大斜度井定點(diǎn)解堵技術(shù)的研究與應(yīng)用

邱小華

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

大斜度井在海上油田開發(fā)中得到了越來越多的應(yīng)用，大斜度井根據(jù)開發(fā)需求，往往需下入分層管柱進(jìn)行分層開發(fā)，并通過開關(guān)管柱上的配產(chǎn)器（生產(chǎn)滑套）進(jìn)行分層調(diào)配及分層酸化。目前國(guó)內(nèi)分層生產(chǎn)管柱分層控制方法主要有機(jī)械開關(guān)滑套、井下智能開關(guān)和電纜永置生產(chǎn)控制三大類[1]。無線智能分采管柱主要受電池壽命影響[2]，目前海上油田應(yīng)用不多，而電纜控制式分采管柱在海上油田還處于探索階段，應(yīng)用成功率不高。

大斜度井在進(jìn)行完修井作業(yè)及生產(chǎn)期間，均會(huì)產(chǎn)生一定的儲(chǔ)層堵塞傷害。渤海油田目前使用的解堵技術(shù)主要有物理解堵和化學(xué)解堵兩大類[3-4]，物理解堵技術(shù)主要包括超聲波解堵、自生熱解堵、電脈沖解堵等，化學(xué)解堵以酸化解堵為主。目前渤海油田解堵主要采用不動(dòng)管柱酸化解堵工藝，現(xiàn)有的分層酸化工藝能夠滿足常規(guī)定向井的需要，大斜度井不動(dòng)管柱往往只能進(jìn)行全井籠統(tǒng)酸化。單獨(dú)進(jìn)行動(dòng)管柱酸化則作業(yè)周期長(zhǎng)，施工費(fèi)用高[5]。

為有效解決大斜度井生產(chǎn)期間的儲(chǔ)層堵塞問題，渤海某油田通過將解堵增產(chǎn)工藝與修井作業(yè)結(jié)合：起出井內(nèi)生產(chǎn)管柱后，下入定點(diǎn)解堵管柱，對(duì)生產(chǎn)期間堵塞層位進(jìn)行定點(diǎn)解堵。針對(duì)該油田，優(yōu)化解堵配方，進(jìn)行有機(jī)清洗加螯合解堵的工藝進(jìn)行解堵，可有效清洗近井地帶有機(jī)堵塞，同時(shí)溶解鈣鎂垢等堵塞物，增加油井產(chǎn)能。

1 大斜度井分層解堵工藝

1.1 大斜度井定點(diǎn)解堵管柱介紹

針對(duì)海上油田作業(yè)成本較高的特點(diǎn)，將修井作業(yè)與解堵工藝相結(jié)合，以降低作業(yè)成本。修井起出原井生產(chǎn)管柱后，下入管柱完成通井、沖洗、驗(yàn)密封筒以及逐層解堵。在通井、沖砂、驗(yàn)封作業(yè)期間，對(duì)防砂管柱各封隔器密封位置及鉆具誤差進(jìn)行校核，以保證解堵作業(yè)時(shí)層間分隔的準(zhǔn)確。

目前國(guó)內(nèi)陸上油田針對(duì)油水井分層酸化管柱研究較多，設(shè)計(jì)的酸化解堵工藝管柱能夠滿足30-45MPa的施工壓力[6-7]。渤海某油田酸化解堵多使用酸化船進(jìn)行施工，解堵作業(yè)施工壓力在18MPa以內(nèi)，酸化解堵管柱設(shè)計(jì)較陸上油田進(jìn)行了優(yōu)化。該油田常規(guī)φ177.8mm套管井內(nèi)防砂管柱內(nèi)徑為98.55mm[8]，分層解堵時(shí)下入φ98mm隔離與定位密封來實(shí)現(xiàn)層間分隔，在目前酸化工藝下，管柱能夠?qū)崿F(xiàn)層間分隔。隔離密封與定位密封工具如圖1、圖2所示，其技術(shù)參數(shù)如表1、表2所示。

圖1 定位密封實(shí)物圖

圖2 隔離密封實(shí)物圖

表1 定位密封技術(shù)參數(shù)

表2 隔離密封技術(shù)參數(shù)

解堵作業(yè)時(shí)根據(jù)防砂管柱進(jìn)行解堵管柱的精細(xì)配管，如圖3所示。防砂管柱分為5層，在進(jìn)行第2層解堵時(shí)，利用隔離密封實(shí)現(xiàn)層間分隔，通過帶孔管擠注解堵劑。第2層解堵結(jié)束后，依次通過密封實(shí)現(xiàn)層間分隔，進(jìn)行后續(xù)的解堵作業(yè)。

圖3 大斜度井解堵管柱示意圖

1.2 “有機(jī)清洗+螯合解堵”工藝簡(jiǎn)介

渤海某油田通過對(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該油田油井儲(chǔ)層污染原因主要有以下幾個(gè)方面：（1）粘土礦物膨脹運(yùn)移；（2）細(xì)粉砂運(yùn)移出砂；（3）有機(jī)堵塞；（4）鉆完井液漏失造成儲(chǔ)層傷害。

粘土礦物的膨脹運(yùn)移是油井污染的一個(gè)重要因素，常規(guī)酸液體系盡管能夠解除這種污染，但由于常規(guī)含氟類解堵液往往與粘土礦物直接發(fā)生溶蝕反應(yīng)，破壞了粘土礦物的晶體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致溶蝕率過高，因此使得返排液中粘土固相含量也較高，原油、水、粘土礦物三相在儲(chǔ)層中也更容易發(fā)生乳化，這些乳化的返排液進(jìn)入流程后非常難處理，甚至可能對(duì)平臺(tái)到終端的生產(chǎn)流程都造成嚴(yán)重影響[9-11]。

針對(duì)該問題，技術(shù)人員通過研究，優(yōu)選的解堵工藝為“有機(jī)清洗+螯合解堵”的解堵工藝[12]。螯合反應(yīng)不破壞粘土礦物晶格，只是把晶格中高價(jià)金屬離子“置換”出來，螯合解堵劑和粘土礦物中金屬離子發(fā)生廣義的“陽離子交換”，使水化膨脹的粘土礦物體積縮減，進(jìn)而恢復(fù)液相有效滲透率，也避免了過度溶蝕造成的返排液乳化問題。該解堵體系特點(diǎn)如表3所示。

表3 “有機(jī)清洗+螯合解堵”體系特點(diǎn)

1.2.1 有機(jī)清洗劑

有機(jī)清洗劑主要組成為有機(jī)溶劑+表面活性劑+添加劑，主要用于清洗高含蠟、瀝青等有機(jī)物質(zhì)引起的油管、井筒、海管、地層堵塞等，其理化性能參數(shù)如表4所示。

表4 有機(jī)清洗劑理化性能參數(shù)

1.2.2 螯合解堵劑

螯合解堵劑由預(yù)處理劑與主處理機(jī)組成，螯合解堵預(yù)處理劑主要成分為螯合劑+聚乙二醇+表面活性劑，主要用于解除無機(jī)固相復(fù)合堵塞，其理化性能參數(shù)如表5所示。

表5 螯合解堵預(yù)處理劑理化性能參數(shù)

螯合解堵主處理機(jī)主要成分為螯合劑+聚乙二醇+低碳醇醚+表面活性劑，主要用于解除無機(jī)固相復(fù)合堵塞，其理化性質(zhì)如表6所示。

表6 螯合解堵主處理劑理化性能參數(shù)

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

渤海某油田X17ST02井完井方式為φ177.8mm尾管射孔+φ114.3mm優(yōu)質(zhì)篩管壓裂充填防砂，防砂層數(shù)為6層，防砂管柱最小內(nèi)徑為φ98.55mm。經(jīng)過多年生產(chǎn)，產(chǎn)液與產(chǎn)油量均下降，綜合判斷該井在生產(chǎn)過程中儲(chǔ)層近井地帶及篩管段存在重?zé)N沉積污染，粘土顆粒類固相微粒運(yùn)移堵塞油流通道，從而導(dǎo)致產(chǎn)液能力下降。經(jīng)過潛力分析，決定在該井修井檢泵期間對(duì)第三、四、六層進(jìn)行分層解堵，解堵方案為有機(jī)清洗+螯合解堵。

本井解堵zone6#/zone4#/zone3#射孔層段垂厚分別為14m/9m/14m，清洗液半徑設(shè)計(jì)為0.83m/0.77m/0.67m，前置液半徑設(shè)計(jì)為0.67m，處理液半徑設(shè)計(jì)為1.10m/1.19m/1.23m，因此zone6#/zone4#/zone3#設(shè)計(jì)段塞用量為，清洗液9m3/5 m3/6m3，前置液6m3/4m3/6m3，處理液16 m3/12 m3/20m3。施工用量如表7所示。

表7 X17ST02井解堵劑用量表

起出井內(nèi)生產(chǎn)管柱后下入通井沖洗管柱進(jìn)行通井沖洗，并對(duì)密封筒密封情況進(jìn)行驗(yàn)封。通井沖洗管柱組合：φ73mmEU倒角斜口引鞋+φ73mmEU油管+變扣+φ98.55mm隔離密封+變扣+φ73mmEU油管+變扣+φ98.55mm定位密封總成+φ73mm油管+變扣+φ88.9mmEU油管+變扣+φ88.9mm鉆桿+變扣+φ127mm鉆桿。驗(yàn)封期間，各封隔器位置及鉆具誤差進(jìn)行校核，以保證解堵時(shí)配管的準(zhǔn)確性。

隨后下入解堵管柱，進(jìn)行解堵作業(yè)。解堵過程管柱配管如圖4所示。

圖4 X17ST02井解堵配管示意圖

該井解堵作業(yè)流程如下：

1) 下解堵管柱至zone6#，zone6第一段塞解堵作業(yè)；

2) 下解堵管柱至zone4#，zone4第一段塞解堵作業(yè)；

3) 下解堵管柱至zone3#，zone3第一段塞解堵作業(yè)；

4) 關(guān)井反應(yīng)24小時(shí)，zone3第二段塞解堵作業(yè)；

5) 起解堵管柱至zone4#，zone4第二段塞解堵作業(yè)；

6) 起解堵管柱至zone6#，zone6第二段塞解堵作業(yè)；

7) 起出解堵管柱。

X17ST02井經(jīng)過解堵作業(yè)后，產(chǎn)液量、產(chǎn)油量均有不同程序的提高，統(tǒng)計(jì)了該井解堵前后3個(gè)月產(chǎn)液、產(chǎn)油情況（如圖5所示），從該圖看出，經(jīng)過分層解堵施工之后，該井產(chǎn)液量與產(chǎn)油量有明顯的上升，儲(chǔ)層堵塞污染問題得到了較好的解決。

圖5 X17ST02井解堵前后產(chǎn)液、產(chǎn)油、產(chǎn)水量對(duì)比圖

3 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）通過將動(dòng)管柱修井作業(yè)與解堵工藝措施相結(jié)合，在修井作業(yè)期間，針對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行定向解堵，可有效解除大斜度井儲(chǔ)層污染堵塞問題；同時(shí)能夠降大幅低單井作業(yè)費(fèi)用，有效降本增效。

（2）定點(diǎn)解堵管柱，能一趟管柱完成通井沖洗、驗(yàn)密封筒以及逐層解堵，節(jié)約三趟鉆的時(shí)間，大大提高作業(yè)時(shí)效，降低作業(yè)成本。

（3）“有機(jī)清洗+螯合解堵”的解堵工藝可有效清除近井地帶膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等有機(jī)傷害，同時(shí)對(duì)粘土礦物溶蝕率低，減少返排液中固相含量，具有顯著的提液增油效果。