苏凤玲
摘 要:酸化是一种使油气井增产或注水井增注的有效方法。从酸化工艺体系出发,分析缓速酸、消淀酸、氟硼酸等多种酸液主体适应的不同地质条件,评价前期油水井酸化效果,为后续的酸化措施提供有力的技术支持。同时针对酸化失败井,分析其可能原因,并提出几点可行性解决方案。
关键词:油水井 酸化 工艺体系 失败原因 可行性建议
中图分类号:T5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(b)-0098-02
在油田的生产过程中由于各种因素造成对油层的伤害,如钻井过程中泥浆对地层的污染、修井作业中入井药液对地层的污染等各种因素,使近井地带油层产生一些机械杂质,堵塞近井地带油层的孔隙喉道,或使油气层改变岩石结构和表面性质,引起岩石润湿和流体状态改变,从而降低井底附近地带油气层的渗透率,使储集层近井地带造成流体产出或注入的能力降低。
截至2010年1月南部油田共有120口注水井因为高压欠注,而其中除了有自身地层高压的原因外,大部分水井是由于粘土膨胀、机杂堵塞引起近井地带孔隙堵塞而导致欠注。
2009年份油水井酸化措施实施规模与成效较往年明显提高,截止5月底共计实施43井次,其中油井26口、水井17口,采用与地层相配伍的酸化工艺,取得显著效果,日增产量72.5 t,日增注水量336方。酸化工艺具体应用方案见表1。
1 应用技术
南部油田油层解堵工艺技术已根据不同区块、地层原油物性、堵塞类型形成系列有效的油层酸化解堵工艺技术。去年我们在应用较成熟的工艺技术基础上,并加以适当的调整改进试验,从目前1~5月酸化措施井数据进行分析,均取得良好的效果。
1.1 缓速酸(盐酸)的应用
缓速酸酸化工艺在南部油田运用广泛,效果显著。缓速酸主要以盐酸为主体,其中加入适量的缓速剂,是针对碳酸盐岩(生物灰岩)地层的主要酸化体系。
1~5月施工的7井次油井均取得较好的增油效果,这些油井主要位于王官屯油田的官15-2区块、官三区块。
1.2 消淀酸的应用
消淀酸是以磷酸为主体的复合酸,其pH值能在一定时间内保持较低值,使其自身成为缓速酸,而且对二次沉淀有抑制作用,同时具有对地层伤害小,反应速度慢,酸化半径大的特点。
消淀酸酸化运用于风化店油田枣44区块和枣35区块,以及王官屯油田官三区块和官13-7区块。但是风23-15、段36-54施工后无效,且枣2301井酸化有效期短,三口井均属于典型的高泥质砂岩地层。
1.3 土酸的应用
土酸是盐酸和氢氟酸的混合酸,用于砂岩地层的酸化[1]。一般采用HCl+HF这一土酸体系。
该配方土酸适用于中孔低渗透率高泥质的砂岩地层,可根据不同地层条件调节各组分的体积比。在油井酸化中,枣75-12H井的日产油量从0.36T增至4.29T,增油效果显著;在水井酸化中,共施工两井次,都达到地质设计要求。
1.4 氟硼酸的应用
氟硼酸酸化体系,基本原理是注入本身不含HF的化学剂进入储层后发生化学反应,缓慢生成HF,从而增加活性酸的穿透深度,达到深部解堵目的。氟硼酸能自身缓速的原因是,其在水溶液中能发生多级水解反应,且第一级水解是一慢反应过程。
氟硼酸酸化工艺运用于王官屯油田王27区块和王102-1区块的枣3层水井酸化,取得比较明显的降压增注的效果。
1.5 PCG解堵
PCG解堵技术所用的化学药剂是通过复配的特殊工作液,并根据储集层的不同特性,针对性地添加了抑制水敏,酸敏、速敏、盐敏及有机物堵塞等的添加剂。
南部油田首次采用PCG解堵酸化工艺方案,进行施工1井次水井。官915-3井酸化后,注水压力无明显降低,且日注水量也没有太大变化,酸化效果不佳。
2 应用效果分析
在今年前5个月酸化措施中,砂岩油井酸化效果不明显,风23-15、段36-54、枣2301等三口砂岩油井酸化后没有取得预期的增油效果。矿物成分、含量不同,其反应产物与反应特性也不同。
风23-15、段36-54、枣2301措施前后效果对比见表2。
失效原因分析[2]如下。
(1)在油藏开采过程中,当地层流体到达井眼时,原有的油藏平衡条件遭到破坏,随着二氧化碳分压大幅度下降。在井眼附近压降区就沉淀出碳酸钙结垢。
(2)HF能溶蚀地层中的多种矿物,也会产生新的沉淀堵塞地层。比如有可能产生Si(OH)4和AI(OH)3沉淀。
(3)酸化作业施工中,为防止设备管柱等被酸液腐蚀,在酸液中加人一定量的缓蚀剂,其大多为极性或离子化合物,对地层渗透率造成损害。
(4)在酸化过程中,部分基岩酸蚀后存在两个问题,一是固相表面的润湿性发生变化(润湿反转);二是原油、残酸和地层微粒之间形成了大量的乳状液,由此导致相渗透率下降,残酸难以返排干净,酸化效果降低。
(5)有些砂岩油层,储层中某些矿物和一些未被胶结好的碎屑微粒,因酸化时压力高,使岩屑微粒发生运移,堵塞喉孔造成渗透率下降,即速敏效应。
3 改进措施
为设计和选取优化酸化方案提供最直接的依照,同时需要特别注意砂岩酸化遇到的难题。现提出几点可行性建议。
(1)对酸化层位足够厚,并且具有较强挖潜能力的油井,可以适用小规模的压裂措施,但砂岩地层不适宜于压裂酸化。
(2)酸化中需要使用缓蚀剂、破乳剂等表面活性剂,往往会吸附在地层中的砂粒或粘土表面,特别是阳离子活性剂吸附严重。在酸液添加剂中考虑添加适量的互溶剂。
(3)HAc可应用于砂岩酸化作业中[3]。HAc不仅是一种有机弱酸,更是一种多功能酸化添加剂,可作为缓蚀剂、抗酸渣剂、缓冲液等。针对含有较多水敏性粘土的地层,聚合醇可以降低酸液中水的浓度,减轻水敏作用[4]。
(4)在主体酸前设计碱剂段塞,利用碱剂解除钻井液等对油层的污染;与地层粘土矿物、以前酸化产生的硅胶等发生反应,产生表面活性剂。
(5)针对部分高泥质水井酸化有效期较短的问题,开展连续的防膨措施,定期加入防膨剂或粘土稳定剂,抑制注水带来的粘土运移和膨胀问题,实现中低渗地层长期地、有效地注水。
4 结论
酸化是一个系统的过程,从配液、试压到施工,每个环节都需要在安全的前提下保证质量。首先,接好地面施工管线,高压管汇清水试压至设计压力,不刺不漏为合格;施工车辆及药罐必须准备齐全,以保证施工的连续进行,药罐要求彻底清洗干净,保证无油、泥等杂质;施工用液必须用清水配制;施工过程严格按操作规程,防止环境污染和人员伤害等事故的发生。施工过程严格按照酸化工艺设计要求进行。
酸化措施对于南部油田产量的稳产上产意义重大,我们只有不断完善设计方案、施工工艺,才能使酸化效果得到更充分地发挥,有效恢复并提高孔隙和裂缝的流动能力,从而达到油气井增产或注水井增注的目的。
参考文献
[1]杨永华,胡丹,林立世.砂岩酸化非常规土酸酸液综述[J].海洋石油,2006,9:61-65.
[2]付亚荣,张志友,徐定光.砂岩油田部分油水井酸化失效的原因及防治[J].大庆石油地质与开发,1998,12:36-38.
[3]蒋建方,杨玉凤.乙酸在砂岩酸化中的作用[J].钻井液与完井液,2007,2:70-73.
[4]陈钢,魏建军,王树军,等.砂岩油藏注水井深部酸化技术[J].石油钻采工艺,2007,6:45-48.