準(zhǔn)噶爾盆地超深低滲透儲(chǔ)層改造技術(shù)研究——以莊106井酸洗增產(chǎn)效果分析為例

王學(xué)忠

(中國(guó)石化勝利油田分公司新春采油廠，山東東營(yíng) 257000)

準(zhǔn)噶爾盆地超深低滲透儲(chǔ)層改造技術(shù)研究
——以莊106井酸洗增產(chǎn)效果分析為例

王學(xué)忠

(中國(guó)石化勝利油田分公司新春采油廠，山東東營(yíng) 257000)

摘要：針對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地超深低滲透油藏儲(chǔ)量規(guī)模落實(shí)但單井產(chǎn)量較低的難題，研究了低油價(jià)常態(tài)下的開(kāi)發(fā)對(duì)策。近年來(lái)壓裂、酸化等儲(chǔ)層改造措施總體效果較差，但莊106井超深低滲透油水同層酸洗后產(chǎn)液能力提高17倍，已增油1421t，表明低投入的實(shí)用開(kāi)采技術(shù)可以獲得較好的增產(chǎn)效果。目前國(guó)外超深層油氣開(kāi)發(fā)技術(shù)投資費(fèi)用偏高，應(yīng)著力拓展稀油。針對(duì)新春采油廠超深井單井產(chǎn)能低、大型儲(chǔ)層改造由于費(fèi)用高而難以規(guī)模應(yīng)用的難題，注水吞吐等經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)思路值得深入探討和實(shí)踐。準(zhǔn)噶爾盆地中部深層儲(chǔ)層滲透性差且裂縫不發(fā)育，吸水差。在保證注水水質(zhì)前提下，不必高壓注水，可以考慮溫和注水。

關(guān)鍵詞：超深；低滲透；儲(chǔ)層改造；莊106井；酸洗；注水吞吐；準(zhǔn)噶爾盆地

Stimulation Technology for Ultra-deep Low-permeability Reservoir

in Junggar Basin

——A Case Study of Pickling Stimulation

Effect Analysis of Well Zhuang 106

Wang Xuezhong

(XinchunOilProductionPlant,ShengliOilfieldCompany,Sinopec,Dongying,Shandong257000,China)

Abstract:In the light of ultra-deep low-permeability reservoir reserves scale implementation but lower single-well production of the horizontal well in Junggar Basin, we discussed the development strategy under normal conditions of low oil prices. General stimulation technology of fracturing and acidification was poor in effect, but liquid production capability after pickling of oil-water layer of Well Zhuang 106 ultra-deep low-permeability reservoir rose by 17 times, and oil production was increased by 1421t. It indicated that low-cost recovery technology could obtain better stimulation effect. At present, we should focus on thin oil development due to the higher investment of foreign ultra-deep oil and gas recovery technology. In view of low single-well productivity and difficulties in wide application of large-scale stimulation for high cost, cyclic water injection and other economic development thoughts are worth of further study and practice. Deep reservoirs in central Junggar Basin are characterized by poor permeability, no development of fractures and poor water absorption. On the premise of ensuring injection water quality, we do not have to inject with high pressure and can take moderate water injection into consideration.

Key words:ultra-deep; low permeability; stimulation technology; Well Zhuang 106; pickling; cyclic water injection; Junggar Basin

新春采油廠承擔(dān)勝利油田新疆探區(qū)滾動(dòng)勘探和原油生產(chǎn)任務(wù)，以230人的用工規(guī)模立足于油公司模式，2014年產(chǎn)油87×104t，比2013年增產(chǎn)22×104t。目前，新春采油廠97%的產(chǎn)量來(lái)自超稠油，稀油貢獻(xiàn)不足3%，但稀油售價(jià)是稠油的2倍以上，亟須增加稀油產(chǎn)量。新春采油廠已落實(shí)的稀油資源量分布于準(zhǔn)噶爾盆地中部永進(jìn)、征沙村等地區(qū)[1-2]，為優(yōu)質(zhì)稀油，油藏埋深為4000～6200m，油層厚度為5～20m，儲(chǔ)層孔隙度低、滲透率低，弱水敏，無(wú)邊底水，試采井油層厚度較薄，即使全部射開(kāi)，泄油面積仍然受限。采用天然能量彈性開(kāi)發(fā)，目前平均單井日產(chǎn)量只有2t，需要采取儲(chǔ)層改造措施。目前油價(jià)較低，大型施工費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)大，更宜采取低成本挖潛措施。其中，莊106井超深低滲透油水同層酸洗后產(chǎn)液能力提高17倍，已增油1421t，表明低投入的實(shí)用開(kāi)采技術(shù)也可以獲得較好的增產(chǎn)效果。

1 超深層油氣開(kāi)發(fā)核心技術(shù)

超深層油氣資源是重要的戰(zhàn)略接替資源，中國(guó)超深層(埋深超過(guò)4000m)石油資源量為304×108t、天然氣資源量為29×1012m3，先后發(fā)現(xiàn)了普光、克拉美麗、塔里木、塔河等大型油氣田[3-4]，部分深層油井生產(chǎn)情況見(jiàn)表1。任丘油田古潛山牛東1井注入壓裂液763m3、酸液618m3、加砂5m3，日產(chǎn)油642t[5]。目前國(guó)內(nèi)超深層油氣開(kāi)發(fā)的主要核心技術(shù)見(jiàn)表2[6-22]。

表1　中國(guó)部分深層油井統(tǒng)計(jì)表

表2　國(guó)內(nèi)超深層油氣開(kāi)發(fā)核心技術(shù)表

2 新春采油廠深層改造效果分析

截至2015年1月29日，新春采油廠有超深井17口，開(kāi)井15口，日產(chǎn)液94t，日產(chǎn)油35.5t，含水率為62%，累計(jì)產(chǎn)液19.5318×104t，累計(jì)產(chǎn)油11.5151×104t(表3)。新春采油廠針對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地深層稀油實(shí)施了5口壓裂措施井、6口新井，效果均不理想，因此現(xiàn)有老井的低投入挖潛更有意義。

表3　新春采油廠深層試采表

2.1 壓裂效果分析

征1-2井油層中深為4803m，有效厚度為15m，2010年9月23日注酸10m3進(jìn)行酸化，日產(chǎn)油0.5t，含水率為60%，到2011年10月，累計(jì)產(chǎn)油58t，累計(jì)產(chǎn)水271t。2011年10月22日實(shí)施大型壓裂，泵壓為31～108MPa，套壓為14～45MPa，排量為0.7～5.5m3/min，注入井筒總液量為503.4m3，頂替液為36.4m3，加30/50目陶粒78.9t。放噴階段排液量為372.2m3，產(chǎn)油3.8m3。到2014年11月累計(jì)產(chǎn)油913t，累計(jì)產(chǎn)液2842t。哈深斜1井井深4292～4295m，2013年11月壓裂施工，擠入壓裂液658m3，加砂59m3，壓裂后日產(chǎn)油15t，累計(jì)產(chǎn)油1174t。莊7井井深為4048～4054m，實(shí)施水力噴射加砂壓裂，施工油壓為88 MPa，套壓為56.5MPa，排量為2.6m3/min，加砂20m3，未見(jiàn)產(chǎn)。董8井在5353～5364m鉆遇油層5.7 m/1層，2014年11月1日壓裂施工，泵壓為77.6MPa，套壓為36.3MPa，入井液量為443m3，支撐劑為為25m3，加纖維252kg，日產(chǎn)液9.9t，日產(chǎn)油0.3t，累計(jì)產(chǎn)油4.2t。

上述實(shí)例可見(jiàn)，深層壓裂施工投資高、風(fēng)險(xiǎn)大，效果不理想，在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，難以在準(zhǔn)噶爾盆地超深層規(guī)模應(yīng)用。

2.2 酸化效果分析

永1井在淺灰色熒光細(xì)砂巖中見(jiàn)工業(yè)油流，儲(chǔ)層孔隙度為12.6%、滲透率為6.7mD，含油飽和度為43.4%，泥質(zhì)含量為17.8%，水敏指數(shù)為7.4%～32%，屬弱—中等偏弱水敏；酸敏指數(shù)為1.6%～9.0%，屬弱酸敏。酸化泵壓為88MPa，基本不吸液，封隔器失效，未能有效壓開(kāi)，施工未成功。永6井施工壓力為98MPa, 地層吸液差，17次震蕩僅擠入地層6m3酸液，施工不成功。

2.3 莊106井酸洗效果分析

2.3.1 莊106井油層特征

莊106井位于準(zhǔn)噶爾盆地中部莫西莊地區(qū)，屬于超深層、低滲透、稀油油藏。莊106井鉆遇侏羅系三工河組二段兩個(gè)薄油水同層(4307.4～4309.0m、4312.3～4317.4m) (表4)[23]。地面原油密度為0.848g/cm3，50℃脫氣原油黏度為6mPa·s，含蠟6%。

表4　準(zhǔn)噶爾盆地莊106井儲(chǔ)層測(cè)井解釋表

2.3.2 莊106井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征

莊106井于2004年10月3日投產(chǎn)，2011年7月抽油桿斷脫，泵及井下管柱落入井下，之后下入另一個(gè)泵，但供液較差，關(guān)井至2014年8月底，平均日產(chǎn)液2.7t，日產(chǎn)油2.1t(表5)。莊106井2004年10月至2011年7月18日，階段產(chǎn)油4347t，階段產(chǎn)水1194t，平均含水率為21%。

表5　莊106井生產(chǎn)簡(jiǎn)表

對(duì)莊106井能夠保持長(zhǎng)期低含水現(xiàn)象進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，新春采油廠埋深4300m以上的超深井有20口，普遍長(zhǎng)期低含水。如征1-1井油層埋深4791m，油層厚度為13m，2010年8月投產(chǎn)，初產(chǎn)22t，累計(jì)產(chǎn)油2.3×104t，目前日產(chǎn)油仍有8t，不含水。究其原因，成巖過(guò)程中礦物蝕變的“耗水作用”使超深層地層水大量減少，如1kg高嶺石的綠泥石化耗水209g[24-26]。

2.3.3 酸洗方案研究

莊106井2007年1月投產(chǎn)以來(lái)，長(zhǎng)期受到供液差困擾，平均日產(chǎn)液2.6t，日產(chǎn)油2.1t。由于儲(chǔ)層低孔低滲，即便全部射開(kāi)，泄油面積仍然比較受限。采用天然能量彈性開(kāi)發(fā)，表現(xiàn)為天然能量不足，地層壓力下降快；能量補(bǔ)充困難，穩(wěn)產(chǎn)難度很大。制約其開(kāi)發(fā)的重要原因是天然裂縫不發(fā)育，流動(dòng)渠道不暢通，易產(chǎn)生水敏或水鎖，注不進(jìn)，采不出，黏土礦物是儲(chǔ)層的主要有害成分。超深井從油層到井口存在巨大的壓降漏斗，但從油層到井底不但缺乏高效的油流通道，而且壓降漏斗很小。

準(zhǔn)噶爾盆地中部壓裂、酸壓投資大、效果不理想，且莊106井產(chǎn)液能力一直較低，除了油層物性差原因外，可能還存在多次作業(yè)污染及長(zhǎng)時(shí)間關(guān)井過(guò)程中炮眼附近結(jié)垢堵塞的影響，為此，決定在莊106井打撈落物后進(jìn)行基質(zhì)酸洗，提高產(chǎn)液能力。基質(zhì)酸洗是在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層，依靠酸液的溶蝕作用恢復(fù)或提高井筒附近較大范圍內(nèi)油層的滲透性。莊106井采用土酸酸液浸泡、氮?dú)馀菽炫殴に嚕_(dá)到近井地帶解堵、改善地層滲流能力的目的。設(shè)計(jì)酸液16.0m3(復(fù)合自轉(zhuǎn)向酸+2%防膨劑)、泡沫液120m3(摻加1%防膨劑)、氮?dú)?800m3。泵車(chē)2臺(tái)，水罐車(chē)4輛，酸罐車(chē)1輛，施工限壓為74MPa。

2.3.4 酸洗效果分析

莊106井2014年6月28日大修打撈落物成功， 8月3日注入防膨劑11.6m3、酸液16.0m3、泡沫液120m3、氮?dú)?800m3，2014年9月12日恢復(fù)生產(chǎn)，泵徑為44mm，泵深為2197m，沖程為5.0m，沖次為4.1次，日產(chǎn)液42.0t，日產(chǎn)油6.1t，含水率為85.3%。已連續(xù)生產(chǎn)370天，階段產(chǎn)油1421t，階段產(chǎn)液13904t。措施前后對(duì)比，莊106井產(chǎn)液能力提高了17倍，產(chǎn)油能力提高了2.6倍。而且單井產(chǎn)液量的提高有助于井筒保持較高溫度，有效緩解井筒結(jié)蠟。

2.3.5 莊106井酸洗成功的啟示

(1)為新春采油廠提升稀油產(chǎn)量指明新思路。新春采油廠提升稀油產(chǎn)量的途徑包括兩方面：一方面通過(guò)勘探和滾動(dòng)勘探拓展準(zhǔn)噶爾盆地西緣石炭系火成巖、排10西三維區(qū)沙灣組和準(zhǔn)噶爾盆地中部董701地區(qū)稀油資源，同時(shí)滾動(dòng)建產(chǎn)；另一方面千方百計(jì)提高老井產(chǎn)量，如莊106井優(yōu)質(zhì)稀油產(chǎn)量由零(停產(chǎn))增加到5t，投入得到了回報(bào)。莊106井酸洗增油表明，高效措施不等于高投入。以此為指導(dǎo)思想，重新審視了國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)超深層的經(jīng)驗(yàn)，提出了改善新春采油廠超深層開(kāi)發(fā)效果的新思路。

(2)莊106井的開(kāi)發(fā)潛力好于預(yù)期。該井屬于超深層、低滲透、稀油油藏，長(zhǎng)期受到供液差困擾，開(kāi)發(fā)潛力一度不被看好。但本次酸洗后，日產(chǎn)液增加到了40t，增產(chǎn)效果非常好。對(duì)比大型壓裂更加經(jīng)濟(jì)可行。受此啟發(fā)，2015年11月8日，新春采油廠對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地西緣排10西三維區(qū)蘇1-5井石炭系火成巖儲(chǔ)層實(shí)施酸洗后，日產(chǎn)油22t/d，含水6%，首次在該三維區(qū)火成巖儲(chǔ)層獲得了工業(yè)油流。

3 新春采油廠超深層開(kāi)發(fā)對(duì)策

新春采油廠超深井儲(chǔ)層滲透性差、供液差，有地層能量，但彈性產(chǎn)率很低，水平井、酸化、壓裂等開(kāi)發(fā)手段效果不理想，注天然氣、氮?dú)?、CO2可行性不強(qiáng)。莊106井酸洗的成功經(jīng)驗(yàn)不能簡(jiǎn)單復(fù)制，究竟哪口井有哪方面的潛力，需要深入細(xì)致的具體分析。應(yīng)用深穿透徑向射孔技術(shù)或水平井技術(shù)擴(kuò)大泄油面積、拓寬油流通道，技術(shù)上可行，但準(zhǔn)噶爾盆地中部現(xiàn)有投資條件尚不允許規(guī)模應(yīng)用。在低油價(jià)常態(tài)下，拓展稀油的思路是正確的，針對(duì)新春采油廠超深井單井產(chǎn)能低、大型儲(chǔ)層改造費(fèi)用高、難以決策和規(guī)模實(shí)施的現(xiàn)狀，注水吞吐等經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)思路值得深入探討和實(shí)踐。相比塔河碳酸鹽縫洞型油田注水替油，準(zhǔn)噶爾盆地中部深層油藏儲(chǔ)層滲透率低、裂縫不發(fā)育，導(dǎo)致吸水難度大，因此在保證注水水質(zhì)前提下，不必高壓注水，可以考慮溫和注水。

4 結(jié)束語(yǔ)

(1)新春采油廠面對(duì)低油價(jià)挑戰(zhàn)，積極提高稀油產(chǎn)量。其中，莊106井超深低滲透油水同層酸洗后產(chǎn)液能力提高17倍，已增油1421t，表明低投入的實(shí)用技術(shù)可以獲得較好的增產(chǎn)效果。

(2)國(guó)內(nèi)外深層采取水平井、大型壓裂、酸化、注水、注天然氣、氮?dú)狻O2等開(kāi)發(fā)技術(shù)，但投資費(fèi)用偏高。新春采油廠超深層油氣資源豐富，在低油價(jià)常態(tài)下，拓展稀油的思路是正確的，針對(duì)新春采油廠超深井單井產(chǎn)能低、大型儲(chǔ)層改造費(fèi)用高、難以決策和規(guī)模實(shí)施的難題，注水吞吐等經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)思路值得深入探討、大膽實(shí)踐。

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作者簡(jiǎn)介：王學(xué)忠(1972年生)，男，碩士，高級(jí)工程師，從事油田開(kāi)發(fā)研究工作。郵箱：wxzxlywlt@sina.com。

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)《低滲、特低滲油氣儲(chǔ)層高效改造技術(shù)》(2008ZX05013-004)；國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)《準(zhǔn)噶爾盆地碎屑巖層系大中型油氣田形成規(guī)律與勘探方向》(2011ZX05002-002)。

中圖分類(lèi)號(hào)：TE348

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A