砂岩油田高效注水策略及实施

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年4月11期   作者:王起云
[导读] 砂岩油田低渗区块由于油层敏感性强和注入水质等工艺不配套等
       王起云
       中石化胜利油田分公司清河采油厂
       摘要:砂岩油田低渗区块由于油层敏感性强和注入水质等工艺不配套等多因素的影响,注水井欠注和超压注水的问题一直影响着地层能量的补充和产量的稳定,本文介绍了胜利油田砂岩油藏地质特点及开采特征,以及胜利油田酸化增注技术现状,重点介绍了高效注水策略缓速酸酸化增注技术、氟硼酸酸化增注技术的原理及应用实践。
       关键词:砂岩油田;注水;酸化增注
1胜利油田砂岩油藏特性及开采特点
       胜利油田具有丰富的低渗透油藏资源,广泛分布于济阳坳陷各断陷湖盆的陡坡带、缓坡带及洼陷区,其储量在新增探明储量中所占的比例逐渐增大,截至目前胜利油田已探明低渗透油藏储量6.63亿吨,占胜利油田总探明储量的14.4%,已成为胜利油田的重要增储阵地,同时常规开发难度也越来越大。砂岩油田低渗区块由于油层敏感性强和注入水质等工艺不配套等多因素的影响,注水井欠注和超压注水的问题一直影响着地层能量的补充和产量的稳定。
1胜利油田砂岩油藏特性
1.1胜利油田砂岩油藏地质特点
       胜利油田低渗透油藏与国内同类油藏对比具有以下特点:(1)储层沉积类型多样胜利低渗透油藏储层沉积类型具多样化特点,有缓坡带的滩坝砂、洼陷区的浊积体,也有陡坡带碎屑流沉积的水下扇等。(2)油藏埋藏较深,储量丰度较低与国内其它低渗透油藏对比,胜利油田低渗透油藏的埋藏深度相对较深,主要以中深层为主。根据统计,全国低渗透油藏中埋深大于3000m的占总储量的15.5%,而胜利油区则占54.3%。同时,胜利油田低渗透油藏储量丰度普遍较低,有近一半的储量为特低-低丰度储量,50万吨每平方公里以下的特低丰度储量占了22.3%。(3)储层孔喉细小,油水两相共渗区窄。低渗透油藏孔隙以中孔和小孔为主,吼道以管状和片状的细喉道为主,喉道的中值半径一般小于1.5μm2。储层渗透率小于10×10-3μm2的特低渗透油田储量占16.2%。低渗透储层原始含水饱和度一般为40%左右,比高渗透层原始含水饱和度高20%以上。共渗区窄,为21%左右。(4)天然裂缝以微、细缝为主,储层压敏性较强胜利油田低渗透油藏储层中的天然裂缝以微、细缝为主,裂缝开度一般都在200μm以下,储层压敏性较强。(5)储层非均质性严重低渗透油藏一般非均质性严重。例如,史深100块平均渗透率13.3×10-3μm2,扇核部>50×10-3μm2;扇内缘10-50×10-3μm2;扇外缘5×10-3μm2。(6)特低渗储层存在可动水特低渗透储层由于自身的原因油藏原始含水饱和度一般为40%左右,比高渗透层原始含水饱和度高20%左右。
1.2胜利油田低渗透油藏开采特征
       低渗透油藏由于孔喉细小、供液能力差,开发过程中一般具有以下开采特征:(1)自然产能低,一般需要进行储层改造低渗透油田由于岩性致密、孔喉半径小、渗流阻力大,因而导致油井自然产能低。胜利油田比采油指数一般在0.02-0.35t/(d·MPa·m),均值0.101。(2)天然能量不足,地层压力下降快根据统计,胜利油田低渗透油藏一般每采出1%地质储量地层压力下降值大于1.0MPa。(3)产量递减快,无稳产期低渗透油藏传导性差,油井产量递减快。如盐22块月递减20%。(4)见水后无因次采液指数、采油指数随含水上升大幅度下降低渗透油藏油水粘度比小,见水后,采液指数急剧下降,到高含水期,又慢慢回升,其采油指数则是连续大幅度下降。(5)受压裂裂缝的影响,含水上升速度快压裂改造一方面增加油层的渗流能力,补充油层渗透率低的不足,为增加产液量起到了有利作用;另一方面,在油水井间的裂缝会造成油井含水上升加快。
1.3胜利油田注水技术现状
       目前,注水井的增注技术主要是以酸化增注为主,统计胜利油田近几年注水井增注技术应用情况,年酸化增注井在450口左右,其中酸化增注技术在400口左右,50口为与物理增注技术相结合的酸化增注技术,单纯的物理增注除升压增注以外基本没有实施。下图为某时间段实施增注情况。


       
       经过多年的现场应用,酸化增注在注水井的增注中取得了较好的效果,胜利油田增注技术已基本形成系列化,但是随着油田的开发要求,油田注水井欠注仍然相当严重。从表中可以看出,目前分公司日欠注井数占总井数的20%,其中低渗透欠注井占低渗透开注水井的40%。注水井欠注形式依然严重,同时增注难度越来越大。
2砂岩油田高效注水方法及实践
2.1缓速酸酸化增注技术
2.2.1缓速酸酸化增注技术原理及优点
       在缓速酸中应用较多的是有机缓速酸,由盐酸、甲酸、乙酸、氟化氨、氯化铵及添加剂等多种成分组成,通常与盐酸、土酸配合使用,在胜利油田多个采油厂得到广泛的推广应用。其原理是利用有机酸的弱酸性、反应速度慢的特点,来达到深部酸化的目的,同时具有长时间保持低PH值和络合Fe3+、Ca2+、AL3+离子的功能,因此能有效地防止Fe(OH)、CaF、AL(OH)等二次沉淀的生成,有机复合酸主要用于解除泥质胶结为主的砂岩地层深部堵塞。
       其优点:①它通过低碳有机酸酯处理地层的灰质、铁质组分,由于低碳有机酸是弱酸,在体系中逐级电离,因此能增大酸液处理深度,解决了常规酸化反应速度快无法深部解堵的缺陷;②通过低聚含氟酸及含氟络合物先后处理地层的硅质组分,通过低聚含氟酸在地层中电离出HF与硅酸岩类矿物反应,生成的钾、钠盐能溶于水。③砂岩缓速酸的外含氟络合物解释放HF后的成分是一种高效硅沉积阻止剂,可将反应产物保留在溶液中,并与乙酸互相作用避免酸化剥离出的这些金属离子产生二次沉淀;④它用了醛酮胺缩合物类的耐高温缓蚀剂,酸液除具有高温缓蚀性能,90℃下其腐蚀速率为≤5g/m·h,地层吸附量低,不会对地层产生伤害。⑤体系中选用的粘土稳定剂是小分子水溶性的甲胺基聚丙烯酰胺,通过与粘土吸附的阳离子交换,在粘土晶格中呈多点结合,改变粘土的理化性质、控制水化分散。
2.2.2缓速酸酸化增注技术应用实践
       主要在纯梁、临盘、东辛等采油厂应用,年实施在30井次以上,措施有效率89%,主要应用于物性差的受水质污染严重的低渗层。典型井:XI52-208,2008年以前累计注水6.2×10m,措施前泵压24.5MPa注不进,在2008年1月22日采用有机复合酸化解堵技术施工后见效显著,初期油压为0,日注50m/d,控制注水,至今仍然有效,有效期达到了3年以上。
2.3氟硼酸酸化增注技术原理及实践
       氟硼酸深度酸化的施工工艺如下:①先注入7~12%的HCL进行预处理;②注入浓度为8~12%的HBF进行深度酸化;③再注土酸进一步提高近井地带的渗透率。上述酸液中必须加缓蚀剂和破乳剂。全部酸液替入地层,关井反应10小时。对于水敏性地层,由于地层胶结物中粘土含量较高,注水过程中造成粘土矿物的膨胀运移,堵塞孔喉,使得水井欠注。针对这种情况,采用氟硼酸酸化工艺实现敏感性油层的解堵增注。主要应用于注清水的敏感性油藏的低渗油田的增注,主要在东辛、纯梁等采油厂应用,年实施井次20井次,有效率大于90%,有效期大于3个月。
       除上述两种增注新技术外,还有氧化解堵增注工艺技术、与超声波解堵、高压水射流、冲击波、振动解堵等物理增注措施相结合实施的酸性增注技术等。氧化解堵增注是解决注水井堵塞欠注的重要应用技术之一,近年来在注水井的增注中得到广泛的应用,由于其本身氧化性独特优势,使得该技术在注水井增注重处理效果好。而超声波解堵、高压水射流、冲击波、振动解堵等物理增注措施,在解除堵塞的同时,保护油层。另外还在注水管柱中加入振荡增注器,延长措施有效期。它是高压水射流技术与化学方法油层处理技术有机融合,通过物理、化学的双重作用,综合改造欠注层的一项技术,适用于中低渗透油藏的油层改造。
3结束语
       我国很多油田油藏为砂岩油藏,油藏在处于稳定产期后,多会表现出注水井压力较高,产生欠注问题,而此种问题出现后,将会对油田的增产和增注产生严重的影响。一般为确保油藏压力会进行注水井酸化增注作业,而现今油田注水井酸化问题较为严重,不但表现出工艺复杂、工作量和劳动强度大,还使欠注井逐渐增多,采用在砂岩油藏注水井中实施连续注入酸化技术的方式进行问题的改善和解决,不但能够有效降低工作强度,更能使注水井无反排工序,且最为重要的,此种技术能有起到很好的降压增注效果,对于油田产量的增加帮助巨大。因此,针对不同注水井堵塞、欠注原因及程度不同,研究新的注水技术与策略,有针对性的优化酸液配方,提高酸液的针对性,并研究其配套工艺技术,使增注技术更具针对性,提高增注效果。
参考文献
[1]朱桂林,李根生.滨南油田低渗欠注井酸化增注技术研究与应用[J].石油大学学报(自然科学版),2003,27(2):70-73.
[2]李阳,曹刚.胜利油田低渗透砂岩油藏开发技术[J].石油勘探与开发.2005,32(1):123-126.
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