老井高效作业工艺技术研究与应用

2014-12-24宋连银赵志平魏江伟马红星王忍峰

石油化工应用 2014年2期

宋连银，赵志平，魏江伟，马红星，王忍峰

（1.中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安 710200；2.川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，陕西西安 710018）

本项目以姬塬油田老井高效作业为目标，结合姬塬油田三叠系、侏罗系两大主力油藏的地质特征，提出了重复压裂改造工艺的基本思路和方法。重点研究了稠化水酸性清洁压裂液压裂和酸蚀多缝体积改造压裂、水井微弱酸酸化工艺和负压返排工艺，取得了较好的应用效果，对姬塬油田提高稳产水平和开发效益具有重要意义。

2013 年，长庆油田明确了连续四年油井措施增油40 万吨的目标，这就对老井压裂酸化等修井作业提出了更高的要求。面对措施增油任务重、措施工作量大等挑战，采油五厂以提高采收率、提高单井产量，降低成本的“两提一降”为目标，深入贯彻“体积压裂”理念，开展“重复压裂年”活动。在实施过程中，采油五厂通过稠化水酸性清洁压裂液、酸蚀多缝体积改造等多种工艺技术，提高措施作业效率，努力提升措施增产水平，实现了姬塬油田经济有效的开发。

1 高效作业工艺技术研究

姬塬油田是典型的低渗透油田，压裂是低渗油田开发必不可少的一个作业环节，姬塬油田在压裂技术方面已积累丰富的经验和成绩，并一直在探索适合姬塬地层特点的压裂技术。多年来，为了提高单井产量，提高采收率，在姬塬油田先后开展了缝内转向压裂、前置酸压裂等一系列老井重复改造压裂技术，这些技术目前在低渗油田的重复改造中仍扮演着重要的地位[1]。

但随着技术进步，材料科学的发展，出现了多种技术组合与集成，这些技术在油井的增产和增注措施方面发挥巨大的作用。压裂酸化向提高油藏采收率方向发展，在所有措施完井过程中，低－无伤害是所有工作液的发展方向和要求。提高压裂酸化施工作业效率和降低作业成本，是今后老井措施新的目标和方向。

1.1 稠化水酸性清洁压裂液高效作业工艺

采用稠化水酸性清洁压裂液无论进行重复压裂，还是进行新井投产压裂，都取得了一定的改造效果，证明该技术具有较强的实用性[2]。另外，其具有无需现场配液，压后不用抽汲的技术特色，能够节省大量的时间，缩短试油周期，这对如何提高单井或井组试油作业效率提供了一个新思路。

图1 稠化水酸性清洁压裂液现场施工流程示意图

稠化水酸性清洁压裂液体系具有现场连续混配、压后不抽汲等技术特色，能够简化目前施工工序，无需提前配液，可减少现场备罐量，压后不清罐；在施工时，主要依靠清水和稠化剂混合产生交联反应从而携砂进行压裂施工，只要准备好足够的稠化剂、清水和石英砂，就可连续实现加砂压裂；压后无需抽汲直接投产，可以提高施工效率，缩短作业周期。

表1 作业周期对比表

图2 采用稠化水酸性清洁压裂液现场压裂过程

1.2 酸蚀多缝体积改造压裂

通过酸改造来实现天然微裂缝的开启，降低渗流阻力，提高储层基质向裂缝壁面的供油能力，通过造多缝而不是造长缝，扩大泄流面积，已成为超低渗储层改造新的技术方向[3]。

图3 酸蚀多缝体积改造示意图

该技术通过使用较大的前置酸量，使用大排量挤酸，并在挤酸后关井反应，酸液可实现对近井地层、裂缝壁面、远端裂缝周围地层进行深部解堵处理，并且在大排量挤酸的过程中通过溶蚀作用可以开启地层微裂缝，形成新的产油通道。挤酸关井反应后对储层压裂改造，在扩大裂缝规模的同时，将酸溶蚀开启的微裂缝填砂延伸，实现对储层的体积改造目标。该工艺施工参数特点如下：

（1）大前置酸量，30～50 m3前置酸，扩大酸处理范围，沟通近井地带微裂缝。

（2）大排量挤酸，1.4～1.6 m3/min 排量挤酸，高于地层破裂压力开启微裂缝。

（3）挤酸后关井反应，挤酸后关井1～2 h，保证酸岩反应时间。

酸蚀多缝体积改造不仅实现了近井地带酸处理，而且对裂缝深部及与主裂缝沟通的微裂缝进行深部处理改造，将裂缝井的线性流改造后实现了井筒周围大范围的径向流，实现提高改造效果的目的。前置酸压裂施工前，往往需要在酸罐中配制，配酸的过程中难免造成酸液外溅或漏失，由于原酸不同于残液，对环境及人体伤害较大。目前酸改造井逐渐增多，酸量逐渐增大，而且使用酸罐车配酸会增加很大的成本，因此有必要探索应用连续混配酸改造施工工艺。由于酸量大，施工时上水可分别接原酸和水，通过阀门控制比例，实现连续混配，安全环保。这样只需要将原酸拉运至井场，直接连接混砂车，同时上水和原酸，并在搅拌罐或管线中混合，这样避免了原酸泄漏造成的污染和伤害。而且混配后可根据工艺在搅拌罐中加入化学药剂，适用于复杂工艺的施工。

2013 年酸蚀多缝体积改造47 口井，酸量均在40～50 m3，在初期仍使用原始配酸方式，工序复杂，后期40口采用连续混配施工，平均施工时间减少1 h 以上，并且原酸无泄漏，实现了环保要求。

1.3 水井微弱酸酸化

微弱酸酸化液是一种酸性分子成膜溶液，稀释后通过撬装式柱塞泵每天随着注入水定量注入，不影响水井的正常注水，达到快捷酸化的目的[4]。酸液主要有以下作用：（1）酸液将注水井中的碳酸盐垢和硫酸盐垢缓慢溶解，疏通水流通道；（2）酸液进入储层降低储层pH 值环境，增大岩石表面的Zeta 电位和岩石表面接触角，降低岩石表面亲水性，从而提高储层渗透率；（3）微弱酸酸化液中表面活性剂利用阴阳离子静电吸附的反应特性，在油藏矿物表面沉积形成的单层分子膜，由于砂岩显电负性，成膜剂进入储层后会在砂岩表面发生吸附，憎水基向外排列，除剥落水膜外还具有改变岩心润湿性和粘土防膨的作用，达到降压增注目的。液体由储液罐进入隔膜泵，在隔膜泵作用下，通过出口接头、不锈钢高压截止阀，进入高压耐酸管线，通过井口单流阀接头进入单流阀，在隔膜泵压力作用下，酸液进入进口注水主管线，随主水管线进入地层，酸解底层。

图4 工作流程图

1.4 负压返排工艺

油水井在生产过程中，近井周围常常发生因蜡（胶）质、垢、无机颗粒等沉积造成的堵塞，严重影响油水井的产量和注水量。为了解除近井地带的堵塞，提高油水井的产量和注水量，目前全国各油田多采用物理或化学的方法，如水力脉冲、压裂、酸化、爆压等工艺措施，取得了不同程度的效果。但上述工艺措施有可能增加地层渗流面积，而对于剥落的机杂颗粒和二次沉淀物无法彻底排除（目前采用返洗或泡排），导致措施效果低，有效期短。为了有效地提高低渗油层的措施效果和延长其有效期，适时引进负压返排工艺技术，提高了措施有效率及措施效果[5]。

2 现场应用效果分析

2.1 稠化水酸性清洁压裂应用效果

2013 年，稠化水酸性清洁压裂液在油井重复改造中应用18 口井，累计增油量超过5 000 t，平均单井日增油1.05 t，平均单井日增油238.9 t，取得了较好的应用效果（见表2）。

表2 姬塬油田2013 年稠化水酸性清洁压裂液效果表

从整体效果看，延安组应用效果好于延长组应用效果。主要表现在延安组储层物性明显优于延长组，压裂裂缝内部和裂缝附近岩石孔隙中的垢物堵塞得到有效解除后，压裂裂缝及其附近导流能力明显提高，使得油井产液量明显增加；而延长组储层地层结垢程度明显弱于延安组储层，由于储层物性差，油层平面注采矛盾突出，除近井及裂缝内存在堵塞外，注水见效程度低是延长组储层油井低产的主要原因。

2.2 酸蚀多缝体积改造压裂应用效果

2013 年，酸蚀多缝体积改造压裂在油井重复改造中应用47 口井，累计增油量超过5 000 t，平均单井日增油1.05 t，平均单井日增油238.9 t，取得了较好的应用效果（见表3）。

表3 姬塬油田2013 年酸蚀多缝体积改造效果表

从整体效果看，酸蚀多缝体积改造压裂在长4+5储层应用效果好于长2 和长8。主要是由于长2 储层在酸蚀多缝体积改造压裂措施解堵后，含水明显上升，严重影响了措施效果。长8 储层仅应用1 口井，并不能说明工艺的适用性。而长4+5 储层酸蚀多缝体积改造压裂后，地层堵塞得到有效解除，油井产能得到恢复，措施效果良好。