注水井酸化解堵增注技术

2019-10-21 08:51吴艳敏
中国化工贸易·下旬刊 2019年11期
关键词:堵塞水井

吴艳敏

摘 要:针对巴什托普油田岩层胶结比较致密,孔隙喉道细小且非均质性强,另外,储层中泥质含量较高,高岭石、伊利石含量较大,因此在注水过程中粘土与外来水接触膨胀,剥离的微粒在运移过程中可能堵塞孔道,导致注水井注水能力下降,所以需要研究一项有效的水井酸化解堵技术来提高注水井注水量。

关键词:堵塞;水井;沉淀;酸化解堵;酸液

因巴什托普油田注水井受悬浮物、结垢、细菌、粘土等因素的影響,如采用常规酸液处理,很容易发生二次堵塞。因此,利用酸化压裂技术重新造缝,在采用新型药剂吸附在酸化过的孔道内壁表面形成保护膜,防止后续污染物在孔道壁面附着沉积。

1 区块概况

巴什托普油田位于西南坳陷麦盖提斜坡群苦恰克构造带。1992年12月曲3井在石炭系下统巴楚组生屑灰岩测试获日产油46m3,天然气1.2×104m3;1994年,石炭系生屑灰岩上报探明储量,含油面积24.1km2,地质储量329×104t,可采储量65.8×104t;2006年,套改变更为含油面积17.46km2,石油地质储量238.35×104t,可采储量47.67×104t。

2 存在问题

2.1 储层非均质性强,粘土矿物含量高

巴什托普油田岩层胶结比较致密,孔隙喉道细小且非均质性强,另外,储层中泥质含量较高,高岭石、伊利石含量较大,因此在注水过程中粘土与外来水接触膨胀,剥离的微粒在运移过程中可能堵塞孔道,导致注水井注水能力下降。

2.2 注入水细菌含量和悬浮物超标

多次在注水井井口或洗井时取水样化验数据表明管线中和井筒中均存在着沉积的污染物质;在注水过程中,如水源含有大量悬浮物或细菌,在进入地层后污染物会堵塞毛细孔道,而细菌会在地层内形成沉淀,进一步导致注水压力上升,注水量下降,影响注水井注水效果。

3 酸化压裂技术

酸化压裂(简称酸压)用酸液作为压裂液,不加支撑剂的压裂。酸压过程中一方面靠水力作用形成裂缝,另一方面靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面。停泵卸压后,裂缝壁面不能完全闭合,具有较高的导流能力,可达到提高地层渗透性的目的。酸压和水力压裂的比较:①相同点是增产的基本原理和目的都是相同的,目标是为了产生有足够长度和导流能力的裂缝,减少油气水渗流阻力;②主要差别在于如何实现其导流性,对水力压裂,裂缝内的支撑剂阻止停泵后裂缝闭合,酸压一般不使用支撑剂,而是依靠酸液对裂缝壁面的不均匀刻蚀产生一定的导流能力。

3.1 酸液的滤失

3.1.1 酸液滤失量计算

①把地层储集空间近似为孔隙型,滤失主要受酸液的粘度控制,可以用计算压裂液的滤失系数公式来计算;②当滤失速度和滤失量都很大,酸压施工中常出现施工压力突然下降现象,这就是天然裂缝张开,导致酸液滤失量突然增加所致。对这种情况,一般都是通过室内岩心实验近似确定。

3.1.2 控制酸液的滤失

①固相防滤失剂,最常用的酸液固相防滤失剂是刺梧桐胶质和硅粉。刺梧桐胶质在酸中能膨胀并形成鼓起的小颗粒,在裂缝壁面形成桥塞,阻止酸蚀孔道的发展,降低滤失面积。硅粉在水力压裂中常用作防滤失剂,在酸压中加入酸压前置液中,以填满或桥塞酸蚀孔道和天然裂缝,有效地降低酸液的滤失;②在注入活性酸之前,用交联的或具有一定粘度的前置液。造缝具有三大优点:第一,采用前置液破裂地层形成裂缝,并在裂缝壁面形成滤饼,可以降低活性酸的滤失;第二冷却井筒和地层,减缓酸液对油管的腐蚀,降低酸岩反应速度,增大酸液有效作用距离;第三胶化酸、乳化酸和泡沫酸等改性酸,胶化酸是相当稳定的,而且由于粘度大,在形成废酸前能有效地防止酸液的滤失。

3.2 前置液酸压设计方法

前置液酸压:在酸压中,常用高粘液体当作前置液,先把地层压开裂缝,然后再注入酸液。前置液粘度高,滤失量小,可形成较宽、较长的裂缝。减少了裂缝的面容比,降低酸液的反应速度,增大酸的有效作用距离。前置液预先冷却了地层,岩石温度下降,起缓蚀作用。当酸液进入充填了高粘度的液体的裂缝时,粘度很小的酸液不会均匀地把高粘液顶替走,而是在高粘液体中形成指进现象,由于减少了接触表面积,一方面降低了漏失量,另一方面又减缓了酸液反应速度。因此,能用较少的酸量造成较长的有效裂缝。

3.3 裂缝和酸液温度的计算

3.3.1 裂缝几何尺寸

酸压中粘度较高的前置液与粘度较低的酸液是顺序注入的。由于前后注入液体的性质差别,在两种液体界面前后就存在不同的压力梯度,这使得裂缝几何尺寸的计算复杂化。为简化计算方法,认为缝的几何尺寸由注入的前置液造成。

3.3.2 缝中酸液温度

酸液进入前置液造成裂缝后,部分酸液可能与油层温度平衡。酸液在缝中的温度分布取决于油层温度及反应热对它的影响。一般设计中可简化为在某一平均温度下的酸的反应。

4 现场实施及效果分析

从2018年至今共实施酸化压裂技术3井次,3口注水井注水压力均有不同程度上的下降。平均单井注水压力由20.2MPa下降至15.7MPa下降胃4.5MPa,日注水量由46.7m3增加至56.7m3日增注水10m3,措施效果显驻。

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