低渗透油层有机土酸解堵体系评价及应用

魏江伟,石亮亮,王 飞,贾 珍,杨岳林,白 鹏,刘 畅

(1.中国石油长庆油田分公司 第五采油厂,陕西 西安 710200; 2.延安市永科石油工程技术服务有限公司,陕西 延安 716000; 3.中国石油大学(华东) 科学技术研究院,山东 青岛 266580)



低渗透油层有机土酸解堵体系评价及应用

魏江伟1,石亮亮1,王 飞1,贾 珍2,杨岳林2,白 鹏2,刘 畅3

(1.中国石油长庆油田分公司 第五采油厂,陕西 西安 710200; 2.延安市永科石油工程技术服务有限公司,陕西 延安 716000; 3.中国石油大学(华东) 科学技术研究院,山东 青岛 266580)

在油田实际生产中,低渗油层的堵塞问题已经成为低渗透油田研究的焦点,寻求一种能保证堵塞物的溶失率与地层配伍良好的低伤害解堵体系有重要意义。结合长庆油田低渗、特低渗油藏特点,经室内研究,通过对表面活性剂、原油粘度、润湿反转效果等技术指标进行对比后确定组方的配比,然后将该有机土酸组方体系进行现场试验,最终证明,本解堵体系比常规土酸配方技术指标更先进,不仅解除了有机物与无机物的堵塞问题,而且还解决了常规酸化增注、酸化压裂等工艺未能解除堵塞的难题,尤其对油、水井的解堵效果更为显著。

低渗透油层;解堵体系;有机土酸组方体系

低渗透油田一般微裂缝构造破碎、油层埋藏深、渗透率低,物性差、原油含沥青质高、泥质含量高,地层压力水平低[1]。油层在钻井或洗井作业过程中泥浆、洗井液、压井液容易侵入油层而造成泥浆堵或地层原油乳化堵和机械杂质堵塞水锁等[2]。在油田开发过程中,低渗透储层喉道细,若水质不达标,注入地层后会造成污染堵塞,油井压裂液返排不彻底也会造成一定的油层伤害[3]。寻找一种能保证堵塞物的溶失率与地层配伍良好的低伤害解堵体系在油田实际生产中有重要意义。通过对国内外油田的资料调研及长庆及延长油田的现场技术调研,陕西省某企业研发了以缓速酸为主剂,以多种表面活性、渗透剂、高效助排剂等为添加剂的解堵体系[4],在保证活性剂能快速清除岩石表面的有机物质的前提下,使有机解堵剂与地层充分反应,并延缓与地层作用时间,达到了深部解堵的目的。目前,该技术在长庆油田实施了70多口井都取得了很好效果。

1 有机土酸组方体系简介

本技术是一个组方体系,主剂分为A、B组方。

A方:YF-1两性表面活性剂,为预处理液,主要作用是解除地层中有机物类蜡、胶质、沥青质类堵塞。

B方:有机土酸组方,为主处理液,作用是解除无机物和腐生菌类堵塞。主要包括无机酸、有机酸缓蚀剂、铁离子稳定剂和有机表面活性剂缓速剂。

2 体系筛选室内试验

2.1 A方筛选

为了增强酸化作业中溶解蜡、胶质、沥青质等有机物堵塞,我公司研究成功了YF-1无伤害增效解堵剂。本产品为两性离子表面活性剂配制,具有超低界面张力特性,能有效改善地层润湿性。

(1)YF-1表面活性剂技术指标。

(2) YF-1表活剂对原油粘度的影响。

随机任性一种原油,加入质量分数1%YF-1表活剂,考察药液对原油在不同温度下黏度的影响,实验结果如下:

(3)YF-1表活剂与其他药剂润湿反转对比试验。

YF-1表活剂可将原始状态的油包水转换成水包油状态,改善润湿性。水包油状态降低了原油在地层中的流动阻力,利于原油的开采,效果如图2所示。

图1 YF-1表活剂对原油黏度的影响图

注:加入1%YF-1表活剂后,23 ℃时,原油黏度降低40%,40 ℃时,原油黏度降低50%。YF-1具有显著降低原油的黏度作用。

YF-1表面活性剂与瓶内壁接触处理后,改善了润湿性,原油与瓶内壁不易黏附。本演示可旁证原油在地层运移过程中不易再次黏附在岩石表面。

图2 YF-1表面活性剂润湿反转试验

将图2中样品同时倒置,观察瓶内底部挂壁情况,结果①、②、③、④号样品均有挂壁，⑤、⑥号样品无挂壁,成透明状。

表1 YF-1表活剂技术指标

2.2 B方筛选

2.2.1 缓蚀剂的选择

甲酸和乙酸是有机酸,其优点是低腐蚀性和高温条件下的腐蚀可抑制性。经试验得知,乙酸比甲酸贵,在特殊施工中,乙酸不能完全反应,对岩石反应强度弱于甲酸。甲酸在140 ℃高温时仍可获得有效的抑制效果,HCL需要更高的浓度的抑制剂,所以选用甲酸,甲酸是很理想的缓速剂。

2.2.2 铁离子稳定剂的选择

选取CT1-7做铁离子稳定剂,其试验指标如表2所示。可防止铁离子二次沉淀,降低地层伤害,同时其配伍性好。

表2 CT1-7做铁离子稳定剂的试验指标

2.2.3 有机表面活性剂缓速剂的筛选

本配方选用AES作为缓速剂。AES表活剂由OP、吐温等非离子表活剂复合配置,将本种表活剂与酸混合制成油酸乳状液,这种乳状液进入地层后,乳化液在地层表面的吸附而逐渐破坏并析出酸,将地层酸化,乳化剂用量大些,就可大大降低与地层的反应速度。

2.2.4 有机土酸(B方)主剂试验指标

室内试验是根据地层条件模拟地层岩性 、温度及原油物性。选用不同浓度及不同配比的解堵剂进行试验,主要对解堵剂的钙质、钠土溶蚀率、溶蜡速度、溶胶速度及溶失时间、乳化油降黏率、和对N80钢腐蚀率、表面张力、界面张力进行试验,得到有机土酸组方试验指标,如表3所示。

表3 有机土酸组方试验指标

以上结果表明,本组方体系中(B方)复合有机酸配方完全满足了“组方预定评价指标”,可以投入现场施工。

3 有机酸组方体系的形成及特点

3.1 有机酸组方体系的形成

根据前期实验,选择(CH2O3)+(CT1-7)+AES+(YF-1)+HCL+HF作为该体系的配方。其要求的技术指标如表4所示。

表4 有机土酸组方体系评价指标

3.2 有机酸组方体系的特点

(1)该解堵剂适应油层温度40～120 ℃。

(2)该解堵剂具有延缓与地层作用时间长的性能,可达到深部解堵助排效果。

(3)对泥质砂岩地层具有较高的溶蚀率,对低渗透油藏岩心渗透率提高黏度为100%～200%,且有效期长。

(4)有机复合酸能同时解除蜡、胶质、沥青质类有机物堵塞和碳酸盐胶质结物、黏土胶结物等无机物堵塞。

(5)降低了二次沉淀对地层的伤害。

(6)在现场应用过程中,根据不同井况和不同类型油藏的污染情况,进行配方改进、完善形成单独使用和匹配使用的技术。

4 应用实例

长庆油田采油二厂于2013年8月采用有机酸组方体系对西32-37井进行注水作业,取得了重大成功。该井在注水过程中根据生产需求进行重孔爆压、常规酸化增注、酸化压裂等工艺时,表5为该井注水的历史数据情况,利用该组方体系解除了堵塞的历史难题,采用有机土酸组方体系措施后的统计效果如表6所示。

本井2013年8月25日酸化作业,9月1日正常注水,统计至2014年4月20日,有效期已达230 d,目前仍能达到日配注水量20 m3/d的指标。

表5 西32-37井注水历史数据(措施前)

表6 西32-37井注水历史数据(措施前后对比)

5 结束语

施工时,先注入高浓度YF-1表活剂做预处理液,再注入有机土酸,构成了双效解堵的有机土酸组方体系。通过现场试验可以看出,该有机土酸组方体系能同时解除有机物与无机物的堵塞。在用于注水井解堵时,可达到降压增注和驱油双重效果;而在用于油井解堵时,可达到解堵和扩孔双重效果。该技术与油田过去使用的常规土酸配方相比,技术水平更为先进,对油、水井解堵效果更为显著,具有一定的推广价值。

[1] 宋小刚.低渗透油田地质的开发与研究[J].石化技术,2016,23(8):232-232.

[2] 罗莉涛,刘先贵,孙灵辉,等.注入水中悬浮物对低渗透油藏储层堵塞规律[J].地质科技情报,2016(1):128-133.

[3] 罗莉涛,廖广志,刘卫东,等.安塞低渗透油藏注入水中悬浮油滴堵塞规律[J].科学技术与工程,2015,15(12):59- 63.

[4] 霍国栋,徐波,张营,等.油田酸化解堵工艺技术研究探索与分析应用[J].黑龙江科技信息,2012(30):49-50.

[责任编辑] 董大伟

2017-04-25

魏江伟(1982—),男,山东巨野人，中国石油长庆油田分公司第五采油厂工程师,主要从事石油与天然气工程研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2017.02.009

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1673-5935(2017)02- 0032- 03