南海東部油田水平篩管井酸化工藝改進及應用*

孫 林 鄒信波 劉春祥 夏 光

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司 天津 300452； 2. 中海石油(中國)有限公司深圳分公司 廣東深圳 518067)

南海東部油田水平篩管井酸化工藝改進及應用*

孫 林1鄒信波2劉春祥1夏 光1

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司 天津 300452； 2. 中海石油(中國)有限公司深圳分公司 廣東深圳 518067)

孫林,鄒信波,劉春祥，等.南海東部油田水平篩管井酸化工藝改進及應用[J].中國海上油氣，2016,28(6)：82-87.

Sun Lin,Zou Xinbo,Liu Chunxiang,et al.Improvement on and application of acidization technology for horizontal wells with screen pipe in oilfields in eastern South China Sea[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(6):82-87.

南海東部油田水平井多采用懸掛篩管完井，油田儲層具有膠結疏松易出砂、邊底水活躍綜合含水率高、滲透率非均質(zhì)性大、注入液體易漏失等特點，為酸化增產(chǎn)帶來較大困難。通過利用海上平臺鉆桿或油管作為酸化管柱，提出了水平井鉆桿多點拖動酸化工藝，該工藝綜合優(yōu)選酸化點和設計工藝參數(shù)，可以實現(xiàn)大排量酸洗效果。截至2014年底，水平井鉆桿多點拖動酸化工藝已在南海東部油田應用10井次，累計增油27.11萬m3,增產(chǎn)效果顯著，可為類似水平篩管井酸化提供借鑒。

水平井；篩管完井；酸化；鉆桿多點拖動；南海東部油田

水平井酸化是提高水平井產(chǎn)量的一項重要增產(chǎn)措施[1]。南海東部油田水平井完井方式以懸掛篩管完井為主[2]，酸化工藝可選擇性較低，導致酸化難度較大。目前常用的水平井酸化工藝主要有全井段籠統(tǒng)布酸工藝、機械轉(zhuǎn)向酸化工藝、化學微粒暫堵分流酸化工藝和連續(xù)油管注酸工藝[1-8]，但這些工藝在南海東部油田應用存在一定的局限性，增產(chǎn)效果不顯著。為了解決南海東部油田水平井篩管完井常規(guī)酸化工藝遇到的問題，筆者利用海上平臺鉆桿或油管作為酸化管柱，并優(yōu)選合適的酸化點和工藝參數(shù)，提出了水平井鉆桿多點拖動酸化工藝，實現(xiàn)了水平段均勻布酸，起到了對剩余油挖潛的作用。截至2014年底，水平井鉆桿多點拖動酸化工藝已在南海東部油田應用10井次，增產(chǎn)效果顯著，累計增油已達27.11萬m3，具有較好的應用推廣價值。

1 南海東部油田水平篩管井酸化難點

南海東部油田水平篩管井酸化難點主要體現(xiàn)在以下3個方面：

1) 水平井污染傷害大，均勻布酸難度大。由于水平井鉆井時間長，水平段與地層接觸面積大，在鉆井、完井及開采過程中所受到的傷害大于直井[9]。水平井酸化的關鍵是將酸液注入低滲透帶或傷害嚴重的井段，均勻改善井壁周圍地層的滲透率，實現(xiàn)均勻解堵[10]。但由于酸液分布受長井筒的影響，酸液多集中在根部，無法均勻布酸解堵，如全井段籠統(tǒng)布酸工藝會進一步加劇儲層非均質(zhì)性，無法有效解堵增產(chǎn)。據(jù)2009—2014年南海東部油田不同酸化工藝效果統(tǒng)計結果(表1)，籠統(tǒng)酸化工藝共應用10井次，其中4口井無明顯增產(chǎn)效果，平均單井增油6 109.8 m3。

2) 儲層以疏松砂巖為主，綜合含水高，酸液改善非均質(zhì)性難度大。南海東部油田儲層以疏松砂巖為主，滲透率極差大，有些油田還存在注液漏失。例如，番禺4-2油田儲層非均質(zhì)性強，綜合含水達到95%以上，水平段非均質(zhì)性改善難度大，僅在2013年應用化學轉(zhuǎn)向酸化工藝1井次，單井增油4 991 m3,效果不理想(表1)。

3) 采用懸掛篩管完井方式，影響酸化工藝選擇。目前機械分層酸化工藝和連續(xù)油管酸化工藝是利用工具進行均勻布酸，而機械分層工具無法在懸掛篩管中進行有效分隔。另外，對于連續(xù)油管酸化工藝，由于連續(xù)油管直徑小、摩阻大，因而注液排量低、用量少，且酸液大部分消耗在近井壁附近，處理半徑有限，并且部分水平井受篩管尺寸和井下工具的影響而不具有下入條件。從表1可以看出，2009—2014年南海東部油田連續(xù)油管酸化工藝共應用5井次，其中4口井無明顯增產(chǎn)效果，平均單井增油僅115 m3。

表1 2009—2014年南海東部油田不同酸化工藝效果統(tǒng)計

2 水平井鉆桿多點拖動酸化工藝的提出

2．1 工藝原理及適用范圍

為解決上述水平篩管井酸化難點，提出了水平井鉆桿多點拖動酸化工藝，其工藝原理為：使用平臺上數(shù)量較多的鉆桿或油管作為酸化管柱實現(xiàn)均勻布酸，重點結合儲層物性、鉆井軌跡等情況優(yōu)選合適的酸化點，完成第1個酸化點作業(yè)施工后如果未出現(xiàn)大量漏失，則注入剩余的酸液；如果出現(xiàn)大量漏失，則泵注足量的頂替液后立即上提管柱，進行下一段施工，直至設計的幾段酸液用盡。該酸化工藝模擬圖如圖1所示。

圖1 水平井鉆桿多點酸化工藝模擬圖

水平井鉆桿多點拖動酸化工藝具有以下幾個特點：能直接作用于儲層段，能進行定點和分段處理；平臺鉆桿或油管數(shù)量多，管柱摩阻小，工藝簡單；施工排量大，處理半徑大；作業(yè)時間短，適合長井段的酸化處理。該工藝適合以下井況：

1) 儲層段較長，非均質(zhì)性強的水平井或大斜度井；

2) 受篩管、割縫襯管等完井方式限制，無法采用機械工具分段酸化的井；

3) 化學暫堵無法有效分段或具有污染風險的井；

4) 儲層存在注液漏失，需要分段處理的井；

5) 油井含水率高，需要進行分段剩余油挖潛的井。

2．2 關鍵技術

2.2.1 酸化點優(yōu)選

酸化點優(yōu)選是水平井鉆桿多點拖動酸化工藝的關鍵技術之一，需要結合儲層物性、鉆井軌跡等多方面的因素，避免滲透率高、存在注液漏失、含油飽和度低、綜合污染傷害情況小、儲層中粘土等可溶蝕的成分含量低、存在井眼垮塌風險的井段，通過相關資料進行綜合優(yōu)選。酸化點優(yōu)選步驟為：

1) 根據(jù)水平井井眼軌跡和平面含水分布圖等資料，先排除掉可能存在的高含水位置，同時酸化點盡量選擇處于井眼軌跡在儲層中部點，以避開剩余油含量低或上部泥質(zhì)層坍塌的儲層。

2) 根據(jù)測井解釋的詳細數(shù)據(jù)進行初選，選擇周圍含油飽和度所占比例較高的酸化點，且儲層段較長。

3) 在初選的范圍內(nèi)，篩選整個井段滲透率、孔隙度相對偏低段(可結合測井數(shù)據(jù)繪制曲線圖來分析測井滲透率分布規(guī)律)，還可以結合油藏研究中的分段污染分析結果進行篩選。

4) 結合測井伽馬曲線，優(yōu)選酸液可溶蝕物含量高的儲層段。

5) 綜合前面選擇出來的酸化段，盡量優(yōu)選在酸化段內(nèi)靠前1/3到1/2左右的位置作為酸化點。

圖2是南海東部油田A井的水平段實鉆曲線，圖中顯示水平段在跟部處軌跡偏下離油水界面最近處近0.8 m，而水平段孔隙度和密度測試數(shù)據(jù)顯示水平段趾部儲層相對致密，因此首先選擇趾部位置進行布酸，

其次篩選出厚度較大、具有開發(fā)價值儲層段，這些段也處于井眼軌跡偏中的部位。表2為該井水平段測井解釋結果，可以看出2 351.0～2 400.6、2 708.0～2 825.2、2 941.2～3 030.2 m處的滲透率、孔隙度相對偏低，且對應段泥質(zhì)含量也很高、覆蓋的含油段較長，最后結合測井曲線優(yōu)選合適的酸化點在2 379.23、2 756.48、2 959.70 m等處(圖3)。

圖2 南海東部油田A井的水平段實鉆曲線

表2 南海東部油田A井水平段測井解釋

圖3 南海東部油田A井根據(jù)測井曲線中泥質(zhì)含量優(yōu)選的酸化點

2.2.2 酸液用量設計

首先確定每一酸化點的酸液用量與酸化段斜深長度和含油體積分數(shù)成正比、與滲透率成反比的關系，再按照常規(guī)酸化用量設計的方法計算總用量，最后根據(jù)各參數(shù)的比例關系即可換算出酸液用量，其計算公式為

(1)

式(1)中：Vaicd為酸化點的酸液用量，m3；h為酸化點控制的酸化段斜深長度，m；Voil為酸化點控制的酸化段含油體積或含油飽和度總和，m3或%；K為酸化點控制的酸化段平均滲透率，mD；a為酸化總量分配比例，%。

3 現(xiàn)場應用

截至2014年底，水平井鉆桿多點拖動酸化工藝已在南海東部油田應用10井次(表3)，全部取得增油效果，其中5口井增產(chǎn)超10 000 m3，平均單井增油27 113.4 m3。如XJ23-1-A8H井為邊水油藏水平井，生產(chǎn)層位H2A層，水平段斜深2 331～3 166 m，水平段長835 m，采用優(yōu)質(zhì)篩管防砂方式完井酸化前產(chǎn)液量648.1 m3/d，產(chǎn)油量38 m3/d。該井于2011年10月28日首次實施水平井鉆桿多點拖動酸化工藝，酸化后產(chǎn)液量927.6 m3/d，產(chǎn)油量101.6 m3/d(圖4)，截至2014年底累計增油118 725 m3，酸化效果顯著。

表3 南海東部油田水平井鉆桿多點拖動酸化工藝效果統(tǒng)計

圖4 XJ23-1油田A8H井生產(chǎn)曲線

4 結論

針對南海東部油田水平井篩管完井酸化工藝增產(chǎn)措施難以開展的問題，結合油田儲層疏松易出砂、邊底水活躍、綜合含水率高、滲透率非均質(zhì)性大、流體易漏失等特點，提出了水平井鉆桿多點拖動酸化工藝。截至2014年底該工藝已在南海東部油田應用10井次，平均單井增油27 113.4m3,累計增油27.11萬m3,增產(chǎn)效果顯著，具有較好的應用推廣價值。

[1] 郭富鳳，趙立強，劉平禮，等．水平井酸化工藝技術綜述[J]．斷塊油氣田，2008,15(1)：117-120． Guo Fufeng,Zhao Liqiang,Liu Pingli,et al.Overview of acidizing technology of horizontal well[J].Fault-Block Oil and Gas Field,2008,15(1):117-120.

[2] 黃傳家.底水稠油油藏水平井防砂篩管完井技術研究[D].青島:中國石油大學(華東),2012. Huang Chuanjia.The research on screen pipe completion technique with sand controlling for horizontal well in bottom water drive viscous reservoir[D].Qingdao:China University of Petroleum,2012.

[3] 李年銀，劉平禮，趙立強，等．水平井酸化過程中的布酸技術[J]．天然氣工業(yè)，2008,28(2)：104-106． Li Nianyin,Liu Pingli,Zhao Liqiang,et al.Technology on acid distribution in the rrocess of acidification in horizontal wells[J].Natural Gas Industry,2008,28(2):104-106.

[4] 劉欣，趙立強，楊寨，等．不動管柱酸化工藝在渤海油田的應用[J]．石油鉆采工藝，2004,26(5)：47-49． Liu Xin,Zhao Liqiang,Yang Zhai,et al.Application of acidizing technology with original production string in bohai oilfield[J].Oil Drilling & Production Technology,2004,26(5):47-49.

[5] 代加林，趙立強，薛新生，等．油井酸化暫堵劑DZ-1的室內(nèi)研究[J]．油田化學，1996,13(2)：125-128． Dai Jialin,Zhao Liqiang,Xue Xinsheng,et al.Performance properties of diverting agent DZ-1 for acidizing production wells[J].Oilfield Chemistry,1996,13(2):125-128.

[6] 夏光，劉春祥，孫林，等．水溶性暫堵劑SZD-01性能及應用[J]．石油地質(zhì)與工程，2010,24(1)：118-119,121． Xia Guang,Liu Chunxiang,Sun Lin,et al.Water - soluble temporary blocking agent SZD-01 properties and application[J].Petroleum Geology and Engineering,2010,24(1):118-119,121.

[7] 劉平禮，高貴民，鄭云川，等．砂巖粘彈性表面活性劑分流劑分流酸化技術[J]．天然氣工業(yè)，2006,26(10)：117-119． Liu Pingli,Gao Guimin,Zheng Yunchuan,et al.The technology of viscoelastic surfactant-based diverting agents for sandstone diversion acidizing[J].Natural Gas Industry,2006,26(10):117-119.

[8] 李兆敏，李松巖，林日億，等．氮氣泡沫酸化技術在華港104-P2井的應用[J]．鉆井液與完井液，2009,26(4)：46-48． Li Zhaomin,Li Songyan,Lin Riyi,et al.The application of Nitrogen foam acid stimulation technology in well huagang 104-P2[J].Drilling Fluid & Completion Fluid,2009,26(4):46-48.

[9] 劉曉旭，胡永全，趙金洲．水平井傷害的分析與計算[J]．石油鉆采工藝，2003,25(6)：47-49,86． Liu Xiaoxu,Hu Yongquan,Zhao Jinzhou.Analysis and calculation of horizontal well damage[J].Oil Drilling & Production Technology,2003,25(6):47-49,86.

[10] 梁萍．水平井酸化增產(chǎn)技術的認識及建議[J]．中國石油和化工標準與質(zhì)量，2013(5)：100．

(編輯：孫豐成)

Improvement on and application of acidization technology for horizontal wells with screen pipe in oilfields in eastern South China Sea

Sun Lin1Zou Xinbo2Liu Chunxiang1Xia Guang1

(1.CNOOCEnerTech-Drilling&ProductionCo.,Tianjin300452,China; 2.ShenzhenBranchofCNOOCLtd.,Shenzhen,Guangdong518067,China)

It is common to use hanging screen pipe completion method for horizontal wells in the oilfields in eastern South China Sea, since the reservoirs there have the following characteristics: loose cementation, probable sanding problems, active edge-bottom water aquifers, high integrated water-cut, severe heterogeneity in terms of permeability, and strong potential of injected liquid leakage etc., thus bringing about grave difficulties to acid stimulation. By using the drill string or tubing string as the work string for acidization on offshore platforms, “Multi-point acidization with dragging drill string” technology was put forward, which integrately optimizes acidizing points and process parameters, so it can realizes high flow-rate acid pickling. By the end of 2014, 10 jobs has been successfully performed with this new technology in the oilfields in eastern South China Sea, with incremental oil totaling 2.711×105m3. The stimulation effect is remarkable and it can provide reference for similar horizontal wells with screen pipe.

horizontal well; screen pipe; acidization; multi-point with dragging drill string; oilfields in eastern South China Sea

1673-1506(2016)06-0082-06

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.06.014

*中國海洋石油總公司“十二五”科技重大項目“南海東部海域低孔低滲油氣藏勘探開發(fā)關鍵技術研究與實踐(編號：CNOOC-KJ 125 ZDXM 07 LTD)”部分研究成果。

孫林，男，工程師，2006年畢業(yè)于西南石油大學，獲學士學位，現(xiàn)主要從事海上油氣田酸化壓裂方面研究工作。地址：天津市塘沽區(qū)港城大道濱海高新區(qū)惠新路工程技術分公司(郵編：300452)。E-mail：sunlin3@cnooc.com.cn。

TE357.2

A

2016-01-29 改回日期：2016-05-04