段杏宽
(河北联合大学矿业工程学院,河北唐山063009)
在全球经济的强劲带动下,石油消费的增长已成为普遍现象。与快速增长的需求相比,世界石油资源的储备量越来越少。目前,在我国,以高尚堡油田为代表的一批注水开发油田已进入开发的中后期,迫切需要新的研究方法、手段和技术,对老油田进一步挖潜。油井的低产低效一方面造成大量资产闲置,使油田注采对应状况变差,储量动用不均衡,直接影响油田的生产和采收率的提高;另一方面,随着油田注采关系的调整,原油价格的持续增长,部分低产低效井已具备再利用条件。因此有必要分析低产低效井的成因,找出有效的治理对策,实现对资源的有效利用。
1)储层平面非均质性[1]。单油层渗透率的差异及平面砂体形状复杂造成的砂体平面非均质性,使得注水开发中水驱阻力不均衡,容易造成砂体储层物性较好的区域的油井水淹,而物性较差的区域的油井水驱效果不明显,形成低产低效井。
2)储层剖面非均质性。地层剖面非均质性既包括层间储层物性的差异,又包括单油层内储层物性的差异。层间渗透率的差异是导致分层开采不平衡的主要原因。沉积韵律是指颗粒从大到小,比重从大到小的顺序先后分层沉积而成岩层的规律,在地层剖面上,按从老到新的顺序,岩层依粒度从粗到细(正韵律)或由细变粗(反韵律)。沉积韵律是造成层内渗透率不一致的主要原因。在注水开发中,由于正韵律油层底部砂岩颗粒大,渗透率高,注入水首先延底部突进容易造成水淹,而上部渗透率低,注入水波及体积小,导致储量动用不均衡;对于反韵律层,注入水首先沿着上部高渗层向前推进,在重力的作用下,注入水进入底部低渗透层,使得注入水在纵向上均匀推进,储量动用程度比较高[3]。
1)低压低产 一是油层条件好,先期产量高,由于注采井网不完善,造成有采无注,地层能量亏空;二是由于粘土矿物水化膨胀、微粒运移、各种无机和有机垢、生物垢和外来颗粒堵塞油层,导致油层污染,油井低产。
2)井下技术问题 通过对陆上油田油水井井下技术状况调查,发现井下技术状况存在的问题有套管变形、层间窜槽、井下落物,其中套管变形成为油水井井下技术状况的主要问题。注水井套变的主要原因注水压力激动和固井质量的影响,其次为套管刚级和地层构造运动的影响。采油井浅部套变的主要原因是油层出砂严重、油井作业频繁等。注水井套变后,为了防止注水井进一步套变,将本井或邻井同层位停注,势必会造成周围油井供液不足;油井浅层套变后,须上提泵挂;低产井套变后由于无法采取措施,同样会影响到油井产液[2]。
表1 高尚堡油田主力区块油井井下技术问题汇总表
表2 高尚堡油田主力区块水井井下技术问题汇总表
1)高含水是油井低产低效的主要原因。由于采液速度快、采液强度过高导致的油井高含水问题,要根据已有的高浅北区油井采液强度与动液面、出砂情况和增油量的统计分析,合理调整高浅北区各小层的采液强度。高浅北Ng8小层水平井采液强度应控制在1.0 m3/d/m以内,Ng12小层水平井采液强度应控制在2.0 m3/d/m以内(如图1)。对于边水推进、底水锥进、注入水突进等造成的油井高含水问题,层间有潜力的,要制定合理的找水、卡封出水层的技术;因多层合采部分层采油不彻底的,制定重射、回采等措施;结合钻井、录井、地层对比等资料,有潜力但不确定的,进行剩余油饱和度监测,深挖低阻层、差油层、薄油层潜力;针对水平井含水异常上升的井,开展二氧化碳吞吐试验。
图1 高浅北区不同小层水平井增油量、出砂井次与采液强度关系图
2)对于连通性好、物性差的储层采取压裂改造措施
水力压裂是将具有一定粘度的液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,当井底的压力超过井壁附近的压力及岩石的抗张强度以后,地层就会裂开产生裂缝,或使原有的微小裂缝扩张,形成较大的裂缝。水力压裂可以改善低渗透地层,使液体在地层中的流动由径向流转为单向流,减小水流或油流阻力。还可以解堵。如高深南区G17-19井,位于高17-15断块中部(图2),油层主要分布于Ⅱ、Ⅲ油组,周围有水井2口(Gx17-2、G17-14),平均井距150 m。该井自2008.06月投产Ⅲ油组48-59#层,初期日产液13.7 t,日产油13.0 t,含水9.4%,动液面1063 m;2009.05月补开Ⅱ油组30-39#层,静压38.06 MP,系数1.01,初期日产液11.0 t,日产油10.6 t,含水3.5%,动液面1556 m。对应水井2口,对应关系较好(图3),至2009年10月未见到注水效果,供液不足,后测液面恢复5天液面由1479上升到180 m。由动、静态资料分析知地层为高压低渗储层,故采取压裂改造增产措施。
2010年10月对G17-19井实施压裂引效,措施后日产液20.8 t,油11.69 t,含水43.8%,动液面890 m,取得了较好的增产效果。
图2 高深南区G17-19井组井位图
图3 G17-19井组地层对比图
3)对储层污染的油井,采取酸化、压裂的解堵增产办法。对于其酸化解堵措施主要有:泡沫酸化解堵技术,实现均匀布酸,快速返排;声波震荡解堵技术,与化学解堵配合,对水平井因颗粒运移堵塞具有较好效果。水井增注技术主要是硝酸粉末增注技术的;油层保护方面主要采用微泡修井液和防解水锁技术。
4)注水开发区块地层能量不足区域,采取注采井网调整或层系完善措施,及时补充地层能量。
5)对于出砂严重,颗粒运移堵塞严重且油气比高的油井,采用挤压充填防砂技术,具有地层导流能力影响小,防砂强度大的优点。其原理是将陶粒砂挤入地层形成高渗带,并在防砂管外形成人工井壁,形成两级挡砂屏障,同时缓解了高速流体(液体、气体)对射孔炮眼、防砂管的冲蚀作用。对于出砂不严重、地层砂粒径中值在80 um以上的油层,采用挂滤防砂技术。对于新层和采液强度低的油井,为了起到稳定地层骨架的作用,采用固砂剂防砂技术,通过化学剂把疏松砂岩地层的砂砾胶结起来,以达到防砂的目的。
6)对于井下技术问题待大修的油井,由表1和表2知,套管损坏及变形是井下技术问题的主要原因,还有井下落物、层间串槽等。对于开发潜力比较大的油井,采取打捞、取换套和套管补贴等大修技术进行治理。G308-4井因套管破损出砾石,最大直径50mm,采用了膨胀管补贴技术,补贴原施工用补贴管26.1m,补贴段1736~1762.1 m。补贴取得了成功。目前该井日产液3 m3,日产油0.5 t。
1)储层物性差,导致油井高含水或者低产,是高尚堡油田低产低效井形成的主要原因。此外,还有注采井网不完善、储层污染及井下技术问题待大修等。
2)考虑到低产低效井成因的多样性,采取“整体部署,分类研究,分批治理”方法[2],应用现有工艺技术对低产低效井进行综合治理。
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