層內CO2產(chǎn)氣深部解堵技術研究與應用

謝軍德 (河南油田分公司石油工程技術研究院,河南南陽473132)

鄭延成 (長江大學化學與環(huán)境工程學院,湖北荊州434023)

李 影,查 旋 (河南油田分公司石油工程技術研究院,河南南陽473132)

賈躍立,杜玉川

1 河南油田多輪次井污染因素分析

河南油田東部老區(qū)由于注入水機械雜質含量高、水質差、地層物性差,地層注水效果差。為提高增注效果,酸化已成為增注首選措施;但存在酸化有效期較短,造成近年來重復酸化井數(shù)比例高,隨著重復酸化輪次增加,重復酸化增注效果逐漸變差。分注合格率逐漸降低,說明酸化效果逐漸變差。圖1所示為T440井在1999年到2004年每年進行1次的酸化效果,隨著酸化次數(shù)增加,用酸量越來越大,但增注量越來越小,有效期越來越短,酸化效果逐漸變差。

究其原因,主要存在以下問題:①雙河油田注入水水質較差是造成地層污染及重復酸化后地層污染堵塞的主要因素。注入水中過量過量體積的懸浮物對儲層造成了機械堵塞,直接堵塞注水井滲濾端面,或是隨注入水潛入儲層,在其孔喉中形成堵塞。②重復酸化能夠解除一次酸化后注污水對巖心造成的傷害,但同時會對巖心造成一定的二次傷害,有一部分會形成永久性的傷害,常規(guī)酸化技術很難消除這部分污染。③多次酸化造成近井地帶巖石骨架破壞嚴重,使射孔層段井筒變大,膠結物、基質或粘土礦物、長石等溶解后,大量砂粒脫落,部分砂粒隨注入液進入儲層深部孔隙造成深部堵塞,導致滲透能力降低。

針對多輪次井增注效果逐漸變差的問題,在分析多輪次酸化井污染因素的基礎上,開展了自生CO2深部解堵技術研究。

圖1 T440井多次酸化情況對比

2 自生CO2解堵增注技術機理

自生CO2解堵增注技術就是通過向地層注入生氣劑溶液段塞,在地層條件下相互融合產(chǎn)生大量的高溫高壓CO2氣體[1]。CO2-H2O的混合物呈弱酸性,可與地層基質及無機垢等相應地發(fā)生反應,提高地層滲透率,并在一定程度上解除無機垢堵塞,疏通油流通道。此外,由于生氣劑在地層深部反應放出大量高溫高壓CO2氣體,當放噴排液時,具有助排增能作用[2];另外,CO2氣體與表面活性劑復合作用生成泡沫,可以把地層深部的堵塞物攜帶出地層。

3 自生CO2長巖心解堵增注模擬試驗評價

為了模擬多輪次井酸化情況,采用了酸化后解堵增注長巖心流動試驗。由長巖心流動試驗 (圖2)可知,污水注入后巖心滲透率分別下降63%、23%;酸作用后,與污水相比,第1、2段的滲透率分別是污水的5.18倍、0.18倍。注入生氣劑 AB段塞,第1段巖心滲透率比酸化后的滲透率值還要大,而且隨著注入段塞的增多,解堵效果逐漸增加,滲透率是酸化滲透率的1.2倍,是原始滲透率的2.36倍。通過注入CO2生氣劑 (AB劑),第2段巖心完全恢復到未污染的水平?？値r心滲透率恢復率為175.7%,說明自生CO2解堵技術起到了較好的解除深部污染堵塞的作用。

圖2 酸化后生氣劑段塞對滲透率的影響

4 現(xiàn)場應用效果

采用自生CO2深部解堵增注技術,先后在河南油田江河、魏崗等欠注井區(qū)實施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,平均降低注水壓力 3.64MPa,累計增注61179m3,平均有效期322d,取得了較好增注效果。

如T11-14井是雙河油田ⅧⅨ油組的1口注水井,射孔層位為Ⅸ1.4.5小層,砂厚11.6m。全井配注45m3/d,分Ⅸ1.4/Ⅸ5二段注水,配注分別為25/20m3/d。目前在泵壓21.2MPa,油壓20.6MPa的條件下,全井不吸水。

該井從1996年至今,Ⅸ1.4/Ⅸ5層已經(jīng)歷過5次酸化,酸化效果逐漸變差,2007年5月酸化,酸化后在油壓20.6MPa下,實注25/22m3/d,達到了配注要求,但注水量下降快,有效期較短。分析認為該井欠注主要是物性差、水質差等原因所致,而酸化效果較差的原因主要由于重復酸化次數(shù)較多且使用多套配方,導致污染因素復雜,并且多次酸化后,部分污染物被推入地層深部,使地層污染深度加大。

2008年3月10日對增注層進行了自生CO2深部解堵增注后,由注水曲線 (圖3)可以看出,與以往酸化施工后注水情況對比,注水壓力大幅下降,施工后在注水油壓9.8MPa下,實注27/23m3/d,注水量達到了配注,見到了好的降壓增注效果,有效期已超過9個月,說明較好地解除了地層深部污染。

5 結論與認識

1)層內自生CO2深部解堵增注技術集酸化解堵、熱解堵、表面活性劑、CO2氣體作用等多種功效于一身,能夠解除各種油層污染堵塞,而且具有很好的穿透作用。通過長巖心解堵模擬試驗,巖心滲透率恢復率為175.7%,說明起到了較好的解除深部污染堵塞的作用。

2)針對多次酸化井污染物復雜、污染深度大等問題,采取自生二氧化碳深部解堵技術現(xiàn)場試驗9口井,措施平均日增注34.22m3,平均降低注水壓力3.64MPa,累計增注61179m3,取得了較好增注效果。該技術的成功應用,為提高重復酸化井的增注效果提供了新的技術手段。

圖3 T11-14井注水曲線

[1]陳冠良,劉恒錄.層內自生弱酸降壓增注技術在文南油田的應用[J].內蒙古石油化工,2006,16(5):158～159.

[2]呂蓬勃,朱明立.CO2助排技術在低壓低滲油層酸化中的應用 [J].油氣井測試,2001,10(6):56～59.