彭陽侏羅系油井堵塞機(jī)理及小型解堵措施評價(jià)

張秉偉，屈英豪，王定軍，王亞濤，胡天寶

（中國石油長慶油田分公司第十一采油廠，甘肅慶陽 745000）

1 選題依據(jù)

1.1 侏羅系油井堵塞矛盾突出

彭陽作業(yè)區(qū)開發(fā)管理區(qū)塊5個(gè)，其中侏羅系區(qū)塊3個(gè)，產(chǎn)量占比76%；三疊系2個(gè)，產(chǎn)量占比24%。堵塞井以侏羅系油井為主，占比94%以上。歷年平均堵塞7.6井次，且逐年呈上升趨勢，2019年堵塞15口井，影響油量18.8t，地層堵塞已成制約油藏穩(wěn)產(chǎn)的主要因素。

1.2 油井堵塞特征

①突降：液量短時(shí)間內(nèi)突降，含水穩(wěn)定，典型井M1三天內(nèi)液量13.7↓3.2m3；②周期性：堵塞呈周期性，典型井M1投產(chǎn)以來累計(jì)堵塞7次，且堵塞周期逐漸縮短，其中2019年堵塞3次；③可恢復(fù)：經(jīng)過措施改造產(chǎn)量可快速恢復(fù)，典型井M1歷次壓裂、洗井?dāng)D注等措施均有效，產(chǎn)量恢復(fù)至堵塞之前水平。

2 堵塞機(jī)理認(rèn)識

通過分析堵塞特征，結(jié)合治理經(jīng)驗(yàn)及效果，總結(jié)出彭陽侏羅系油井堵塞原因主要有三類：一是微粒運(yùn)移引起的地層內(nèi)部堵塞；二是蠟質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青在近井地帶堵塞；三是射孔段附近垢堵，小型解堵工藝對后兩類堵塞具有明顯適應(yīng)性。

2.1 微粒運(yùn)移堵塞滲流通道

長沖程、大沖次，采液強(qiáng)度偏大的油井，由于放大生產(chǎn)壓差，引起地層內(nèi)部微粒運(yùn)移，在孔隙表面沉積，造成地層滲透率下降，此類油井小型解堵措施無效，壓裂后見效。

2.2 有機(jī)沉淀堵塞滲流通道

集中在Y2區(qū)，原油成分化驗(yàn)分析輕質(zhì)油組分含量20%，含蠟量在40%以上，油中膠質(zhì)+瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不到5%；蠟樣成分化驗(yàn)分析硬蠟含量達(dá)到了60%以上（表1），硬蠟組分中飽和烷烴碳數(shù)在C24～C35含量最高（圖1）。由于原油結(jié)蠟?zāi)厅c(diǎn)高，部分蠟分子及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)滯留滲流通道，導(dǎo)致地層堵塞。

表1 Y2區(qū)油樣、蠟樣分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

圖1 M2井蠟樣中飽和烴的碳數(shù)分布譜圖

2.3 井筒結(jié)垢形成垢橋

通過垢樣分析，成分以CaCO3為主，含有少量因腐蝕產(chǎn)生的鐵氧化物，占比92%以上。

根據(jù)彭陽采出水水質(zhì)六項(xiàng)物性監(jiān)測報(bào)告，彭陽侏羅系水樣中富含分析認(rèn)為當(dāng)流體由高壓地層流向壓力較低的井筒時(shí)，CO2分壓下降，CaCO3溶解度下降，造成近井地帶結(jié)垢。

表2 彭陽水質(zhì)六項(xiàng)物性監(jiān)測報(bào)告

3 小型解堵工藝原理及效果

3.1 洗井原理

按照通井處理井筒、活性水洗井、擠注活性水/清蠟劑“三步走”工藝技術(shù)原理，達(dá)到清潔井筒及改善射孔段附近滲流通道的目的。第一步處理井筒。作業(yè)前必須實(shí)施通井甚至磨鉆作業(yè)，確保井筒處理干凈，避免后續(xù)工序中臟物進(jìn)入地層；第二步活性水洗井。利用配制一種密度小于水的洗井液，對油井進(jìn)行沖洗，利用洗井液與油井內(nèi)部結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對油井清潔疏通、改善油井狀態(tài)的目的；同時(shí)活性水易起泡，在井底形成負(fù)壓差，易于助排；第三步擠注活性水/清蠟劑，進(jìn)一步溶蝕、反應(yīng)、擠壓近井地帶堵塞物，達(dá)到改善射孔段附近滲流通道的目的。

3.2 現(xiàn)場應(yīng)用效果

2018年以來，通過不斷摸索，逐漸形成以“低密度活性水通洗井”+“擠注活性水/清蠟劑”為主的小型解堵工藝，累計(jì)實(shí)施22井次，有效16井次，有效率72.7%，累計(jì)增油3 312t。

3.3 工藝施工參數(shù)研究

3.3.1 洗井方式及排量

洗井方式分為正洗、反洗2種方式，油井一般采用反洗的方式。正洗的液流速度為0.3～0.6m/s，反洗可達(dá)到1.5～2m/s，后者為前者的3倍。因此，它能帶起較大較重的臟物。

為保證將井底物帶出地面的水力條件是：

式中Vt為洗井液返回地面上升速度；Vd為井底臟物在靜止洗井液中的自由下沉速度；由（1）式得到保證臟物返回地面最小速度：

洗井時(shí)所需的最低流量：

式中AF為洗井液上返過流面積。

在洗井管柱尺寸一定情況下，返過流面積為0.003m2，臟物在靜止洗井液中的速度0.4m/s；由（3）可計(jì)算地面泵最小流量Qmin為13m3/h。

3.3.2 活性水的配方及性能研究

①表面活性劑及濃度選擇。表面活性劑易形成泡沫溶液，由于泡沫式氣液分散系統(tǒng)，密度低，重量小，壓力非常小，且泡沫有一定的黏滯性，黏度相對原液提高30%～50%，可連續(xù)流動(dòng)，對水、油、砂石有攜帶作用。洗井過程中按照0.1%（1 000×10-6）的濃度加入表面活性劑OP-10；②表面活性劑及濃度選擇。砂巖儲層常常因?yàn)轭w粒間相互排斥使黏土分散發(fā)生遷移，使儲層滲透率明顯下降。常用1%～3%鹽溶液作為穩(wěn)定劑，因?yàn)镵+能防止水的侵入，阻止黏土膨脹。洗井過程中按照0.1%（1 000×10-6）的濃度加入黏土穩(wěn)定劑WN-200；③表面活性劑及濃度選擇。彭陽侏羅系生產(chǎn)層位主要有Y7、Y8、Y9，采出水主要是CaCl2和NaHCO3型。井下結(jié)垢出現(xiàn)在射孔段附近、管柱的眼管和泵體附近等處，為防止洗井液與地層水的水型不配伍導(dǎo)致地層結(jié)垢，洗井過程中按照0.1%（1 000×10-6）的濃度加入阻垢劑ZG-108；④表面活性劑及濃度選擇。根據(jù)彭陽油井高含硫化氫的現(xiàn)狀，防止在放噴過程中產(chǎn)生硫化氫氣體，在洗井液中按照0.2%（2 000×10-6）的濃度加入硫化氫抑制劑。

3.3.3 擠注方量及壓力研究

①擠注方量：增油量與擠注方量并無直接關(guān)系，結(jié)合散點(diǎn)圖及統(tǒng)計(jì)措施效果，最小擠注量要求如下：清蠟劑≥3m3；活性水≥12m3（圖2）；②擠注壓降：結(jié)合散點(diǎn)圖（圖3）及統(tǒng)計(jì)措施效果，最大工作壓力與最小工作壓力之差＞4MPa以上油井有效果，壓降越高，效果越明顯3。

圖2 日增油量與擠注方量散點(diǎn)圖

3.4 地質(zhì)選井條件研究

3.4.1 孔隙度相關(guān)性研究

理論上分析，孔隙度越高，儲存油氣及流動(dòng)性越好，洗井效果越好。從日增油量與孔隙度曲線看，孔隙度越高，增油效果較好（圖4）；從散點(diǎn)圖看出：當(dāng)孔隙度大于12.8%時(shí)，增油效果與孔隙度基本為正相關(guān)的關(guān)系（圖5）。

圖3 日增油量與壓降散點(diǎn)圖

圖4 日增油量與孔隙度曲線

圖5 日增油量與孔隙度散點(diǎn)圖

3.4.2 孔隙度相關(guān)性研究

小型解堵工藝雖然不能改變儲層的絕對滲透率，但其能夠疏通近井地帶的堵塞程度，降低表皮系數(shù)，致使相對滲透率增大，油井產(chǎn)量增加。從統(tǒng)計(jì)圖上明顯看出：滲透率越高、增油效果較好（圖6～圖7）。

圖6 日增油量與滲透率散點(diǎn)圖

圖7 日增油量與滲透率曲線

3.4.3 壓力保持水平與增油效果相關(guān)性研究

油井的供液能力與其地層壓力保持水平息息相關(guān)。通過洗井后的生產(chǎn)情況分析，地層壓力保持在82%以上的油井，洗井效果較好（圖8）；同時(shí)，壓力保持水平與洗井有效期基本呈正相關(guān)性關(guān)系（圖9）。

圖8 日增油量與空隙度曲線

圖9 壓力保持水平與有效天數(shù)曲線

4 結(jié)論及認(rèn)識

①彭陽侏羅系油井堵塞受地層內(nèi)部微粒運(yùn)移，蠟質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青在近井地帶堵塞，射孔段附近垢堵三方面因素主導(dǎo)；②2018年以來，通過不斷摸索，逐漸形成以“低密度活性水通洗井”+“擠注活性水/清蠟劑”為主的小型解堵工藝，在彭陽侏羅系有較好的適應(yīng)性；③通過對近兩年實(shí)施井?dāng)?shù)進(jìn)行分析認(rèn)識，總結(jié)出小型解堵措施地質(zhì)選井條件及工藝施工參數(shù)，在同類油藏中具有推廣意義。