低滲透油層有機土酸解堵體系評價及應用

魏江偉,石亮亮,王 飛,賈 珍,楊岳林,白 鵬,劉 暢

(1.中國石油長慶油田分公司 第五采油廠,陜西 西安 710200; 2.延安市永科石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司,陜西 延安 716000; 3.中國石油大學(華東) 科學技術(shù)研究院,山東 青島 266580)

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低滲透油層有機土酸解堵體系評價及應用

魏江偉1,石亮亮1,王 飛1,賈 珍2,楊岳林2,白 鵬2,劉 暢3

(1.中國石油長慶油田分公司 第五采油廠,陜西 西安 710200; 2.延安市永科石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司,陜西 延安 716000; 3.中國石油大學(華東) 科學技術(shù)研究院,山東 青島 266580)

在油田實際生產(chǎn)中,低滲油層的堵塞問題已經(jīng)成為低滲透油田研究的焦點,尋求一種能保證堵塞物的溶失率與地層配伍良好的低傷害解堵體系有重要意義。結(jié)合長慶油田低滲、特低滲油藏特點,經(jīng)室內(nèi)研究,通過對表面活性劑、原油粘度、潤濕反轉(zhuǎn)效果等技術(shù)指標進行對比后確定組方的配比,然后將該有機土酸組方體系進行現(xiàn)場試驗,最終證明,本解堵體系比常規(guī)土酸配方技術(shù)指標更先進,不僅解除了有機物與無機物的堵塞問題,而且還解決了常規(guī)酸化增注、酸化壓裂等工藝未能解除堵塞的難題,尤其對油、水井的解堵效果更為顯著。

低滲透油層;解堵體系;有機土酸組方體系

低滲透油田一般微裂縫構(gòu)造破碎、油層埋藏深、滲透率低,物性差、原油含瀝青質(zhì)高、泥質(zhì)含量高,地層壓力水平低[1]。油層在鉆井或洗井作業(yè)過程中泥漿、洗井液、壓井液容易侵入油層而造成泥漿堵或地層原油乳化堵和機械雜質(zhì)堵塞水鎖等[2]。在油田開發(fā)過程中,低滲透儲層喉道細,若水質(zhì)不達標,注入地層后會造成污染堵塞,油井壓裂液返排不徹底也會造成一定的油層傷害[3]。尋找一種能保證堵塞物的溶失率與地層配伍良好的低傷害解堵體系在油田實際生產(chǎn)中有重要意義。通過對國內(nèi)外油田的資料調(diào)研及長慶及延長油田的現(xiàn)場技術(shù)調(diào)研,陜西省某企業(yè)研發(fā)了以緩速酸為主劑,以多種表面活性、滲透劑、高效助排劑等為添加劑的解堵體系[4],在保證活性劑能快速清除巖石表面的有機物質(zhì)的前提下,使有機解堵劑與地層充分反應,并延緩與地層作用時間,達到了深部解堵的目的。目前,該技術(shù)在長慶油田實施了70多口井都取得了很好效果。

1 有機土酸組方體系簡介

本技術(shù)是一個組方體系,主劑分為A、B組方。

A方:YF-1兩性表面活性劑,為預處理液,主要作用是解除地層中有機物類蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)類堵塞。

B方:有機土酸組方,為主處理液,作用是解除無機物和腐生菌類堵塞。主要包括無機酸、有機酸緩蝕劑、鐵離子穩(wěn)定劑和有機表面活性劑緩速劑。

2 體系篩選室內(nèi)試驗

2.1 A方篩選

為了增強酸化作業(yè)中溶解蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等有機物堵塞,我公司研究成功了YF-1無傷害增效解堵劑。本產(chǎn)品為兩性離子表面活性劑配制,具有超低界面張力特性,能有效改善地層潤濕性。

(1)YF-1表面活性劑技術(shù)指標。

(2) YF-1表活劑對原油粘度的影響。

隨機任性一種原油,加入質(zhì)量分數(shù)1%YF-1表活劑,考察藥液對原油在不同溫度下黏度的影響,實驗結(jié)果如下:

(3)YF-1表活劑與其他藥劑潤濕反轉(zhuǎn)對比試驗。

YF-1表活劑可將原始狀態(tài)的油包水轉(zhuǎn)換成水包油狀態(tài),改善潤濕性。水包油狀態(tài)降低了原油在地層中的流動阻力,利于原油的開采,效果如圖2所示。

圖1 YF-1表活劑對原油黏度的影響圖

注:加入1%YF-1表活劑后,23 ℃時,原油黏度降低40%,40 ℃時,原油黏度降低50%。YF-1具有顯著降低原油的黏度作用。

YF-1表面活性劑與瓶內(nèi)壁接觸處理后,改善了潤濕性,原油與瓶內(nèi)壁不易黏附。本演示可旁證原油在地層運移過程中不易再次黏附在巖石表面。

圖2 YF-1表面活性劑潤濕反轉(zhuǎn)試驗

將圖2中樣品同時倒置,觀察瓶內(nèi)底部掛壁情況,結(jié)果①、②、③、④號樣品均有掛壁，⑤、⑥號樣品無掛壁,成透明狀。

表1 YF-1表活劑技術(shù)指標

2.2 B方篩選

2.2.1 緩蝕劑的選擇

甲酸和乙酸是有機酸,其優(yōu)點是低腐蝕性和高溫條件下的腐蝕可抑制性。經(jīng)試驗得知,乙酸比甲酸貴,在特殊施工中,乙酸不能完全反應,對巖石反應強度弱于甲酸。甲酸在140 ℃高溫時仍可獲得有效的抑制效果,HCL需要更高的濃度的抑制劑,所以選用甲酸,甲酸是很理想的緩速劑。

2.2.2 鐵離子穩(wěn)定劑的選擇

選取CT1-7做鐵離子穩(wěn)定劑,其試驗指標如表2所示?？煞乐硅F離子二次沉淀,降低地層傷害,同時其配伍性好。

表2 CT1-7做鐵離子穩(wěn)定劑的試驗指標

2.2.3 有機表面活性劑緩速劑的篩選

本配方選用AES作為緩速劑。AES表活劑由OP、吐溫等非離子表活劑復合配置,將本種表活劑與酸混合制成油酸乳狀液,這種乳狀液進入地層后,乳化液在地層表面的吸附而逐漸破壞并析出酸,將地層酸化,乳化劑用量大些,就可大大降低與地層的反應速度。

2.2.4 有機土酸(B方)主劑試驗指標

室內(nèi)試驗是根據(jù)地層條件模擬地層巖性 、溫度及原油物性。選用不同濃度及不同配比的解堵劑進行試驗,主要對解堵劑的鈣質(zhì)、鈉土溶蝕率、溶蠟速度、溶膠速度及溶失時間、乳化油降黏率、和對N80鋼腐蝕率、表面張力、界面張力進行試驗,得到有機土酸組方試驗指標,如表3所示。

表3 有機土酸組方試驗指標

以上結(jié)果表明,本組方體系中(B方)復合有機酸配方完全滿足了“組方預定評價指標”,可以投入現(xiàn)場施工。

3 有機酸組方體系的形成及特點

3.1 有機酸組方體系的形成

根據(jù)前期實驗,選擇(CH2O3)+(CT1-7)+AES+(YF-1)+HCL+HF作為該體系的配方。其要求的技術(shù)指標如表4所示。

表4 有機土酸組方體系評價指標

3.2 有機酸組方體系的特點

(1)該解堵劑適應油層溫度40～120 ℃。

(2)該解堵劑具有延緩與地層作用時間長的性能,可達到深部解堵助排效果。

(3)對泥質(zhì)砂巖地層具有較高的溶蝕率,對低滲透油藏巖心滲透率提高黏度為100%～200%,且有效期長。

(4)有機復合酸能同時解除蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)類有機物堵塞和碳酸鹽膠質(zhì)結(jié)物、黏土膠結(jié)物等無機物堵塞。

(5)降低了二次沉淀對地層的傷害。

(6)在現(xiàn)場應用過程中,根據(jù)不同井況和不同類型油藏的污染情況,進行配方改進、完善形成單獨使用和匹配使用的技術(shù)。

4 應用實例

長慶油田采油二廠于2013年8月采用有機酸組方體系對西32-37井進行注水作業(yè),取得了重大成功。該井在注水過程中根據(jù)生產(chǎn)需求進行重孔爆壓、常規(guī)酸化增注、酸化壓裂等工藝時,表5為該井注水的歷史數(shù)據(jù)情況,利用該組方體系解除了堵塞的歷史難題,采用有機土酸組方體系措施后的統(tǒng)計效果如表6所示。

本井2013年8月25日酸化作業(yè),9月1日正常注水,統(tǒng)計至2014年4月20日,有效期已達230 d,目前仍能達到日配注水量20 m3/d的指標。

表5 西32-37井注水歷史數(shù)據(jù)(措施前)

表6 西32-37井注水歷史數(shù)據(jù)(措施前后對比)

5 結(jié)束語

施工時,先注入高濃度YF-1表活劑做預處理液,再注入有機土酸,構(gòu)成了雙效解堵的有機土酸組方體系。通過現(xiàn)場試驗可以看出,該有機土酸組方體系能同時解除有機物與無機物的堵塞。在用于注水井解堵時,可達到降壓增注和驅(qū)油雙重效果;而在用于油井解堵時,可達到解堵和擴孔雙重效果。該技術(shù)與油田過去使用的常規(guī)土酸配方相比,技術(shù)水平更為先進,對油、水井解堵效果更為顯著,具有一定的推廣價值。

[1] 宋小剛.低滲透油田地質(zhì)的開發(fā)與研究[J].石化技術(shù),2016,23(8):232-232.

[2] 羅莉濤,劉先貴,孫靈輝,等.注入水中懸浮物對低滲透油藏儲層堵塞規(guī)律[J].地質(zhì)科技情報,2016(1):128-133.

[3] 羅莉濤,廖廣志,劉衛(wèi)東,等.安塞低滲透油藏注入水中懸浮油滴堵塞規(guī)律[J].科學技術(shù)與工程,2015,15(12):59- 63.

[4] 霍國棟,徐波,張營,等.油田酸化解堵工藝技術(shù)研究探索與分析應用[J].黑龍江科技信息,2012(30):49-50.

[責任編輯] 董大偉

2017-04-25

魏江偉(1982—),男,山東巨野人，中國石油長慶油田分公司第五采油廠工程師,主要從事石油與天然氣工程研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2017.02.009

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1673-5935(2017)02- 0032- 03