不動(dòng)管柱熱洗解除稠油油藏堵塞的研究與應(yīng)用

楊彬 徐大明 陳來勇 李恩林 黃雷

摘??????要：渤海某稠油油田J區(qū)為渤海灣典型的湖相三角洲稠油油田，主力開發(fā)層系為東營組下段的Ⅰ和Ⅱ油組，縱向上可細(xì)分為14個(gè)小層，平均地層原油黏度為291 mPa·s。在縱向上、橫向上存在多個(gè)油氣水系統(tǒng)。針對(duì)該區(qū)塊稠油油藏堵塞的難題，開展了洗井助排液和解堵助排液實(shí)驗(yàn)，加熱車配合藥劑注入工藝實(shí)驗(yàn);研究出了一種利用加熱車配合提高入井液溫度，結(jié)合針對(duì)性洗井助排液和解堵助排液有效解除稠油油藏近井地帶堵塞的方法。該方法在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證實(shí)有效，為該類油藏的解堵提供一種新思路。

關(guān)??鍵??詞：稠油油藏;加熱車;熱洗;解堵

中圖分類號(hào)：TE 357 ??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A ??????文章編號(hào)：?1671-0460（2019）11-2643-04

Research and Application of Hot Wash of Immovable String

for?Plug Removal of Heavy Oil Reservoir

???YANG Bin， WU?Da-ming， CHEN?Lai-yong， LI?En-lin， HUANG Lei

（CNOOC Tianjin Branch， Tianjin 300452， China）

Abstract： The J area of a heavy oil field in the Bohai Sea is a typical lake delta heavy oil field in the Bohai Bay. Its main development layer is the I and II oil groups in the lower section of the Dongying Formation. It can be subdivided into 14 small layers in the longitudinal direction， and the average formation crude oil viscosity is 291mPa·s. There are multiple oil-gas-water systems in the vertical and horizontal directions. Aiming at the problem of blockage of heavy oil reservoirs in this block， the experiments of washing well drainage aid and plug removal drainage were carried out， and the experiment of heating car combined with the agent injection process was also executed. A kind of method combining heating car to improve the temperature of the well fluid and targeted washing well drainage was proposed to effectively remove the blockage at near-well zone in the heavy oil reservoir. This method has been proved effective in field applications and provides a new idea for plug removal of such reservoirs.

Key words： Heavy oil reservoir; Heating car; Hot wash; Plug removal

渤海某稠油油田位于遼東灣遼河坳陷、遼西低凸起中段，為渤海灣典型的湖相三角洲稠油油田，主力開發(fā)層系為東營組下段的Ⅰ和Ⅱ油組，縱向上分為14個(gè)小層。油藏類型為受巖性影響的在縱向上、橫向上存在多個(gè)油氣水系統(tǒng)的構(gòu)造層狀油氣藏。該油田采取滾動(dòng)開發(fā)模式，分兩期投入開發(fā)，Ⅰ期區(qū)塊于1993年投產(chǎn)，Ⅱ期區(qū)塊于2000年11月投產(chǎn)^[1]。其中Ⅰ期的J區(qū)位于油田邊部（見圖1），油層僅1～8小層發(fā)育，平均地層原油黏度為291 mPa·s，局部儲(chǔ)層單砂體厚度較大，但距離油水邊界較近。

目前該區(qū)塊油井18口，注聚井6口，注水井3口，水源井1口，截止到2016年7月底累計(jì)采油量762×10⁴?m³，平均單井產(chǎn)油量81.6 m³/d，采油速度為1.7%，屬于區(qū)塊高效開發(fā)階段，但部分油井已經(jīng)出現(xiàn)因堵塞造成產(chǎn)液量下降的現(xiàn)象。其原因是生產(chǎn)過程中，稠油中重質(zhì)組分容易在近井地帶沉積，包裹堵塞物堵塞孔喉及篩管，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。同時(shí)這種堵塞物受到膠質(zhì)+瀝青質(zhì)包裹^[2-4]，阻礙了酸液的溶蝕，增加了返排難度，使得酸化解堵返排效果較差。因此，油田開始研究在稠油油藏上利用加熱車的配合提高入井液溫度，結(jié)合針對(duì)性洗井助排液和解堵助排液解除稠油油藏近井地帶堵塞的方法。

1 ?熱洗解堵機(jī)理

1.1 ?機(jī)理分析

溫度是解堵劑清洗、解堵儲(chǔ)層的重要因素，針對(duì)不同油井存在的傷害，配合加熱車使用針對(duì)性的解堵體系，往往能取得事半功倍的效果。其主要機(jī)理包括^[5-8]：①加熱車提供的熱量提高解堵段溫度，能將近井地帶的蠟質(zhì)、膠質(zhì)+瀝青質(zhì)等有機(jī)物熔化，露出堵塞物新鮮面，有利于后續(xù)解堵劑溶蝕解堵，同時(shí)對(duì)稠油、死油也能起到熱力降黏、熱力解堵作用;②加熱車的溫度可以得到有效控制，使產(chǎn)生的熱量得到充分利用，減少熱能損失，有效地解除油層近井地帶的污染與堵塞;③洗井助排液主要成分為各種表面活性劑、清洗劑、油膜滲透劑等，各種成分之間的協(xié)同效應(yīng)不僅使其具有溶解膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的能力，而且具有對(duì)油污滲透、分散、直至剝離的作用;④解堵助排液中含有表面活性劑、油溶性高效清洗劑等組份，能有效溶解油井近井地帶析出的有機(jī)垢（膠質(zhì)+瀝青質(zhì)、蠟），恢復(fù)原油流通通道。

1.2 ?室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

1.2.1 ?洗井助排液靜態(tài)洗油實(shí)驗(yàn)

洗井助排液由多種表面活性劑及黏土穩(wěn)定劑組成，該洗井液具有低油水界面張力特點(diǎn)，在對(duì)井底重油清洗的同時(shí)可以有效防止漏失至地層的修井液產(chǎn)生“水鎖”及“乳化”傷害。表1為洗井助排液在不同溫度下對(duì)目標(biāo)原油清洗效果（實(shí)物圖見圖2）。

由表1及圖2可以看出：

（1）相比地?zé)崴?，洗井助排液具有更好的原油溶解效果。這是由于洗井助排液中加入的表面活性劑使助排液具有較低的界面張力，在3.0%濃度時(shí)，洗井助排液界面張力為0.649 mN/m，這就使得助排液對(duì)原油的溶解及滲透效果都較地?zé)崴蠓岣?

（2）隨著實(shí)驗(yàn)溫度提高，助排液對(duì)原油的溶解效果提高。這是由于隨著溫度提高，原油黏度降低，使得助排液對(duì)原油的滲透能力及溶解效果增加。

1.2.2 ?洗井助排液動(dòng)態(tài)洗油實(shí)驗(yàn)

取J區(qū)現(xiàn)場(chǎng)稠油，在30 ℃溫度下，采用實(shí)驗(yàn)裝置動(dòng)態(tài)模擬（圖3）油井閉路循環(huán)洗井5 h，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

經(jīng)過動(dòng)態(tài)洗井模擬實(shí)驗(yàn)，3%BH-NZP01洗井助排液在30 ℃下對(duì)井下管柱具有較好的洗油效率，若提升入井液溫度至70～80 ℃，洗井效果將更好。

1.2.3 ?洗井助排液高溫老化實(shí)驗(yàn)（圖4）

配制標(biāo)準(zhǔn)濃度的洗井助排液，對(duì)比其在120 ℃溫度下老化16 h前后，界面張力變化，如表3所示。

該實(shí)驗(yàn)說明：常規(guī)洗井助排液具有較低的界面張力，但高溫（100 ℃以上）會(huì)對(duì)助排液中的表面活性產(chǎn)生影響。

1.2.4 ?解堵助排液洗油實(shí)驗(yàn)

對(duì)于重組份含量較高的油井，在生產(chǎn)過程中存在重組份不斷析出，造成近井地帶堵塞，大幅影響油井的正常產(chǎn)能。表4為解堵助排液在在不同溫度下對(duì)瀝青的溶解效果，實(shí)驗(yàn)條件為溶液：瀝青球=50 mL：1 g，反應(yīng)時(shí)間5 h。

由表4可以看出，解堵助排液對(duì)瀝青具有良好的溶解效果，而且隨著反應(yīng)溫度的提高，解堵助排液對(duì)瀝青的溶解速率增加。

實(shí)驗(yàn)使用解堵助排液中的油溶性高效清洗劑與J區(qū)高黏度原油進(jìn)行混合，研究高效清洗劑對(duì)高黏度原油的降黏效果，實(shí)驗(yàn)分別測(cè)定了高效清洗劑對(duì)兩種稠油的降黏效果，在50 ℃將高效清洗劑與稠油均勻混合后，測(cè)定混合后原油的黏度，結(jié)果見表5。

由表5可以看出，高效清洗劑對(duì)兩種稠油都具有較好的降黏效果，高效清洗劑含量為5.0%時(shí)，降黏率均能達(dá)到85.0%以上，具有良好的降黏效果。

2 ?礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

稠油區(qū)塊J20井2015年下半年表現(xiàn)為產(chǎn)液量下降，流壓下降的現(xiàn)象，在周邊注入井注入量沒有變化的前提下，先后采用了反洗井、稠油降黏和開層作業(yè)，效果均不理想。作業(yè)前采液強(qiáng)度2.2 m³/（d·m），選低于該區(qū)塊6.2 m³/（d·m）的平均采液強(qiáng)度，分析認(rèn)為是典型的稠油堵塞現(xiàn)象。

J20井解堵作業(yè)期間，使用加熱車將洗井助排液和解堵助排液溫度加熱至75 ℃，通過提高解堵劑的作業(yè)溫度增加清洗效果。該井現(xiàn)場(chǎng)施工工藝如下：①使用加熱后的洗井助排液正循環(huán)洗井至返出干凈，清除油管及近井地帶的原油及其他雜質(zhì);②正擠正循環(huán)解堵助排液8 m?，關(guān)閉油套環(huán)空，正擠剩余解堵助排液12 m?+8 m?洗井助排液，擠注過程中，泵壓最高達(dá)到4.5 MPa，排量為20 m³/d;③停泵，浸泡4 h，放壓，拆管線，進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。

該井進(jìn)行解堵作業(yè)后，該井的產(chǎn)液量和產(chǎn)油量均較作業(yè)前大幅提高，其中產(chǎn)液量由作業(yè)前的78.54 m?/d提高至146.10 m?/d，產(chǎn)油量由18.1 m?/d提高至32.1 m?/d，流壓由1.6 MPa上升至3 MPa，作業(yè)前后該井的產(chǎn)液變化表明該井經(jīng)過熱清洗作業(yè)對(duì)近井地帶的有機(jī)垢堵塞進(jìn)行了有效清除，疏通原油流通通道，恢復(fù)油井產(chǎn)能，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好（圖5）。

3 ?結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著溫度提高，原油黏度降低，使得洗井助排液對(duì)原油的滲透能力及溶解效果增加。解堵助排劑含量為5.0%時(shí)，降黏率均能達(dá)到85.0%以上，具有良好的降黏效果。

（2）研究表明，常規(guī)洗井助排液具有較低的界面張力，但高溫（100 ℃以上）會(huì)對(duì)助排液中的表面活性產(chǎn)生影響。所以此解堵工藝更適合應(yīng)用在油藏溫度在80?℃以下、黏度超過1?000 mPa·s（50 ℃）、中淺層稠油油藏的油井解堵。

（3）施工加熱車由兩個(gè)撬裝箱體組成，占地面積小，加熱效能高，安全有保障，非常適合海上熱解堵作業(yè)。同時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要調(diào)節(jié)溫度，可以滿足生產(chǎn)油井的正常熱洗井解堵作業(yè)。

（4）針對(duì)地層有機(jī)物沉積堵塞問題，采用洗井助排液和解堵助排液結(jié)合的方式。洗井助排液有很好的滲透分散作用，能夠使有機(jī)堵塞物剝離出來，通過有機(jī)高效清洗劑軟化溶解，最終隨返排液將堵塞物的反排替除。同時(shí)解堵助排液和親油的有機(jī)溶劑與產(chǎn)出水形成的乳狀液，降低原油在輸送過程中與巖石、管道表面的粘附力和界面張力。

（5）該井作業(yè)完后流壓有下降的趨勢(shì)，根據(jù)作業(yè)有效期的情況，可以摸索出周期熱解堵的作業(yè)方案。

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