化學(xué)增效熱洗井技術(shù)在渤海SZ36-1油田的研究與應(yīng)用

高永華，白健華，司念亭，任大明，宿 輝，吳子南

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452；2.中國海洋石油渤海公司環(huán)保技術(shù)服務(wù)分公司，天津 300452；3.中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300452）

化學(xué)增效熱洗井技術(shù)在渤海SZ36-1油田的研究與應(yīng)用

高永華1，白健華1，司念亭1，任大明1，宿 輝2，吳子南3

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452；2.中國海洋石油渤海公司環(huán)保技術(shù)服務(wù)分公司，天津 300452；3.中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300452）

渤海SZ36-1油田原油屬重質(zhì)稠油，具有密度高、黏度大、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)的熱洗井中單獨(dú)采用大量地?zé)崴L時間清洗井筒的工藝，往往會造成資源浪費(fèi)、污染地層。為此推出了一套化學(xué)增效熱洗井技術(shù)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室研究及在海上平臺現(xiàn)場的大量應(yīng)用，取得了良好的效果，達(dá)到了縮短作業(yè)時間和油井恢復(fù)周期并且增產(chǎn)的目的。這也為其它稠油油田的洗井、清蠟作業(yè)提供了借鑒。

井筒熱洗；稠油油井洗井；油井清蠟；地層傷害

渤海SZ36-1油田原油具有密度高、黏度大、膠質(zhì)/瀝青質(zhì)含量高的特點(diǎn)，屬重質(zhì)稠油。在井下作業(yè)中，傳統(tǒng)的洗井工藝往往是在洗井之前向井筒環(huán)空反替入6～8 m3柴油關(guān)井浸泡，再用大量的地?zé)崴囱h(huán)清洗井筒直至井筒干凈。長時間的洗井，不僅花費(fèi)大量時間，而且還造成地?zé)崴罅柯┦е恋貙?，造成近井地帶冷傷害、水傷害、液相滯留效?yīng)以及乳化堵塞、原油高含水、出砂、黏土膨脹等問題，直接影響油井后期產(chǎn)量的恢復(fù)[1]。

針對此種現(xiàn)象，我們研制出滿足海上油田場地緊張、對設(shè)備防爆等級要求高的化學(xué)增效熱洗工藝配套加熱設(shè)備，采用化學(xué)增效熱洗井技術(shù)，依靠“熱+清洗及阻垢劑”，破除稠油乳化狀態(tài)，改變稠油的流動性，用清洗劑達(dá)到降黏助排、阻垢劑達(dá)到溶解無機(jī)垢的功能，從而實(shí)現(xiàn)有效的稠油油井熱洗，解除近井地帶冷傷害、水鎖等污染，提高了地層滲透率[2]。這樣相對常規(guī)洗井，不僅減少了作業(yè)時間，降低了洗井使用柴油的大量消耗，也縮短單井油氣產(chǎn)量恢復(fù)周期，實(shí)現(xiàn)了油井增油的效果。

1 化學(xué)增效熱洗井技術(shù)室內(nèi)研究

室內(nèi)基礎(chǔ)研究主要包括原油黏溫曲線的測定、高效清洗藥劑的選定、清洗劑配伍性研究和防水傷害研究。

1.1 試驗(yàn)方法

1.1.1 原油黏溫曲線的測定

原油黏度的測量：取經(jīng)油水分離后的原油9 mL，放入小樣適配器中，利用恒溫水浴鍋進(jìn)行恒溫，首先，測量原油在30、40、50、60、70、80、90 ℃溫度下相應(yīng)的黏度數(shù)據(jù)，然后，自90 ℃降溫測量，每隔10 ℃測量一檔，記錄黏度數(shù)據(jù)。

含水原油黏度的測量：首先，配置含水10%的油水混合物并充分?jǐn)嚢琛Ｈ』旌嫌蜆? mL放入小樣適配器中，利用恒溫水浴鍋進(jìn)行恒溫，測量原油在30、40、50、60、70、80、90 ℃溫度下相應(yīng)的黏度數(shù)據(jù)。以上述同樣步驟再分別測量油樣含水20%、30%、40%、50%、60%、70%的黏度值。

1.1.2 熱洗井用助劑的性能評定

將N80掛片浸入稠油中，浸泡16 h，然后取出備用，用清洗劑配制成1%的地?zé)崴芤海鳛橄淳们逑匆?，?00 mL的該清洗液倒入燒杯中，并把含油掛片浸泡在其中；然后把燒杯放入60 ℃恒溫水浴中，并用攪拌器攪拌4 h（轉(zhuǎn)速60 r/min），觀察清洗效果。

通過對熱洗用清洗劑表面張力、界面張力及降黏能力的實(shí)驗(yàn)室測定，我們認(rèn)為7#、8#、9#清洗劑具有較好的性能。為進(jìn)一步確定清洗劑的清洗性能及配伍性，對清洗劑進(jìn)行了清洗性能評價試驗(yàn)。

1.1.3 清洗劑配伍性評價

先將恒溫水浴鍋升溫至60 ℃，配置2%的清洗劑水溶液100 mL備用，取SZ36-1綜合油樣200 mL放至燒杯中，再加入100 mL平臺的水，用攪拌棒攪拌至油水充分混合。取2份50 mL油水混合樣放至脫水瓶中，其中一份油水混合樣加入1 mL的清洗劑水溶液，用手搖脫水瓶200次將水溶液與油充分混合，再將兩份混合樣放置在60 ℃恒溫水浴鍋中恒溫脫水2 h，記錄脫水瓶中脫水時間與脫水量。

1.1.4 防水傷害室內(nèi)研究

通過對SZ36-1油田各平臺油井儲層水與水源井水樣進(jìn)行水質(zhì)分析及配伍性研究，發(fā)現(xiàn)儲層水型和水源井水型存在不配伍的問題：儲層水質(zhì)屬碳酸氫鈉型，而水源井水質(zhì)屬于氯化鈣型，若用水源井的水作為洗井液進(jìn)行洗壓井作業(yè)，會導(dǎo)致地層結(jié)垢，污染近井地帶。將水源井的水分別與油井地層水按照體積比為1∶1混合，并在60 ℃下放置24 h，以鉻黑T為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液地帶可以檢測放置前后的總硬度（鈣、鎂離子含量），并依據(jù)鈣、鎂離子損失量計(jì)算結(jié)垢率。在另外一個樣品中加入了高溫阻垢劑并計(jì)算結(jié)垢率。

鈣、鎂離子損失量=總硬度放置前－總硬度放置后

（1）

結(jié)垢率=（總硬度放置前－總硬度放置后）/總硬度放置前×100 （2）

1.2 結(jié)果與分析

1.2.1 黏溫曲線測定結(jié)果

從圖1可以看出，原油及油水混合物的黏度隨著溫度的升高而降低，當(dāng)溫度達(dá)到80 ℃時，原油及油水混合物的黏度接近于0，說明將原油（或油水混合物）加熱至80 ℃，能夠達(dá)到良好的降黏效果。

1.2.2 高效清洗劑評定

從表1和圖2可以看出，未使用清洗劑清洗的掛片表面存在大量油污；而使用7#、8#、9#清洗劑清洗的掛片，表面清潔干凈無油污，清洗效果良好。

1.2.3 清洗劑配伍性研究

通過與SZ36-1油田綜合油樣進(jìn)行配伍性實(shí)驗(yàn)（表2），與空白原樣相比，加入清洗劑后，樣品的脫水速度加快和脫水量有一定的增加，因此清洗劑與綏中36-1原油的配伍性好，其中8#清洗劑與SZ36-1油田綜合油樣的配伍性最好。

1.2.4 防水傷害研究

結(jié)垢率越高說明地層水與水源井水的配伍性越差，引起的水傷害越嚴(yán)重，導(dǎo)致近井地帶無機(jī)垢堵塞也就越嚴(yán)重。從表3可以看出，結(jié)垢率均在10%以上，CXX4井的地層水與CW井（水源井）地?zé)崴旌辖Y(jié)垢率高達(dá)25%，因此SZ36-1油田地層水與所用水源井的地?zé)崴慌湮椋谙淳^程，地?zé)崴┦е恋貙雍螅菀自斐伤畟?，引起近井區(qū)帶無機(jī)垢堵塞，不能作為洗井也進(jìn)行壓井作業(yè)。

圖1 SZ36-1CXX井原油及油水混合物黏溫曲線圖

表1 清洗掛片效果對比

圖2 不用清洗劑及用7#、8#、9#清洗劑清洗掛片效果

表2 清洗劑脫水實(shí)驗(yàn)記錄

表3 SZ36-1C平臺油井與CW井（水源井）水樣混合結(jié)垢實(shí)驗(yàn)記錄

后經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)SZ36-1油田地層水與所用水源井的地?zé)崴慌湮?，在常?guī)洗井過程，地?zé)崴┦е恋貙雍?，地?zé)崴Y(jié)垢率均在10%以上，容易造成近井區(qū)帶無機(jī)垢堵塞。

實(shí)驗(yàn)中，針對SZ36-1C平臺，我們將該平臺油井地層水分別與CW井（水源井）的水按照體積比為1∶1混合，并加入0.5%高溫阻垢劑，并在60 ℃下放置24 h，并計(jì)算結(jié)垢率。結(jié)果見表4，通過加入高溫阻垢劑，阻垢率均達(dá)到了100%。

表4 SZ36-1C平臺油井與CW井（水源井）水樣加阻垢劑結(jié)垢實(shí)驗(yàn)記錄

我們繼續(xù)通過對SZ36-1其他平臺油井地層水分別與水源井的水按照1∶1體積比混合進(jìn)行大量的阻垢實(shí)驗(yàn)，篩選出了適合于井筒熱洗的高溫阻垢劑，該阻垢劑具有良好的阻垢性能，保證地?zé)崴诟邷叵虏唤Y(jié)垢，阻垢率100%；而且該阻垢劑還具有一定溶垢能力，可以有效清除近井區(qū)的無機(jī)垢，能滿足井筒熱洗時防止地層污染的需要。

2 化學(xué)增效熱洗井技術(shù)在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用

2.1 清洗井筒效果評價

2.1.1 SZ36-1CXX井熱洗井實(shí)例

作業(yè)目的：井筒熱洗洗井；

施工參數(shù)：平臺要求排量10 m3/h，共計(jì)90 m3；作業(yè)時間9 h；洗井液溫度80 ℃；

生產(chǎn)參數(shù)：檢泵前后電潛泵排量不變，油嘴由11.1 mm調(diào)至15.9 mm，油壓由1.1 MPa上升至2.1 MPa逐步穩(wěn)定在1.8 MPa與檢泵前相同；

恢復(fù)效果：恢復(fù)周期6 d，恢復(fù)以后統(tǒng)計(jì)60 d的產(chǎn)量，平均日增油39 m3，見圖3。

圖3 SZ36-1CXX井修井前后產(chǎn)液量變化

圖4 SZ36-1某口井用熱水洗井效果

圖5 SZ36-1CXX井熱洗效果

2.1.2 熱洗井效果分析

（1）從圖4、圖5可以看出，采用了化學(xué)增效熱洗工藝的管柱洗凈效果明顯，干凈無油污。并且對井下設(shè)備及油管的清洗、解堵效果也是非常明顯。

（2）根據(jù)圖6中作業(yè)時長來看，增效熱洗作業(yè)時間平均每口井10 h，與常規(guī)洗井48 h相比較，能夠節(jié)省大量洗井時間；

（3）根據(jù)圖6中柴油消耗量圖表來看，增效熱洗每口井平均柴油用量1 m3，與較常規(guī)柴油洗井平均消耗8 m3相比，可減少大量的柴油消耗，起到了節(jié)能減排的效果。

2.2 增效熱洗疏導(dǎo)地層效果評價

2.2.1 SZ36-1GXX井疏導(dǎo)地層實(shí)例

作業(yè)目的：以往采用傳統(tǒng)洗井方法地層漏失2 000 m3的地?zé)崴?，后采用化學(xué)增效熱洗工藝對地層施加作用。

2.2.2 化學(xué)增效熱洗對疏導(dǎo)地層的效果分析

通過采用化學(xué)增效熱洗工藝，實(shí)現(xiàn)對地層熱洗疏導(dǎo)作用，解除了近井區(qū)帶冷傷害、水鎖等污染，破除稠油乳化狀態(tài)，提高原油的流動能力；通過添加化學(xué)藥劑，不僅能夠降黏助排，也能防止高溫洗井時在近井地帶結(jié)垢，同時還能對已形成的無機(jī)垢具有溶垢作用；從而提高地層滲透率，有效縮短了油井產(chǎn)量恢復(fù)周期，大大增加了油井日產(chǎn)油量。

圖7中，通過熱洗過程中測量的井底溫度曲線可以看出，近井地帶溫度隨著熱洗時間的增加不斷升高，從而持續(xù)的降低了原油黏度，增加了原油流動性，解除了近井地帶對原油的冷傷害，為修井后增油提供了可靠保證。

圖8中，2011年11月19日至2011年12月9日為GXX井修井時間段，通過對比修井前后日產(chǎn)油數(shù)據(jù)曲線可以看出，修井時采用了化學(xué)增效熱洗工藝，修井后日產(chǎn)原油增量35 m3，效果非常明顯。圖9展示了GXX井和CXX井的日增油效果。

圖6 增效油井熱洗與常規(guī)洗井作業(yè)時長及柴油消耗量對比

圖7 地層改善效果

圖8 SZ36-1GXX井地層經(jīng)化學(xué)增效熱洗后的效果

圖9 SZ36-1GXX、CXX井產(chǎn)量恢復(fù)及增油統(tǒng)計(jì)

3 結(jié) 論

（1）通過對SZ36-1油田不同原油黏溫曲線分析，發(fā)現(xiàn)原油黏度受溫度影響較大，當(dāng)原油溫度降低至40 ℃時，原油黏度增加6～7倍，形成“冷傷害”；原油溫度每提升10 ℃，原油黏度降低50%，利用“熱”可以消除冷傷害，且當(dāng)原油溫度升高到80 ℃時黏度接近于0；該油田原油乳化傾向嚴(yán)重，原油在70%的含水狀態(tài)下均能夠形成穩(wěn)定的乳化狀態(tài)，原油乳化同樣可以造成原油黏度的升高，但是可以通過提高原油溫度的方式消除原油乳化造成的影響。

（2）利用滴定方法完成地層水、地?zé)崴|(zhì)分析，進(jìn)行防水傷害研究發(fā)現(xiàn)SZ36-1油田地層水與所用水源井的地?zé)崴慌湮?，在洗井過程，地?zé)崴┦е恋貙雍?，地?zé)崴Y(jié)垢率均在10%以上，容易造成水傷害，引起近井區(qū)帶無機(jī)垢堵塞。

（3）開發(fā)出與熱洗工藝增效要求配套的清洗劑與阻垢劑。清洗劑具有清洗井筒、原油降黏、防水傷害、助排減阻、清蠟的功能，不僅可以有效清除油管壁的有機(jī)垢，而且可以消除地?zé)崴畬Φ貙釉斐傻睦鋫εc水傷害。阻垢劑不僅具有阻垢能力，保證熱水在高溫下不結(jié)垢，阻垢率100%，而且還具有一定溶垢能力，可以有效清除近井區(qū)帶的無機(jī)垢。

綜上，該化學(xué)增效熱洗技術(shù)可以用于代替常規(guī)洗井作業(yè)，如稠油井用柴油清洗油管以及油管的解堵作業(yè)，能夠有效地減少資源浪費(fèi)，防止地層傷害，增加油井產(chǎn)量，縮短油井恢復(fù)周期。該工藝在海上其他油田以至于陸地各大油田的熱洗井應(yīng)用中將會具有更加廣闊的前景。

[1] 丘宗杰．海上采油工藝新技術(shù)與實(shí)踐[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2009．

[2] 包鐘，刁燕．稠油油井熱洗存在問題分析及對策[J]．內(nèi)江科技，2011（6）：139+29．

珠海LNG成功接卸首船液化天然氣

10月25日，珠海高欄港，零下162攝氏度的LNG（液化天然氣）緩緩從運(yùn)輸船“嘉塔娜”號上流入儲罐，中海油第五座LNG接收站——珠海LNG成功接卸首船液化天然氣。至此，中國海油已建成LNG站接收能力達(dá)到2 130×104t/y，其中珠三角地區(qū)為1 030×104t/y。

珠海LNG項(xiàng)目由中海油和廣東省粵電集團(tuán)、廣發(fā)展等共同出資，于2010年10月開工建設(shè)。項(xiàng)目位于珠海市高欄島平排山，分兩期進(jìn)行。一期工程總投資113億元人民幣，設(shè)計(jì)規(guī)模為350×104t/y，包括3座16× 104m3全容式LNG儲罐，1座8×104～27×104m3的LNG運(yùn)輸船接卸碼頭，可靠泊世界上最大的Qmax型LNG運(yùn)輸船。項(xiàng)目二期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為700×104t/y。

珠海LNG建成后，將為珠江西岸的廣州、佛山、中山、珠海、江門五城市供氣，主要用戶為城市居民用氣、工業(yè)、商業(yè)用氣及燃?xì)怆姀S。此外，珠海LNG與已投產(chǎn)的廣東大鵬LNG項(xiàng)目以及在建的深圳LNG項(xiàng)目一期，在珠江三角洲形成天然氣供應(yīng)互補(bǔ)的局面，極大地提高廣東省清潔能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。

廣東省是國內(nèi)天然氣消費(fèi)量排名第二的地區(qū)，2012年廣東全省天然氣消費(fèi)量為106×108m3，其中中國海油供應(yīng)88×108m3，占82%。

摘編自《中國海洋石油報(bào)》2013年10月16日

Study and Application of Chemical Synergy Thermal Well-Washing Technology to SZ36-1 Oilfeld in Bohai Sea

GAO Yonghua1, BAI Jianhua1, SI Nianting1, REN Daming1, SU Hui2, WU Zinan3

（1. Tianjin Branch, CNOOC Ltd., Tianjin 300452, China; 2. CNOOC Bohai Environmental Technology Co., Tianjin 300452, China; 3. China Oilfeld Services Limited, Tianjin 300452, China）

Bohai SZ36-1 oilfeld is viscous oilfeld, with high density, high viscosity, high content of colloid and asphaltene. With traditional thermal well washing technology individually, a large number of geothermal water should be used for a long time to clean the wellbore, resulting in waste of resources and pollution of formation. Therefore, the chemical synergy thermal well-washing technology is put forward. Through laboratory research and numerous applications on offshore platforms, good results have been achieved, reducing the operation time and oil recovery cycle, and increasing oil production. This method can also be used for well fushing and paraffn removal in other viscous oilfeld.

thermal well-washing; well fushing of viscous oil; paraffn removal for oil well; formation damage

TE357.4

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2013.04.046

1008-2336（2013）04-0046-06

2013-04-25；改回日期：2013-08-23

高永華，男，1977年生，工程師，工學(xué)學(xué)士，主要研究方向：油氣井井下作業(yè)、工藝措施及機(jī)采井管理等。E-mail：gaoyh5@cnooc.com.cn。