渤海C 油田水平井復(fù)合解堵工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

榮新明，胡紅福，徐雅峰，丁文剛，奎智斌，邊峰(中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300450)

0 引言

C 油田位于渤海灣盆地，油層以館陶組和東營組為主，是典型的上下疊置復(fù)式油氣藏。油田大部分以高滲透特征為主，非均質(zhì)性較強(qiáng)，孔隙連通性較好。該區(qū)塊水平井初期生產(chǎn)壓差小，產(chǎn)能高，生產(chǎn)一段時間后含水率不斷升高，產(chǎn)油量下降，儲層污染傷害嚴(yán)重，污染原因復(fù)雜，采用常規(guī)緩速酸體系酸化后往往增液不增油，甚至增液降油，如表1 所示。

1 水平井堵塞原因

經(jīng)調(diào)查分析表明，目標(biāo)油田儲層為高孔高滲，孔洞較發(fā)育、巖石骨架較疏松，儲層在鉆井、完井作業(yè)中易受到外來工作液不同程度的傷害，大大降低了儲層的基質(zhì)滲透率[1-4]。引起傷害的原因大致可分為四類：工作液中固相微粒堵塞孔隙；工作液中的離子與地層或地層流體中的離子生成沉淀；地層巖石中微粒分散、運(yùn)移、堵塞喉道；粘土礦物的水化膨脹降低地層滲透率；巖石表面潤濕反轉(zhuǎn)或生成乳狀液形成乳堵。

另外選用該區(qū)塊原油，選用與儲層物性相近的人造巖心，模擬工作液侵入，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2 所示。通過有機(jī)質(zhì)沉積傷害評價實(shí)驗(yàn)可得出，溫度的降低將帶來顯著的有機(jī)質(zhì)沉積傷害，且隨著溫度的恢復(fù)，滲透率僅有輕微恢復(fù)，有機(jī)質(zhì)傷害程度為15%～29.04%。這為下一步進(jìn)行解堵液的配方研究提供了依據(jù)。

表1 C油田水平井常規(guī)酸化效果

表2 有機(jī)質(zhì)沉積傷害流動評價實(shí)驗(yàn)

2 復(fù)合解堵體系配方研究和性能評價

明確了油層物性、污染原因，結(jié)合之前酸化失敗的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)儲層溶蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過多次室內(nèi)試驗(yàn)，利用多種無機(jī)酸、緩速酸、有機(jī)解堵劑以及多種優(yōu)質(zhì)添加劑的協(xié)同效應(yīng)，復(fù)配了高溶蝕、強(qiáng)緩速的復(fù)合解堵體系，適宜C 油田水平井的典型配方—有機(jī)解堵體系(有機(jī)清洗劑F1+潤濕反轉(zhuǎn)劑)+前置液(無機(jī)酸1+添加劑)+處理液1(無機(jī)酸2+添加劑)+處理液2(緩速酸體系+添加劑)+后置液。

2.1 有機(jī)解堵體系評價

以往水平井有機(jī)堵塞一般使用柴油浸泡，溶解重質(zhì)成分的能力有限。本文深入有機(jī)垢的芳香度本質(zhì)，采用F1 為高效有機(jī)解堵劑，并與目前常用有機(jī)清洗劑進(jìn)行性能對比。各類清洗劑溶瀝青速率和溶蠟速率如圖1 所示。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，柴油溶瀝青質(zhì)速率-0.82 mg/(min·mL)，溶膠質(zhì)蠟質(zhì)速率0.009 5 g/min。有機(jī)解堵劑F1 性能優(yōu)異，溶瀝青質(zhì)速率5.01 mg/(min·mL)，溶膠質(zhì)蠟質(zhì)速率0.024 9 g/min。有機(jī)解堵劑F1 溶解重質(zhì)有機(jī)成份水平達(dá)到國際先進(jìn)，大大提升了有機(jī)污染的解除能力。

2.2 酸液配方巖心流動試驗(yàn)評價

選取渤海C 油田儲層巖心進(jìn)行酸液流動實(shí)驗(yàn)，按照室內(nèi)試驗(yàn)選取的配方進(jìn)行分段注入，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1 所示，實(shí)驗(yàn)證明選用復(fù)合酸解堵，酸化后巖心滲透率為酸化前2.48 倍，大大提高了滲流能力。

圖1 巖心酸液流動實(shí)驗(yàn)

3 酸化工藝方案優(yōu)選

3.1 有機(jī)解堵體系和酸化增產(chǎn)評價

選取C 油田某一口水平井作為實(shí)驗(yàn)井，該井為普通合采管柱，完井防砂方式為裸眼+篩管+礫石充填，分析產(chǎn)能下降原因?yàn)樗粜驼惩恋V物發(fā)生膨脹運(yùn)移，造成孔吼等滲流通道的嚴(yán)重堵塞；原油黏度高、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，重質(zhì)成分在篩管、近井地帶沉積造成堵塞、乳化傷害和潤濕性傷害；地層水有結(jié)垢形成碳酸鈣鎂等無機(jī)垢。

將有機(jī)解堵和復(fù)合酸化解堵分別進(jìn)行作業(yè)，根據(jù)啟泵后返排生產(chǎn)情況來判斷兩種解堵體系對解堵效果的影響。現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)定量評價了兩種體系不同的解堵效果，證實(shí)了有機(jī)污染存在。表明選用有機(jī)解堵加復(fù)合酸化技術(shù)更有利于水平井增產(chǎn)。

3.2 解堵半徑的確定

根據(jù)滲流力學(xué)平面徑向滲流理論，從供給邊界到井底，地層中的壓力降落過程按對數(shù)關(guān)系分布，油井生產(chǎn)和水井投注過程中，壓力主要消耗在井底附近，越靠近井底滲流面積越小，因而滲流阻力越大。

C 油田館陶組及東營組屬于高孔高滲儲層，鉆完井時傷害較為嚴(yán)重。計算結(jié)果可以看出解堵半徑在小于5 m 范圍內(nèi)儲層恢復(fù)率較高，所以解堵半徑一般不建議超過5 m。

遠(yuǎn)井區(qū)域滲透率降低對產(chǎn)能影響較小，酸液對遠(yuǎn)井區(qū)域滲透率提高幅度不大。所以C 油田的解堵半徑控制在1.5～3 m 之間。

3.3 MRDP 分流布酸工藝研究

根據(jù)“優(yōu)勢通道影響”污染模型，出水層位也是產(chǎn)油層位，高滲帶往往也是污染嚴(yán)重層段。諸多分流方式在海上均有不同程度的不適應(yīng)性。因此，綜合決策決定C 油田群水平井采用限壓不限排量的極限排量自然分流(MRDP)工藝，配合3 寸管線進(jìn)行施工，讓酸液“自然選擇”的進(jìn)入高滲產(chǎn)液層，保證主力層得到充分處理，又能兼顧非主力層污染的解除。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

復(fù)合解堵技術(shù)研究成功后，在C 油田水平井中累計實(shí)施8個井次，措施有效率100%，平均單井日增油32 m3，一年累計增油超過1.6×104m3。

5 結(jié)語

(1)根據(jù)渤海C 油田儲層特征及水平井污染分析，為了提高產(chǎn)能，開發(fā)了一種有機(jī)清洗+無機(jī)酸+緩速體系的復(fù)合解堵體系。

(2)復(fù)合解堵體系具有高溶蝕、強(qiáng)緩速特性，有機(jī)解堵和復(fù)合解堵聯(lián)合使用可有效解除近井地帶有機(jī)和無機(jī)污染堵塞。

(3)選取適當(dāng)?shù)慕舛掳霃剑浜螹RDP 分流布酸工藝，可有效解除C 油田水平井污染并有效增產(chǎn)。

(4)復(fù)合解堵體系經(jīng)8 井次現(xiàn)場應(yīng)用，措施有效率100%，平均單井日增油32 m3，一年累計增油超過1.6×104m3，取得了良好的解堵增注效果。