油田开发生产过程中的保护油气层技术课件(共49页).ppt

1、 1、损害周期长：几乎贯穿于油气田开发、损害周期长：几乎贯穿于油气田开发生产的整个生命期；生产的整个生命期；石膏和硬石膏、钙的碳酸盐方解石、石膏和硬石膏、钙的碳酸盐方解石、钡的硫酸盐重晶石、锶的硫酸盐天青石钡的硫酸盐重晶石、锶的硫酸盐天青石及钠的氯化物等构成。及钠的氯化物等构成。流体向井底流动时流体压力降低流体向井底流动时流体压力降低而引起的，或者是由于注入水与地层流体不配伍，当注入而引起的，或者是由于注入水与地层流体不配伍，当注入水突破时由于注入水与地层水在油井附近充分混合而引起，水突破时由于注入水与地层水在油井附近充分混合而引起，系统压力降低加剧了盐垢的形成。系统压力降低加剧了盐垢的形成。

2、 对注水开发油田，如果注入水与地层不配伍，结垢对注水开发油田，如果注入水与地层不配伍，结垢将不仅出现在采油井近井地层。从注水井到见水油井的注将不仅出现在采油井近井地层。从注水井到见水油井的注水地层运移带上，垢的形成与分布状况十分复杂。水地层运移带上，垢的形成与分布状况十分复杂。 结垢大多分布在水洗明显层位的大孔隙、微裂缝部结垢大多分布在水洗明显层位的大孔隙、微裂缝部位和孔壁上，以充填、孔壁寄生的晶簇、晶芽与粘土矿物位和孔壁上，以充填、孔壁寄生的晶簇、晶芽与粘土矿物伴生的团块形式存在。伴生的团块形式存在。 2有机垢有机垢类型：石蜡、沥青质。类型：石蜡、沥青质。 原油含蜡量高的是生产稀油的井、出砂

3、井或见水油井，原油含蜡量高的是生产稀油的井、出砂井或见水油井，随温度降低，石蜡的溶解度下降，析蜡愈多。随温度降低，石蜡的溶解度下降，析蜡愈多。 如果原油中的轻质馏分愈多，那么蜡的结晶温度就愈如果原油中的轻质馏分愈多，那么蜡的结晶温度就愈低，就愈不易析蜡。低，就愈不易析蜡。 沥青质沉积后很难解除，一般酸化无效果，而且会加沥青质沉积后很难解除，一般酸化无效果，而且会加剧沥青质沉积。剧沥青质沉积。 CO2混相驱、酸化解堵、注入不适宜的有机化合物如混相驱、酸化解堵、注入不适宜的有机化合物如乙醇等都将引起严重的沥青质沉积，堵塞近井地层。乙醇等都将引起严重的沥青质沉积，堵塞近井地层。1流体向井眼流动流体向

4、井眼流动采油速度与砂岩的胶结程度是决定产砂量大小的关键采油速度与砂岩的胶结程度是决定产砂量大小的关键参数。参数。2地质因素地质因素 出砂在第三纪砂岩油藏中最为普遍。年代短，埋深浅，出砂在第三纪砂岩油藏中最为普遍。年代短，埋深浅，胶结强度中等偏低。胶结强度中等偏低。3生产速度生产速度 使骨架砂变为自由砂移动的速度称为临界生产速度，使骨架砂变为自由砂移动的速度称为临界生产速度，常低于经济生产速度。充填于孔道中未胶结砂粒发生移动常低于经济生产速度。充填于孔道中未胶结砂粒发生移动的生产速度对应于速敏评价中的临界流速。的生产速度对应于速敏评价中的临界流速。 4胶结方式胶结方式以硅质胶结的强度最大，碳酸盐

5、胶结次之，粘土胶结以硅质胶结的强度最大，碳酸盐胶结次之，粘土胶结最差。最差。易出砂的砂岩油层主要以接触胶结为主，其胶结物少，易出砂的砂岩油层主要以接触胶结为主，其胶结物少，而且其中含有粘土胶结物。而且其中含有粘土胶结物。5多相流动多相流动液体渗流而产生的拖曳力是油井出砂的主要因素。在液体渗流而产生的拖曳力是油井出砂的主要因素。在其它条件相同时，生产压差越高，流体粘度越大，越容易其它条件相同时，生产压差越高，流体粘度越大，越容易出砂；在同样的生产压差下，地层是否容易出砂还取决于出砂；在同样的生产压差下，地层是否容易出砂还取决于建立生产压差的方式，缓慢的方式建立将不容易出砂。建立生产压差的方式，缓

6、慢的方式建立将不容易出砂。 措施，以正确选择完井方法，优化油井工作制措施，以正确选择完井方法，优化油井工作制度，到达经济效益最优的目标度，到达经济效益最优的目标用的工作制度。用的工作制度。2 防无机垢防无机垢近井地层无机垢的防治一般采用挤注化学抑制剂的方近井地层无机垢的防治一般采用挤注化学抑制剂的方法，对已发生结垢堵塞的情况还必须注清垢剂解除堵塞。法，对已发生结垢堵塞的情况还必须注清垢剂解除堵塞。3 防有机垢防有机垢防止有机垢在地层孔隙的堆积，关键在于维持较高防止有机垢在地层孔隙的堆积，关键在于维持较高的地层压力和温度；的地层压力和温度； 防止有机垢在井筒或管线设备的沉积一般有油管内防止有机垢

7、在井筒或管线设备的沉积一般有油管内衬如玻璃衬里和涂料油管，也可在油流中参加防蜡抑衬如玻璃衬里和涂料油管，也可在油流中参加防蜡抑制剂。制剂。 4清蜡方法清蜡方法 有机械清蜡和热力清蜡有机械清蜡和热力清蜡(包括热洗、热油循环、电热清包括热洗、热油循环、电热清蜡、热化学清蜡蜡、热化学清蜡)或用热酸处理；用于地层内的清蜡方法有或用热酸处理；用于地层内的清蜡方法有化学清蜡或热酸处理法。化学清蜡或热酸处理法。 去除沥青质的沉积一般采用甲苯或甲苯和助溶剂进行去除沥青质的沉积一般采用甲苯或甲苯和助溶剂进行解堵处理。解堵处理。 浓缩酸、低伤害浓缩酸技术浓缩酸、低伤害浓缩酸技术水力振荡解堵技术水力振荡解堵技术合成

8、酸酸化技术合成酸酸化技术定向爆破技术定向爆破技术循环脉冲解堵技术循环脉冲解堵技术 根据储层损害的类型和程度来选择根据储层损害的类型和程度来选择根据岩性特征来选择根据岩性特征来选择如对于灰质含量高，泥质含量低的井，可选用浓缩酸解堵。如对于灰质含量高，泥质含量低的井，可选用浓缩酸解堵。根据油气层的类型来选择。根据油气层的类型来选择。 胜利油田某采油厂某井为自喷井，开始投产为胜利油田某采油厂某井为自喷井，开始投产为8mm油油嘴，日产嘴，日产30t。后为了增加产量，将油嘴增加为后为了增加产量，将油嘴增加为12mm、20mm，最后干脆不用油嘴进行放喷，日产高达最后干脆不用油嘴进行放喷，日产高达200t/

9、d。但但是好景不长，油井大量出砂，只出气不出油，导致最后停是好景不长，油井大量出砂，只出气不出油，导致最后停产。很明显，这是由于只顾油井产量使生产压差过大，而产。很明显，这是由于只顾油井产量使生产压差过大，而不重视油层保护的恶果。不重视油层保护的恶果。 某油田某油田12- -4井，原工作制度为冲程井，原工作制度为冲程2.7m，冲次冲次6次次/min，选用选用56mm泵径，泵挂深度泵径，泵挂深度1200m，动液面动液面300m。后来为了后来为了增加产量，放大生产压差，将冲程调为增加产量，放大生产压差，将冲程调为3.0m，冲次增加为冲次增加为9次次/min，并改用并改用70mm泵。结果油井日产量不

10、但没有大幅度泵。结果油井日产量不但没有大幅度提高，反而从日产提高，反而从日产25t降为日产降为日产12t，并且油井开始出砂。通并且油井开始出砂。通过分析发现，由于该井所采油层砂岩胶结疏松，速敏严重。过分析发现，由于该井所采油层砂岩胶结疏松，速敏严重。放大生产压差后，导致近井地带砂粒运移、渗透率降低，放大生产压差后，导致近井地带砂粒运移、渗透率降低，并且油井开始出砂，影响了油井正常生产。并且油井开始出砂，影响了油井正常生产。 新王新王33井位于宁夏王家场油田，投产于井位于宁夏王家场油田，投产于1978年年4月。施工前月。施工前平均检泵周期为平均检泵周期为45d。1992年年5月发现泵上结垢厚达月

11、发现泵上结垢厚达10mm，主要主要垢型为垢型为CaCO3。遂于当月遂于当月21日作挤注防垢剂处理。日产液量由日作挤注防垢剂处理。日产液量由3.89m3升至升至16.4m3，日产油由日产油由2.4t上升至上升至8.02t。至至11月净增油月净增油820t。1、敏感性矿物的含量及产状、敏感性矿物的含量及产状 2、岩石的储渗空间物性、岩石的储渗空间物性1、地层水的性质：、地层水的性质： 包括矿化度、阳离子成分、阴离子成包括矿化度、阳离子成分、阴离子成分、水型。分、水型。2、原油性质：、原油性质：包括密度、相对密度、压缩系数、原油粘度、包括密度、相对密度、压缩系数、原油粘度、体积系数、凝固点、含硫量、

12、含胶质量、含沥青量、含蜡体积系数、凝固点、含硫量、含胶质量、含沥青量、含蜡量以及其它杂质含量。量以及其它杂质含量。 3、天然气性质、天然气性质 1、注入水与地层岩石不配伍、注入水与地层岩石不配伍1水敏损害水敏损害2机杂堵塞机杂堵塞3注入水造成岩石外表润湿性反转注入水造成岩石外表润湿性反转2、注入水与地层流体不配伍、注入水与地层流体不配伍1结垢结垢2注入水与地层原油生成乳状液注入水与地层原油生成乳状液3注入水引起的细菌堵塞注入水引起的细菌堵塞4注入水中的溶解气引起的损害注入水中的溶解气引起的损害 如如O2、CO2、H2S使注水设备腐蚀，腐蚀产物引起堵塞使注水设备腐蚀，腐蚀产物引起堵塞等。等。3、

13、注入水损害因素的相互影响、注入水损害因素的相互影响 1细菌的存在增加悬浮物颗粒含量并增大颗粒粒径；细菌的存在增加悬浮物颗粒含量并增大颗粒粒径；2水中微生物的生长和繁殖将会加剧结晶和沉淀的作用；水中微生物的生长和繁殖将会加剧结晶和沉淀的作用；3较低较低pH值可抑制结晶的产生，但将金属外表氧化膜溶解，值可抑制结晶的产生，但将金属外表氧化膜溶解，加剧腐蚀；较高的加剧腐蚀；较高的pH值可保护氧化膜，增加结垢危害。值可保护氧化膜，增加结垢危害。4含机械杂质及剩余油的油田污水进入回注系统，给细菌提含机械杂质及剩余油的油田污水进入回注系统，给细菌提供了很好的营养源，加速细菌繁殖。供了很好的营养源，加速细菌繁

14、殖。5较低的注入速度有利于细菌繁殖及垢的生成，较高的注水较低的注入速度有利于细菌繁殖及垢的生成，较高的注水速度导致微粒运移，并加速腐蚀反响。速度导致微粒运移，并加速腐蚀反响。6油滴和悬浮物能大量吸附化学剂，降低化学剂的效果。油滴和悬浮物能大量吸附化学剂，降低化学剂的效果。 1、注水强度过大引起的速敏损害、注水强度过大引起的速敏损害2、其它不当操作引起的损害、其它不当操作引起的损害 如：作业时，因压井液侵入注水层段而造成的损害；注如：作业时，因压井液侵入注水层段而造成的损害；注水井酸化措施不当，破坏了骨架结构或生成沉淀物，造成水井酸化措施不当，破坏了骨架结构或生成沉淀物，造成地层的二次损害；未按

15、规定程序洗井、井筒不清洁，从而地层的二次损害；未按规定程序洗井、井筒不清洁，从而使井筒中的污物随注入水进入地层。使井筒中的污物随注入水进入地层。 1、在江苏油田，目前的注入水水质普遍不达标，关键在、在江苏油田，目前的注入水水质普遍不达标，关键在污水含油、机杂、细菌、污水含油、机杂、细菌、CO2等。等。2、注水井的洗井制度不能保证实施，即使洗井也无法保、注水井的洗井制度不能保证实施，即使洗井也无法保证泵口、井口、出口水质一致证泵口、井口、出口水质一致(如江苏、大港油田等如江苏、大港油田等)。3、江苏富民油田由于电力紧张的影响，使注水压力无法、江苏富民油田由于电力紧张的影响，使注水压力无法平稳。平

16、稳。4、江苏富民油田注水有效率很低，长期注水的目的层却、江苏富民油田注水有效率很低，长期注水的目的层却由于种种原因注不进去，拟进行分层注水又由于封隔器质由于种种原因注不进去，拟进行分层注水又由于封隔器质量问题或水质问题或压力波动大的问题而无法得以实施。量问题或水质问题或压力波动大的问题而无法得以实施。5、江苏富民油田注水结垢问题也同样严重，需进一步研、江苏富民油田注水结垢问题也同样严重，需进一步研究。究。6、江苏油田未建立合理的注入水水质标准和工艺条件。、江苏油田未建立合理的注入水水质标准和工艺条件。7、 江苏富民油田污水回注系统的腐蚀严重，包括细菌问江苏富民油田污水回注系统的腐蚀严重，包括细

17、菌问题，但具体原因有待进一步分析研究。题，但具体原因有待进一步分析研究。8、在注水过程中，有一半的注水管线内部结垢，内径变、在注水过程中，有一半的注水管线内部结垢，内径变小。小。9、在注水过程中，单方向突进严重。、在注水过程中，单方向突进严重。10、在采油过程中，生产压差建立得太快，引起出砂和微、在采油过程中，生产压差建立得太快，引起出砂和微粒运移等。粒运移等。 1、 水源水的选择：水源水的选择： 根据岩石和流体特性，选择与之相配伍的水源是保证根据岩石和流体特性，选择与之相配伍的水源是保证水质的起码条件。水质的起码条件。2、确定注入水水质、确定注入水水质一般注入水应满足以下要求：一般注入水应满

18、足以下要求：1机杂含量及其粒径不堵塞喉道；机杂含量及其粒径不堵塞喉道；2注入水中的溶解气、细菌等造成的腐蚀产物、沉淀不注入水中的溶解气、细菌等造成的腐蚀产物、沉淀不造成油层堵塞；造成油层堵塞；3与油层水相配伍；与油层水相配伍；4与油层的岩石和原油相配伍。与油层的岩石和原油相配伍。切忌用一种水质标准来对不同类型油层的注入水水质切忌用一种水质标准来对不同类型油层的注入水水质进行比照评价。进行比照评价。 3、水质保证体系概念设计、水质保证体系概念设计1 水质保证体系的设计原那么水质保证体系的设计原那么水处理流程和设备能满足本区块的注入水水质处理水处理流程和设备能满足本区块的注入水水质处理的要求；的要

19、求；能满足注入水开发期水源水淡水、清污回注水、能满足注入水开发期水源水淡水、清污回注水、污水变化的要求；污水变化的要求；体系运行稳定、操作维护简单、经济实用；体系运行稳定、操作维护简单、经济实用；注水管理系统完整、水质检测标准。注水管理系统完整、水质检测标准。2 水质保证体系的组成水质保证体系的组成油田水处理系统：分为封闭系统和开式系统。油田水处理系统：分为封闭系统和开式系统。水处理流程系统：由沉降、过滤、储水、注水设备等工水处理流程系统：由沉降、过滤、储水、注水设备等工艺流程和设备等组成。艺流程和设备等组成。注水管理系统：包括设备的维护与维修、注入水药剂的注水管理系统：包括设备的维护与维修、

20、注入水药剂的添加与监测、水质监测。添加与监测、水质监测。(二二)合理工作制度确实定合理工作制度确实定 1、注水强度的计算、注水强度的计算 cccDAQHQ231083. 1式中：式中：A=0.7( dh)0.3 r(rh12)0.5SPcSe，表示射孔井单位表示射孔井单位射开厚度的流动面积，射开厚度的流动面积，cm2； Qc实验岩心临界流速实验岩心临界流速Vc对应的临界流量，对应的临界流量，cm3/min； Q某一注水井的临界注水量，某一注水井的临界注水量，m3/d； Dc实验用岩心直径，实验用岩心直径，cm； H射开油层厚度，射开油层厚度，m； d射开孔眼直径，射开孔眼直径，cm； r射开孔

21、眼半径，射开孔眼半径，cm； h射开孔眼圆柱形部长度，射开孔眼圆柱形部长度，cm； h12射开孔眼底部锥形部长度，射开孔眼底部锥形部长度，cm； SPc每米射孔数目；每米射孔数目； Se发射率；发射率； 油层孔隙度；油层孔隙度； c岩心孔隙度。岩心孔隙度。 2、注水压力确实定、注水压力确实定注水压力应在地层的真实破裂压力以下进行。注水压力应在地层的真实破裂压力以下进行。3、正确选用各类处理剂、正确选用各类处理剂严格控制该剂与地层岩石和地层流体的相容性，防严格控制该剂与地层岩石和地层流体的相容性，防止生成乳状液、沉淀和结垢；止生成乳状液、沉淀和结垢； 同时使用几种处理剂时，严格控制处理剂相互之同

22、时使用几种处理剂时，严格控制处理剂相互之间的化学反响，防止生成新的化学沉淀。间的化学反响，防止生成新的化学沉淀。 l使用盐酸：增加盐酸的浓度会加剧酸渣的形使用盐酸：增加盐酸的浓度会加剧酸渣的形成。因此，当存在沥青质原油时，决不能使用成。因此，当存在沥青质原油时，决不能使用浓度为浓度为28%以上的盐酸。以上的盐酸。l l酸中含铁：含铁离子尤其是三价铁离子的酸会加剧酸渣酸中含铁：含铁离子尤其是三价铁离子的酸会加剧酸渣的形成。的形成。 l l使用土酸：土酸造成的沥青稀淤泥沉积问题比盐酸还要使用土酸：土酸造成的沥青稀淤泥沉积问题比盐酸还要严重。严重。l l 低外表张力液体的使用：低外表张力液体的使用：l l不配伍的酸液添加剂：不配伍的酸液添加剂：A