超高温特低渗砂岩储层复合酸深部酸化技术

2022-10-17

一、引言

南堡油田某区块储集层普遍发育, 沙一段为一套辫状河三角洲河道沉积储层, 储层岩性主要为浅灰色粉砂岩、细砂岩和黄灰色砂粒岩。沙一段发育水下分流河道及河口坝砂体, 粒度较粗, 交错层理发育。岩石类型为岩屑长石砂岩, 石英含量30-41%, 长石含量33-45%, 粘土平均含量3.88%。粘土矿物以伊蒙混层和伊利石为主, 伊蒙混层平均为77.0%, 伊利石平均为19.7%。碎屑颗粒分选差-中等, 胶结类型为泥质胶结, 岩石为颗粒支撑, 颗粒间接触关系为线接触, 磨圆次棱-次圆。测井解释平均孔隙度12.4%, 平均渗透率9.8×10-3μm2, 为低孔特低渗储层。储层非均质性表现为平面上非均质性较强, 层间非均质性较弱, 层内非均质强。储层敏感性具有弱速敏、中等偏强-强水敏、中等偏强盐敏、中等偏弱-中等偏强酸敏、中等偏强盐敏的特征。

1. 储层潜在伤害特征及主要堵塞类型分析

(1) 储层地质特征及潜在伤害因素分析[2]

值储层地质特征及潜在伤害因素分析

岩性特征地质特征:岩性以岩屑长石砂岩为主。储层岩性较细, 泥质含量高, 粘土矿物以伊蒙混层为主。

潜在伤害因素:储层具有储层敏感性具有弱速敏、中等偏强-强水敏、中等偏强盐敏、中等偏弱-中等偏强酸敏、中等偏强盐敏的特征。不适当的外来流体于储层岩石接触, 会引起粘土矿物膨胀、分散等造成流通通道的堵塞。

物性特征地质特征:低孔低渗储集层, 孔喉结构较差。储层润湿性为强亲水。潜在伤害因素:酸化施工会引起许多问题, 包括:油管上的伤害物质进入地层;表面活性剂使油藏变为油湿, 特别是缓蚀剂, 可能引起乳化堵塞;水锁等。

流体性质地质特征:层状构造油藏。常规轻质油, 具有密度低、粘度低、含硫量低, 含蜡量高、胶质沥青质含量中等的特点。潜在伤害因素:外来流体与储层流体接触, 或储层环境的变化, 易产生有机、无机垢。

(2) 主要堵塞类型分析

1钻、完井液污染;

2外来流体侵入, 由储层敏感性造成的堵塞;

3生产过程中颗粒运移堵塞;

4酸化过程中造成的损害。

2. 超高温酸液体系研究

(1) 低浓度土酸体系

160℃下, 利用沙一段岩心, 测定不同时间下岩心粉在不同配方土酸中溶蚀率, 实验结果表明:当土酸中氢氟酸浓度低于1.5%时, 随着反应时间延长, 4小时溶蚀达到终点, 最终溶蚀率20%左右;当酸液中氢氟酸浓度大于等于1.5%时, 随着反应时间的延长, 酸液对岩心粉溶蚀率呈下降趋势, 分析可能是生成了二次沉淀。[3,4]因此高温砂岩酸化宜降低土酸中氢氟酸浓度, 保证对地层适度、清洁改造。推荐土酸中氢氟酸浓度0.5-1%。具体实验结果如下。

(2) 多元缓速酸体系

筛选评价出的多元缓速酸、多氢酸等缓速酸体系, 在常规酸达到溶蚀终点时仍然具备反应能力, 随反应时间延长溶蚀率逐渐增大, 提高了酸液穿透距离、有效解除储层深部堵塞, 有效恢复地层渗透率, 最大限度恢复油气井产能。[5]

(3) 不同温度系列高温缓蚀剂

不同温度下, 利用高温高压动态腐蚀仪, 通过测定不同土酸体系配方4小时对P110钢片腐蚀速率, 优选形成不同温度系列高温缓蚀剂, 实验结果如下:

3. 复合酸深部酸化工艺

按照注入处理液能否实现深穿透, 分为常规酸化工艺和深部解堵酸化工艺。[1]深部酸化工艺采用低浓度土酸复合多元缓速酸、多氢酸、自生酸等缓速酸中的一种或几种做为主体酸。注入的工作液包括前置液、主体酸、后置液;注入顺序为前置酸-主体处理酸-后置顶替液;前置酸用量为0.5-1.2m3/m, 主处理液用量:1.0~1.5m3/m, 后置液用量:0.6-1.2m3/m。[7,8]

4. 酸化、排液一体化施工管柱

按设计要求地面组配管柱, 管柱组合由下至上为:喇叭口*3000.0m+2-7/8in P110外加厚油管至井口; (在903m、1754m、2340m、2792m处分别加装第一至四级气举工作筒) 。研究形成的一体化施工管柱简化了施工工序, 缩短了作业周期, 节省了作业成本。[8]

二、现场应用效果

该技术自2012年研发成果成功以来, 已在该区块推广应用3井次, 有效率100%, 平均单井有效期260天, 截止2014.9月累计增油达到30345吨。

结论

1、首次开展了常规土酸在160℃下酸岩反应特征研究, 针对高温下常规土酸二次沉淀量大, 酸化过程可能对地层造成严重伤害的问题, 优化形成低浓度土酸体系。

2、针对储层物性差, 既有近井伤害又有远端污染, , 采用快反应的低浓度土酸与一种或几种缓速酸形成的复合酸做为主体酸, 在低浓度土酸快速解除近井污染的同时, 利用缓速酸穿透距离长的特点, 对储层深部污染进行解堵, 最大程度恢复储层渗透率, 最大限度恢复油气井产能, 该项研究成果达到国内领先水平。

3、针对大型酸化, 酸液量大、施工周期长的问题, 优化形成酸化-排液一体化大型酸化施工管柱, 将注酸、排液两道工序有机结合, 减少了酸化过程起下管柱次数, 节省了作业费用;缩短了施工周期, 保证了残酸快速返排, 降低了残酸对地层的二次伤害, 有力保障了酸化措施效果。该项成果达到国内领先水平。

参考文献:

摘要：冀东南堡油田某区块沙一段为高温 (160℃) 、特低渗油藏, 突出的地质特征是非均质性强, 油层多且单层薄, 物性差, 敏感性中等偏强, 在钻井、完井、采油及后期修井作业中储层污染严重, 产量下降快。[6]为彻底解除地层污染, 恢复油气井正常生产, 研制形成了超高温低渗透砂岩储层复合酸深部酸化技术。针对重度污染储层, 采用快反应的低浓度土酸与一种或几种缓速酸形成的复合酸做为主体酸, 在低浓度土酸快速解除近井污染的同时, 利用缓速酸穿透距离长的特点, 对储层深部污染进行解堵, 最大程度恢复储层渗透率, 最大限度恢复油气井产能, 该项研究成果达到国内领先水平。现场应用3井次, 有效率100%, 目前已累计增油30345吨, 取得了良好的效果。

关键词：超高温特低渗油藏,污染严重,复合酸,深部解堵