的伤害 高升油田主要靠蒸汽吞吐开采。通过扫描电镜 及储层岩石矿物分析，难采储量储层孔隙充满了黏 土矿物，黏土含量平均在5569，最高可达 13，黏土矿物中蒙脱石含量在70以上，蒙脱石 遇注人蒸汽冷凝水膨胀和分散运移引起水敏伤害， 储层孔隙度和渗透率急剧下降，使油井减产甚至吞 吐后不出。如高3624块高36252井1987年9 月投产，初期日产油86 t，常规生产14个月，阶段 产油量达到3 405 t；1988年10月进行第1轮蒸汽 吞吐，注汽量3 498 t，转抽后日产油仅09 t，生产3O 期产油量仅28 t。从电测解 释结果看，射孔井段油层泥质含量平均为61，注 汽后由于黏土膨胀造成储层损害。 3固体颗粒运移损害 高升油田低速开发区块储层属中强速敏类型， 收稿日期：20090331 作者简介：潘建华(1969一)，高级工程师，1991年毕业于中国石油大学，现从事油田开发管理工作。电话：04277506678，地址 (124125)辽宁盘锦，E38 钻 采 工 艺 009年9月 009 随着储层内流体流动，固体颗粒移动，在喉道中形成 “桥堵”，使储层渗透率明显下降，油井产能下降。 4修井过程的损害 在修井和日常洗井等维护性作业过程中，产生 的固体颗粒进入地层，造成固体颗粒堵塞；洗井液与 地层不配伍，漏失地层造成“液堵”损害，使近井地 带储层渗透率明显下降，油井减产。 由于高升油田低速开发区块储层存在上述因素 的损害，近井地带渗透率下降，使得注汽压力高，注 不进汽，吞吐效果差。 二、酸化技术机理 砂岩酸化常用盐酸与氢氟酸混合的土酸体系， 但由于氢氟酸与砂岩反应速度很快，酸液大量消耗 在近井地带，处理半径小，而且容易产生二次沉淀损 害，造成酸化失败。通过缓慢生成酸岩反应速度，达到深部酸化是近年来砂岩酸化 的发展方向。氟硼酸和磷酸都是这类缓速酸，但是 这些体系不能克服酸与黏土和石英界面的反应速率 的巨大反差。针对这个情况，研制出了一种新型的多 元缓速酸一有机膦酸酸液体系，解决了这两个难题。 1反应机理 有机膦酸复合物理论上可电离出5个氢离 子 ，因此又称为多元酸。膦酸酸液体系主要由膦 酸复合物和氟盐反应生成成的物反应。由于膦酸复合物是逐步电离，缓慢生成 此控制了酸岩反应速度，实现了缓速。在酸 液与地层开始反应时，由于化学吸附作用，在黏土表 面形成硅酸一磷酸铝膜的隔层(隔层厚度20，说明这三种酸液体系都可以作 为高3624、高3618酸化的主体酸的配方。 22岩心流动试验 氟硼酸体系成本高，试验仅对12盐酸+5 氢氟酸体系、3膦酸+6F 体系两种体系进 行酸化效果评价。由实验数据(表1)，两种酸液体 系对高3624块、高3618块6砂体人造岩心渗透率 都有明显改善，膦酸体系对岩心渗透率改善值要高 于土酸体系5以上，说明膦酸体系更适合于两区 块，因此现场酸化选用3膦酸+6F 体系。 表1高3624、高3618岩心流动实验结果数据表 井段 酸液 岩心 酸化前渗透率 酸化后渗透率 渗透率改善值 岩心井号 (m) 类型 编号 (10 m ) (10。 () 1 42968 48073 8 12 44237 48899 1054 高3624 173915 3 41859 49908 1923 3膦酸+6 42533 50o4 1765 5 53587 69 12 54879 60131 957 高3618 1603 7 52793 62502 1839 3膦酸+6 53185 61264 1519 注：实验用岩心为人造岩心。 3多元缓速酸酸化工艺 31处理剂用量 处理剂用量按处理半径计算： Q=7h 式中：m ；1一圆周率， 314；m，一般在23m； 一 酸化解堵井段油层厚度，m； 一酸化解堵井段油层 孔隙度，。 32施工工艺 根据不同油藏特性，油藏特点和油井情况来确 第32卷第5期 2 钻 采 工 艺 39 定不同的酸化工艺，采用的多元缓速酸酸化工艺为： 利用前置液和前置酸预处理油层，清洗附着在孔隙 岩石表面原油，溶解岩石矿物中钙质，防止注入主体 酸时钙、镁离子沉淀；注入主体酸溶解黏土矿物和无 机堵塞，恢复和提高油层渗透率；后续注入顶替液， 冲洗近井地带，提高酸化效果。 施工压力和排量：酸化解堵施工要求在施工压 力低于地层破裂压力的条件下，尽可能地提高注酸 速度，根据现场经验注酸速度在12 m 得很好的酸化效果。 三、现场实施情况及效果分析 1现场实施情况 高3624块、高3618块6砂体20072008年共 实施多元缓速酸酸化效率100，平均 单井增油4764 t，具体情况见表2。 表2各区块酸化实施情况 井次 有效 有效率 累增油 平均增油 区块 (次) 井次 () (t) (t) 3624 3 3 100 2469 7112 3618 7 7 12948 3278 2效果分析 21酸化前后注汽参数对比 10口酸化井，措施后蒸汽干度明显提高(图 1)，表明酸化取得了很好的效果，实现了降压注汽、 提高注汽质量的目的。 22酸化解堵前后同期产量对比 1化后产量明显提高(图2)，表 明解堵取得了很好的效果，达到了提高油井产能的 目的。 23典型井分析一高360215井 高360215井于2007年3月2日新井压裂 投产，5月9日注汽，压力高达 度为0， 周期注汽量1 645 t，注汽质量差。转抽初期产油 68 td，递减快，1个月产油降到25 td。该井于 2007年8月5日进行酸化施工，施工压力最高达到 20 工结束压力为12 工压力下降8 明油层堵塞得到解除。酸化后，注汽干度达 到75，累计注汽2 032 t，注汽质量得到保障。高3 60215于9月11 均日产液145 t，平 均日产油124 t，平均日增油109 t，周期生产天数 303 d，周期增油1 3979 t，酸化效果好，该井第3轮 注汽质量更好。 80 60 4 口。 。 薹羹 量 垂 萋萋 霎 萋 n 0 图1酸化前后注汽千度对比 81： ! 一 ?261 572 4136 r 238 1 634142i 294 。 。 。 。 - 2酸化解堵上下轮产油量对比 3经济效益分析 2007年以来，在难采储量进行酸化 用资金3569万元，累计增油4 7638 t，创效益 3768万元，投入产出比1：294，经济效益非常好。 四、结论 (1)在对低速区块储层储层污染因素分析的基 础上，认识到该油藏低速开发的主要原因，确定了适 合低速难采区块酸化技术。 (2)通过室内试验和现场应用效果，多元缓速 酸酸化技术能够解除油井近井地带污染堵塞，大幅 度改善蒸汽吞吐效果，提高了油井产能。 (3)该项技术成为低速区块高3624和高3618 块同类区 块酸化解堵、油层改造提供了新的技