层内CO2产气深部解堵技术研究与应用

谢军德 (河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132)

郑延成 (长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023)

李 影,查 旋 (河南油田分公司石油工程技术研究院,河南南阳473132)

贾跃立,杜玉川

1 河南油田多轮次井污染因素分析

河南油田东部老区由于注入水机械杂质含量高、水质差、地层物性差,地层注水效果差。为提高增注效果,酸化已成为增注首选措施;但存在酸化有效期较短,造成近年来重复酸化井数比例高,随着重复酸化轮次增加,重复酸化增注效果逐渐变差。分注合格率逐渐降低,说明酸化效果逐渐变差。图1所示为T440井在1999年到2004年每年进行1次的酸化效果,随着酸化次数增加,用酸量越来越大,但增注量越来越小,有效期越来越短,酸化效果逐渐变差。

究其原因,主要存在以下问题:①双河油田注入水水质较差是造成地层污染及重复酸化后地层污染堵塞的主要因素。注入水中过量过量体积的悬浮物对储层造成了机械堵塞,直接堵塞注水井渗滤端面,或是随注入水潜入储层,在其孔喉中形成堵塞。②重复酸化能够解除一次酸化后注污水对岩心造成的伤害,但同时会对岩心造成一定的二次伤害,有一部分会形成永久性的伤害,常规酸化技术很难消除这部分污染。③多次酸化造成近井地带岩石骨架破坏严重,使射孔层段井筒变大,胶结物、基质或粘土矿物、长石等溶解后,大量砂粒脱落,部分砂粒随注入液进入储层深部孔隙造成深部堵塞,导致渗透能力降低。

针对多轮次井增注效果逐渐变差的问题,在分析多轮次酸化井污染因素的基础上,开展了自生CO2深部解堵技术研究。

图1 T440井多次酸化情况对比

2 自生CO2解堵增注技术机理

自生CO2解堵增注技术就是通过向地层注入生气剂溶液段塞,在地层条件下相互融合产生大量的高温高压CO2气体[1]。CO2-H2O的混合物呈弱酸性,可与地层基质及无机垢等相应地发生反应,提高地层渗透率,并在一定程度上解除无机垢堵塞,疏通油流通道。此外,由于生气剂在地层深部反应放出大量高温高压CO2气体,当放喷排液时,具有助排增能作用[2];另外,CO2气体与表面活性剂复合作用生成泡沫,可以把地层深部的堵塞物携带出地层。

3 自生CO2长岩心解堵增注模拟试验评价

为了模拟多轮次井酸化情况,采用了酸化后解堵增注长岩心流动试验。由长岩心流动试验 (图2)可知,污水注入后岩心渗透率分别下降63%、23%;酸作用后,与污水相比,第1、2段的渗透率分别是污水的5.18倍、0.18倍。注入生气剂 AB段塞,第1段岩心渗透率比酸化后的渗透率值还要大,而且随着注入段塞的增多,解堵效果逐渐增加,渗透率是酸化渗透率的1.2倍,是原始渗透率的2.36倍。通过注入CO2生气剂 (AB剂),第2段岩心完全恢复到未污染的水平。总岩心渗透率恢复率为175.7%,说明自生CO2解堵技术起到了较好的解除深部污染堵塞的作用。

图2 酸化后生气剂段塞对渗透率的影响

4 现场应用效果

采用自生CO2深部解堵增注技术,先后在河南油田江河、魏岗等欠注井区实施9口井的解堵增注措施,措施有效率100%,措施平均日增注 34.22m3,平均降低注水压力 3.64MPa,累计增注61179m3,平均有效期322d,取得了较好增注效果。

如T11-14井是双河油田ⅧⅨ油组的1口注水井,射孔层位为Ⅸ1.4.5小层,砂厚11.6m。全井配注45m3/d,分Ⅸ1.4/Ⅸ5二段注水,配注分别为25/20m3/d。目前在泵压21.2MPa,油压20.6MPa的条件下,全井不吸水。

该井从1996年至今,Ⅸ1.4/Ⅸ5层已经历过5次酸化,酸化效果逐渐变差,2007年5月酸化,酸化后在油压20.6MPa下,实注25/22m3/d,达到了配注要求,但注水量下降快,有效期较短。分析认为该井欠注主要是物性差、水质差等原因所致,而酸化效果较差的原因主要由于重复酸化次数较多且使用多套配方,导致污染因素复杂,并且多次酸化后,部分污染物被推入地层深部,使地层污染深度加大。

2008年3月10日对增注层进行了自生CO2深部解堵增注后,由注水曲线 (图3)可以看出,与以往酸化施工后注水情况对比,注水压力大幅下降,施工后在注水油压9.8MPa下,实注27/23m3/d,注水量达到了配注,见到了好的降压增注效果,有效期已超过9个月,说明较好地解除了地层深部污染。

5 结论与认识

1)层内自生CO2深部解堵增注技术集酸化解堵、热解堵、表面活性剂、CO2气体作用等多种功效于一身,能够解除各种油层污染堵塞,而且具有很好的穿透作用。通过长岩心解堵模拟试验,岩心渗透率恢复率为175.7%,说明起到了较好的解除深部污染堵塞的作用。

2)针对多次酸化井污染物复杂、污染深度大等问题,采取自生二氧化碳深部解堵技术现场试验9口井,措施平均日增注34.22m3,平均降低注水压力3.64MPa,累计增注61179m3,取得了较好增注效果。该技术的成功应用,为提高重复酸化井的增注效果提供了新的技术手段。

图3 T11-14井注水曲线

[1]陈冠良,刘恒录.层内自生弱酸降压增注技术在文南油田的应用[J].内蒙古石油化工,2006,16(5):158～159.

[2]吕蓬勃,朱明立.CO2助排技术在低压低渗油层酸化中的应用 [J].油气井测试,2001,10(6):56～59.