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油层保护技术体系 有效辅助生产作业

时间:2017-10-12 14:44 来源:
大港油田属于复杂断陷盆地油气藏,油层深度 在 300m~3,500m之间。油藏类型多、断块破碎、非均质性强,地质情况复杂。据统计,大港油田每年修井、措施等作业在 2,000 井次以上,其中 30% 的油井工作液与储层不配伍,造成油层污染,作业后产量恢复期往往超过 10 天,恢复率低于80%, 严重影响油田稳产、 高效开发。受到多种因素影响,该问题长期难以得到有效解决。因此,大港油田公司开展了“生产作业过程中油层污染问题”专项治理。针对面临的主要技术难题,研发形成 3 类 9 种油层保护技术,并在生产作业过程中的进行了产业化应用。

解难题 立技术体系
 
通过调研分析,当前生产作业中油层保护主要存在三大技术难题:低压、大孔道或裂缝储层工作液漏失污染;高压储层配伍的工作液成本高;复杂低渗储层多种污染并存。针对后期作业过程的油层保护技术体系研究缺乏系统性、应用规模不足。有必要围绕主要污染原因,针对性研究形成油层保护技术体系,配套硬件设施, 完善相关技术规范,并纳入油田日常生产管理之中,这样才可能实现油层保护规模效益。树立油层保护技术体系。针对不同井况和油层主要污染类型,通过配方改进或工艺创新,研究出系列实用油层保护工艺技术,主要有以下三个技术体系:防漏失修井液技术体系、高密度压井液体系和复杂低渗油层保护液。

防漏失修井液技术体系
 
防漏失修井液技术体系包含三种钻井液。油溶性暂堵修井液,采用高油溶率、适度软化点的油溶性暂堵剂,减轻高渗透砂岩储层作业液漏失程度,通过生产地层液返排与原油溶解实现解堵。修井液具有以下主要技术指标:本技术主要应用在地层压力系数在 0.5 以上、渗透率在 5,000 毫达西以内的储层修井作业,减轻作业漏失造成的油层污染。大孔道暂堵修井液,利用尺寸 10~20mm 的架桥材料,配合油溶性暂堵剂,提高修井液对大孔道封堵性;修井液具有以下主要技术指标:本技术主要应用在地层压力系数在 0.7 以上,渗透率在 30,000毫达西以内的砂岩及灰岩储层的洗井、冲砂作业中,暂堵防漏失成功率大于 90%。
 
氮气微泡修井液,利用普通搅拌设备以及自主研发的廉价氮气发生装置,通过新型配制工艺结合高效化学技术研制而成,降低修井液密度同时,增大体系流动阻力,阻止作业液漏失到油层深部,解决了低压、枯竭型储层作业暂堵防漏、解堵技术难题,与传统氮气车组泡沫配制方法相比成本更低。本技术主要应用在地层压力系数在 0.3 以上、井深 2,500 米以内高渗透储层的修井作业,可以与其它暂堵剂配合使用,进一步提高防漏效果,更好保护储层。

高密度压井液体系
 
高密度压井液体系包括复合盐压井液技术、改性卤水压井液、强悬浮酸溶性压井液技术。复合盐压井液技术通过优化不同密度时可溶加重剂配比,最大限度利用廉价无机盐替代价格较高的有机盐配制而成。本压井液具有以下主要技术指标:该压井液稳定性、配伍性好,主要解决高压井作业时结垢、水敏等污染问题,同时相比采用纯甲酸钠体系成本降低 20% 左右。改性卤水压井液利用晶格破坏、分散等化学协同作用,将极易结垢的高密度工业卤水改性为保护储层高密度压井液,抗 HCO 3 - 可达 5,000ppm,抗 SO 4 2- 可达 3,000ppm,相比常用甲酸盐体系,降低了成本 50% 以上。本技术主要应用于地层水富含HCO 3 - 、SO 4 - 等离子,采用卤水作为压井液作业时容易导致减产作业井。强悬浮酸溶性压井液技术通过在以上压井液中悬浮可酸化加重材料的方式,研制出一种高密度压井液体系。该压井液具有防膨、防结垢的性能,固相酸溶率≥ 90%,密度突破常规酸溶性压井液无法超过1.40g/cm 3 的局限。 该技术应用时,要注意工艺流程优化,尽可能避免固相颗粒对作业影响。

复杂低渗油层保护液
 
复杂低渗油层保护液包括高凝低渗油层保护液、含硫低渗油层保护液、高温低渗油层保护液。高凝低渗油层保护液针对储层不含硫化氢时低渗油层,利用本油田采出的高温污水,经过处理后,进行防水敏、防水锁性能优化,研制出该修井液。 本技术既解决了原来采用污水作业造成水敏、水锁的污染,明显提高作业后产量恢复率。又利用污水高温, 节约了采用专业清洗剂、除蜡剂的成本。技术简便易行,效果明显, 主要用于低渗高凝油井洗、压井作业。含硫低渗油层保护液采用碱性缓冲、阻垢技术,研制出该修井液,大幅度降低常规修井液 pH值,同时保持修井液 pH 值稳定,对 H 2 S 的吸收浓度提高了 4 倍,在清除硫化氢同时避免结垢堵塞油层以及高 PH 值体系造成的碱敏污染。高温低渗油层保护液采取多种功能单体共聚等方式,将防水锁剂、油溶性暂堵剂的抗温性能提高 30℃(170℃),抗钙镁离子能力提高至1×10 4 ppm,为深部储层生产开发提供了技术储备。

现场应用树立典型
 
为促进各类油层保护工艺技术规模应用,陆续在油田污染严重的区块建立了 3 座油层保护配液站,制定了 9 项技术标准,强化设计,落实油层保护应用“一井一策”,确保技术规模应用质量控制。各采油厂制定了《修井作业油层保护管理办法》,明确相关各方的职责,加强了现场运行管理,从制度上确保了油层保护技术的规模实施和有效实施。近几年来,各项工艺技术在现场应用 2,137 井次,解决了含高凝原油的低渗油层、严重漏失油层以及高压油层作业过程存在的油层污染难题,应用后油井平均恢复期由 6 天缩短至 3 天,平均产量恢复率由 89% 提高到 97%,减少产量损失 12.6 万吨。存在多年的油层污染问题得到有效解决,为老油田在精细开发、稳定并提高单井产量方面树立了典型。
 
大 港 油 田 生 产 作 业 过 程 油 层污染原因主要有面临低压、大孔道或裂缝储层工作液漏失污染、高压储层配伍的工作液成本高、复杂低渗储层多种污染并存等三大技术难题。根据不同储层地质特征和具体井况,针对性的研究出相应的保护油层技术,适应性强,效果显著,为生产措施“一井一策”实施奠定技术基础,将保护储层修井液工艺技术设计纳入油田日常生产作业管理,为油层保护技术提供可持续发展的制度保障。
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