盧子建 吳義賀(長慶油田分公司第五采油廠馬家山東采油作業區,陜西 榆林 718600)
油田開發后期,會出現地質層破壞、乳液滲、黏土層膨脹以及地層鹽敏等問題,導致單井產量大大降低,嚴重影響油田開發的進度、采油效率以及企業經濟效益,造成很多不必要的損失。而采取有效的單井產量提升技術,能夠在油田開發后期起到重要作用,是提高油田開發整體水平和效率的必經之路。以下主要圍繞著油田開發后期單井產量低出現的原因展開簡單分析與探討。
地質巖是油田中石油的所在位置,隨著油田開發的不斷深入,位于地質層的石油抽出的越來越多,導致地質層結構被破壞。在油田開發初期,采集到的石油屬于輕質石油,而瀝青、膠質等類型的重質石油則是由于較重而只能后期進行開發,容易出現堵塞等情況,導致出油率降低。而且在后期重質石油的開發過程中,由于重質石油和地質層粘合成新結構,這種新結構不但嚴重影響了石油流動,還會導致在采取這部分石油的過程中破壞地質層結構,這些都是導致油田開發后期單井產量降低的原因[1]。
在油田開發時會有部分乳液滲入地質層,使地質層結構復雜化,同樣會影響單井產量。乳液的滲入會與地質層中原有的液體交融為新液體,這種新液體的特性與原有液體的特性不同,導致地質層的液體流動情況和壓力產生改變,加大地質層壓力,降低石油的流動速度,進而造成開發后期產量大大降低。
油田開發過程中黏土層會一直和流動的石油進行接觸,黏土層中存在多種復雜的礦物質,這些礦物質在不斷和流動石油的接觸過程中會逐漸膨脹,造成粘土層的膨脹。這種結果會導致油田中的土層結構發生改變,包括石化、位移等問題,石油的流動也會受到影響,導致油井的開發變得困難,影響后期的石油產量。
注水開采法是當前油田開采常見的開發方式,這種方式能夠在一定程度上加快油田開采速度,但同時也存在一些弊端。開采過程中注入油田的水和地層中的水存在差異,地層中多種礦物質融于注入的水中,導致底層原有液體礦化度受到影響。發展到后期,注入水和地層水的礦化度失衡,HCl會和礦物質發生反應,出現礦物質結垢的情況產出碳酸鹽膠結物,造成油田地層的堵塞,出現地層鹽敏,影響石油的后期產量[2]。
通常來說,油田開發發展至后期階段普遍會存在這一個問題,即產油量大幅度的下降,所帶來的影響不良,而之所以油田開發采油量出現下降的原因是多種多樣的,這就要求相關工作人員從實際情況出發,全面分析產油量下降原因,并通過單井產量提升技術的運用,全面提升油田的開采效率。
油田的開發是一個漫長的過程,在這個過程中,由于地質層破壞、乳液滲透、黏土層膨脹和地層鹽敏等問題,造成后期油田單井產量低。而油田開發后期提高單井產量技術的原理,正是針對開發過程中油層被破壞,導致石油流動受阻這一重要問題,利用多種增產藥劑、化學助劑進行調配并實驗、分析,最終得到了能夠有效提高產量的油井增產劑。這種液體可以起到潤滑的作用,加強石油的流動性,從而便于石油的抽取。油井增產劑的主要成分包括耐高溫滲透劑、高溫防破乳劑、表面活性劑、微乳化劑等多種藥劑,是促進油井增產的重要藥劑。這種提高油田開發后期單井產量的技術已經得到了廣泛的應用,在實際的開采過程中為油井產量的提高貢獻了巨大的力量。
第一,潤滑作用:該技術是在油田開發過程中,依照油田實際的產量,加入相應量的油井增產劑。油井增產劑在石油的采取通道灌入后,可以迅速滲透到周圍的地質層,在地質層結構表面起到潤滑作用,從而極大程度上提升石油的流動性,解決地質層堵塞的情況。石油的流動被加強,為油井的抽取工作提供了便利,實現提高單井產油量的結果。
第二,溶解作用:油井增產劑中存在分散劑、乳化劑等成分,在油層中能夠起到有效的溶解所用。當油井增產劑接觸到結垢的礦物質能夠將其溶解,從而拓寬了地質層中石油的出油口,進一步增強石油的流動,從而提高油井后期開發的出油量。
第三,穩定作用:礦物質隨著油田的開采會逐漸膨脹,造成黏土層的膨脹,導致土層結構發生石化、位移等變化,而該技術的油井增產劑能夠起到穩定黏土層的作用。當油井增產劑中的碳酸成分接觸到黏土層,可以有效的阻礙土層進一步膨脹,還能對土層結構進行固化,從而降低土層位移,保障石油的流動。不僅如此,油井增產劑還可以溶解黏土層中的礦物質,讓土層結構更緊密,從而進一步防止黏土層結構的變化。
第四,誘發作用:單井產量提高技術在油田開發后期會采用兩種油井增產劑,在開發過程中先后注入兩種液體,讓其在油層中發生化學反應,產生的氣體可以到地質層中,起到誘發作用,這些氣體包括二氧化碳、氮氣等等,其中二氧化碳可以增大石油和地層的空隙,促使地質層的石油加速流動,進而提高油田開發后期的產量[3]。
單井產量提高技術的應用范圍是已經到了開發后期,產量非常低甚至無產量的油田。具體來說,包括以下幾種油井:在鉆井結束后由于鉆井液和油田儲層不匹配導致被破壞嚴重的油井;采油過程中出現液鎖、水鎖等情況的油井;地層流體過多導致油水流度比過小的油井。
在實際的油田開發過程中,造成油井產量降低的原因是多樣化的,因此技術的應用方式也要根據實際開發的不同階段進行改變。在鉆井施工階段,鉆井液會對地質層造成損害,該階段可以利用油井增產劑起到對地質層進行修復和保護的作用;在油田開采階段,遇到的地質層破壞、乳液滲透、黏土層膨脹和地層鹽敏等情況,可以使用油井增產劑起到潤滑、溶解、穩定的作用;在產能量不足的階段,可以利用油井增產劑對油井起到誘發的作用,從而提高后期的產油能力。
在應用增產技術的過程中,需要注意油井增產劑的使用要點。第一,要將油井增產劑以正確的順序注入,確保藥劑發生的化學反應正確、迅速,從而讓產生的氣體能夠快速到達地質層,緩解油井的堵塞、促進石油的流動;第二,要分清楚不同油井增產劑的作用,不可混淆導致無法起到相應作用。
對油田進行二次開發,是指在油田先導區的基礎上,再開發復雜斷塊區的油田。目前我國在油田二次開發上已經有了許多實踐的先例,并形成了一套完整的理論和技術體系。以某地區2008年的油田開采為例,進行二次開發后,原本低產甚至是無產量的油田可以再開采出40萬噸油,整體采收率達到了105.3%。采用新的二次開發技術后,油田的水驅控制得到了很大的提升,單井日均采收率達到了116%,油井的綜合含水率下降到95.8%。
有效注水是保障油田穩定增產的關鍵,是提高油井能量的重要方式。尤其是對于復雜斷塊的油田,持續、科學的注水治理是保持產量的必然途徑。舉例來說,2001年某地對處在開發后期、產能嚴重不足的油田進行注水治理,完善油田地面供注水網絡。具體為同時施以改善開采方式、控水穩油等措施,該油田在注水治理后的產量自然遞減率降低了1%。
在油田開發后期要多采用新型技術進行開發增加產量。例如對于常規的低滲油田,要采用深穿透射孔開發技術、保障鉆井液的質量,且鉆井后應當采取屏蔽暫堵的方式。對于水平井,在采用屏蔽暫堵方式的同時還應選擇低滲透、有機正電膠的鉆井液,完善對油層的保護。對于深部調驅技術要加強研究,將新興技術的應用做到從試點到普及,全面地提升油田產能。
除去技術方面之外,各類技術相應的設施和工具也要一應俱全,加強油管廠設備的配備,選擇高質量、多種類的井下工具等等。并且還可以針對不同的地質和油層情況,將多種開發技術進行結合使用,從而發揮最大的效益。提高油井檢泵的工作時常,采取酸壓防、油管廠的全面修整等措施,進一步提升開采后期的單井產量。
不同地質環境下采用油井類型的不同對于單井產量有極大的影響。在油井類型的選擇過程中,要將油井產能放在第一位考慮,并通過科學的設計和部署,將水平井開發技術逐漸運用到更多的開采工作當中。尤其是邊底水、裂縫型碳酸鹽巖、火山巖、稠油、上有建筑、剩余油量多且集中等情況的油藏,應當保證采用水平井進行開采,從而大大提高單井產量。
油井開采的質量和效率離不開管理工作的督促作用。開采過程中應當貫徹落實“綱要”內容,并根據實際開采的油田情況,制定不同的開發、生產、開采措施等計劃。以上文中提到的油田舉例,對于復雜斷塊油田,開采制定了油氣藏四級四類動態分析管理辦法、水平井開發建設管理規定、停產停注地質方案管理規定、調制措施管理規定、壓裂工藝設計管理辦法、油田化學藥劑管理辦法等等。
綜合上文所述可以知道,油田開發是國家能源使用和發展的重要工作,而在實際的油田開發過程中卻存在油井后期產量低、地質層破壞嚴重等情況,嚴重阻礙能源開發的效率和質量。針對油田中地質層破壞、乳液滲透、黏土層膨脹和地層鹽敏等問題,應用專門針對已經到了開發后期,產量非常低甚至無產量油田的單井產量提高技術。油田開發后期提高單井產量技術,利用油井增產劑,起到潤滑、溶解、穩定和誘發的作用,對油井進行疏通、促進石油的流動,提高油田開發后期提高單井產量。除此之外可以通過二次開發、有效注水、采用新型開發技術、提升油管廠設備和井下工具配備、采用復雜的結構井、強化油井管理工作等其他方式,實現油田開發后期產量和效率的大幅度提升。