低滲透油藏的開(kāi)發(fā)技術(shù)

1、低滲透油藏的開(kāi)發(fā)技術(shù) 目 錄第一章 低滲透油藏概況- 1 -1.1 低滲透油藏地質(zhì)特征- 1 -1.2 低滲透油藏注水現(xiàn)狀- 1 -1.3 低滲透油藏增注工藝進(jìn)展- 2 -第二章 低滲透油藏增注技術(shù)的研究與應(yīng)用- 4 -2.1 酸化增注技術(shù)的研究與應(yīng)用- 4 -2.2 活性降壓技術(shù)的研究與應(yīng)用- 6 -2.3 徑向鉆井技術(shù)的研究與應(yīng)用- 7 -2.4 袖套射孔技術(shù)的研究與應(yīng)用- 7 -第三章 結(jié)論- 9 -第四章 下步技術(shù)攻關(guān)方向- 10 -參考文獻(xiàn)- 11 -致 謝- 12 -第1章 低滲透油藏概況濱南采油廠低滲透油藏探明儲(chǔ)量1.168×108t，動(dòng)用儲(chǔ)量0.958×10

2、8t，占采油廠儲(chǔ)量的29.4%，年產(chǎn)量占全廠的36.8%，相對(duì)斷塊、稠油油藏具有產(chǎn)量穩(wěn)、遞減小等特點(diǎn)，儲(chǔ)量投入規(guī)模、產(chǎn)量比重逐年加大，儲(chǔ)采平衡狀況及自然遞減率等指標(biāo)都領(lǐng)先于全廠平均水平，無(wú)疑是我廠重要的穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)陣地，因此，繼續(xù)擴(kuò)大低滲油藏儲(chǔ)量、產(chǎn)量規(guī)模，提高單井產(chǎn)能、采油速度和采收率，是采油廠可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要陣地。1.1 低滲透油藏地質(zhì)特征我廠低滲透油藏構(gòu)造簡(jiǎn)單，其中陳莊洼陷是利津凹陷的一個(gè)次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，近東西方向延伸，總體構(gòu)造面貌比較簡(jiǎn)單，以向斜為主。中央隆起帶的構(gòu)造面貌同樣較為簡(jiǎn)單，為一整體向東北方向抬升、向西南方向傾沒(méi)的北東向大型鼻狀構(gòu)造。我廠低滲透油藏砂體與圍巖間呈相變接觸特

3、征，均為巖性油藏，構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要分布于濱州、利津凹陷第三紀(jì)沙河街組的沙三段，為半深湖、深湖沉積體系。儲(chǔ)層物性差，非均質(zhì)嚴(yán)重，儲(chǔ)層主要為長(zhǎng)石石英粉細(xì)砂巖和巖屑長(zhǎng)石細(xì)砂巖。由于壓實(shí)作用和后生成巖作用強(qiáng)，普遍存在石英次生加大和白云石充填裂縫的現(xiàn)象，造成儲(chǔ)層物性差。孔隙度15-22，滲透率10-50×10-3 um2，且滑塌濁積砂巖，應(yīng)力集中，微裂縫發(fā)育，具有雙重孔隙特征?？缀戆霃叫?，一般為1.4-3.5um；平面及縱向非均質(zhì)性嚴(yán)重，砂體核部物性明顯好于砂體邊部，滲透率級(jí)差105，儲(chǔ)層內(nèi)部夾隔層發(fā)育。儲(chǔ)層以泥質(zhì)膠結(jié)為主，粘土礦物含量高。敏感性資料表明：沙三段儲(chǔ)層主要為非速敏，中-強(qiáng)水敏，中-

4、弱酸敏，弱鹽敏。由于儲(chǔ)層物性很差，中等敏感性就會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成較大傷害，因此易受污染，且污染后難以恢復(fù)。1.2 低滲透油藏注水現(xiàn)狀采油廠目前低滲透油藏共開(kāi)水井306口，其中欠注井146口，日欠注水量2273m3/d。其中低于配注50%的嚴(yán)重欠注井99口，占總開(kāi)井?dāng)?shù)的32.4%，平均單井欠注量23m3/d。表1-1 2014年低滲油藏欠注井調(diào)查表油藏類型開(kāi)井?dāng)?shù)欠注井?dāng)?shù)，口所占比例（%）欠注水量（m3）低于配注50%井?dāng)?shù)低于配注80%井?dāng)?shù)低于配注50%井?dāng)?shù)低于配注80%井?dāng)?shù)低于配注50%井?dāng)?shù)低于配注80%井?dāng)?shù)低滲3069914632.447.722732634低滲透油藏欠注井較多的問(wèn)題，已嚴(yán)重制約了低

5、滲單元注水開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致地層能量得不到及時(shí)補(bǔ)充，對(duì)應(yīng)油井產(chǎn)能下降，部分區(qū)塊明顯呈現(xiàn)供液不足的狀況，平均單井動(dòng)液面由1459m下降至1698m。通過(guò)對(duì)歷年增注井進(jìn)行調(diào)查分析，以注水動(dòng)態(tài)分析為基礎(chǔ)，綜合油藏地質(zhì)資料、井筒管柱狀況、注水壓力水質(zhì)等多方面資料對(duì)欠注井的欠注因素進(jìn)行了明確的劃分，為增注方式選擇提供依據(jù)。1、干壓低因素：指在正常系統(tǒng)壓力條件下能夠達(dá)到注水要求，但因注水泵運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，或注水管線過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致壓降損失大等因素，導(dǎo)致注水油壓明顯低于正常系統(tǒng)壓力4MPa以上而注水量不足的情況。2、污染因素：分為前期污染和后期污染兩類。一是前期污染：泥漿污染因素：完井過(guò)程中，鉆井完鉆泥漿比重大于地層壓力系數(shù)0

6、.35g/cm3以上的，會(huì)導(dǎo)致泥漿侵入地層，引起的儲(chǔ)層孔隙度和滲透率的降低，導(dǎo)致開(kāi)井后吸水差。二是后期污染：水質(zhì)污染因素：針對(duì)儲(chǔ)層滲透率大于20um2，在注水過(guò)程中正常注水壓力條件下，較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)注水量穩(wěn)定，受水質(zhì)不達(dá)標(biāo)因素影響注水量逐漸降低的水井。3、物性差因素：滲透率在5-20um2之間，縱向或平面非均質(zhì)性因素控制下，低滲、薄層或砂體邊部?jī)?chǔ)層物性差導(dǎo)致注水啟動(dòng)壓力高，正常系統(tǒng)壓力條件下吸水困難的井，轉(zhuǎn)注初期即吸水能力差。表1-2 2014年低滲油藏欠注井分欠注原因統(tǒng)計(jì)表欠注因素井?dāng)?shù)所占欠注井?dāng)?shù)比例目前日欠注水量泵壓油壓日注配注物性差4141.4%32.633.7619967干壓低33.0%2

7、8.330.131845合計(jì)99100%30.731.662222731.3 低滲透油藏增注工藝進(jìn)展2012年以前針對(duì)欠注井的增注工藝多采取酸化增注方式，且酸化配方主要采用緩速土酸，少數(shù)井采用增壓注水方式。酸液體系較為較為單一，因?qū)η纷⒃蛉鄙傧到y(tǒng)的論證分析，酸液配方的針對(duì)性較差。2012年以后,在明確劃分出三類欠注因素的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開(kāi)展增注方式的優(yōu)化。對(duì)于屬于污染堵塞欠注井,采用酸化增注,根據(jù)堵塞類型及堵塞程度開(kāi)展兩類化學(xué)體系的優(yōu)選配套，如淺層堵塞應(yīng)用鹽酸體系，綜合污染應(yīng)用土酸體系.對(duì)于儲(chǔ)層物性較差,存在殘余油堵塞的欠注井,配套活性體系清除殘余油堵塞,改善水相滲透率。對(duì)于因井距較大導(dǎo)致的欠

8、注井，采用徑向鉆井技術(shù)改善油水井連通狀況。對(duì)于低孔低滲導(dǎo)致高啟動(dòng)壓力欠注井，配套袖套射孔技術(shù)，深部射孔解除物性差導(dǎo)致的欠注難題。通過(guò)加強(qiáng)注水井欠注因素、欠注機(jī)理分析論證，優(yōu)選適應(yīng)性增注方式，對(duì)癥下藥，提高單井增注效果和增注有效率。自2012年以來(lái)，增注工藝由單一的酸化增注，增加到目前的酸化增注、活性降壓、徑向鉆井、袖套射孔四類體系；從增注工作量、平均單井化工費(fèi)用、平均單井累增注量、有效率等各方面均有明顯改善。表1-3 2008-2013年低滲透油藏欠注井增注措施對(duì)比效果統(tǒng)計(jì)表措施指標(biāo)2008年2009年2010年2011年2012年2013年低滲增注工作量，井次334036476459施工壓降

9、，MPa342833273427332833253426平均單井化工費(fèi)用，萬(wàn)元4.273.573.493.172.762.35平均單井累增注，m3264331073368356740054426有效率，%63.667.575.078.782.886.4第2章 低滲透油藏增注技術(shù)的研究與應(yīng)用2.1 酸化增注技術(shù)的研究與應(yīng)用針對(duì)滲透率20um2，因水質(zhì)、泥漿污染因素欠注的，通過(guò)“堵塞類型及堵塞程度”綜合論證，大力推廣鹽酸、土酸兩類酸液體系。酸化增注的機(jī)理是酸液進(jìn)入地層時(shí)，一部分是與射孔孔眼和孔喉處的堵塞物 (結(jié)垢或機(jī)雜)反應(yīng)；另一部分是與地層礦物發(fā)生反應(yīng)。1、鹽酸體系水質(zhì)污染導(dǎo)致結(jié)垢機(jī)雜堵塞井水量

10、呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，采用鹽酸酸洗工藝技術(shù)即可達(dá)到增注效果。表2-1 濱南采油廠各污水站注水井結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)飽和指數(shù) SI： SI=0 時(shí)，碳酸鈣剛飽和，不析出垢； SI>0 時(shí)，鈣離子處于過(guò)飽和狀態(tài)，結(jié)垢析出 SI<0 時(shí)，鈣離子不飽和，不會(huì)結(jié)垢。取樣地點(diǎn)結(jié)垢指數(shù)SI是否結(jié)垢結(jié)垢類型二首站（污水站）0.2347結(jié)垢碳酸鹽垢濱七聯(lián)（污水站）0.2766結(jié)垢碳酸鹽垢濱一站（污水站）0.2022結(jié)垢碳酸鹽垢利津聯(lián)合站（污水站）0.1872結(jié)垢碳酸鹽垢鹽酸體系可以解除低滲油藏水井因結(jié)垢、懸浮顆粒含量超標(biāo)，導(dǎo)致的污染堵塞欠注。2010-2013年，對(duì)鹽酸體系的酸液配方進(jìn)行了優(yōu)化，降低了酸液濃度，

11、由15%HCl降至12%HCl，優(yōu)選了低本高效的添加劑。通過(guò)配方優(yōu)化，增注效果逐年改善，有效率由66.7%提升至92.9%。表2-2 2008-2013年鹽酸體系增注效果統(tǒng)計(jì)表年度井次施工壓降單井化工費(fèi)用措施前目前初日增注累計(jì)增注有效期有效率施工前施工后油壓日注油壓日注配注200800000000000002009 630271.1829.6526.43339282231822666.72010631251.0728.6325.93538322096124366.72011729240.9228.4523.73244272736224271.420121628220.6230.0322.328

12、30256591828693.820131434250.68296292330227498230492.92、土酸體系針對(duì)林西、鄭4塊等單元石英、長(zhǎng)石、粘土成分較高，存在較深程度污染的泥質(zhì)膠結(jié)儲(chǔ)層，采用土酸酸化解除堵塞問(wèn)題。表2-3 部分低滲儲(chǔ)層巖石礦物成分?jǐn)鄩K儲(chǔ)層物性礦物成分粘土滲透率孔隙度泥質(zhì)含量石英長(zhǎng)石碳酸鹽高嶺石伊蒙混層伊利石綠泥石林西1318.517463912.153421918濱6492919.31345.63511.44135227-20單633171539.94110.5233525不均鄭4479.2-232125.129.7為主822918152010年以來(lái)，通過(guò)對(duì)土酸酸液

13、添加劑進(jìn)行室內(nèi)評(píng)價(jià)優(yōu)化，降低了酸液濃度，由之前的鹽酸：氫氟酸13.5:3.5降至目前的12:2，將之前的酸化緩蝕劑+薄膜擴(kuò)展劑+鐵離子穩(wěn)定劑改為目前的具有緩蝕、降低表面張力等一劑多效的耐高溫緩蝕劑，確保了在高溫條件下的有效性，既降低了化工成本，又提高了增注有效率，由71.4%提升到95.7%。表2-4 2008-2013年土酸體系增注效果統(tǒng)計(jì)表年度井次施工壓降單井化工費(fèi)用措施前目前初日增注累計(jì)增注有效期有效率施工前施工后油壓日注油壓日注配注200800000000000002009 132273.1429.9126.6224021831821110020101433262.9628.9225.

14、52436225292524371.420111830262.6328.6224.72834276623225383.320122733232.2428.8120.72931288631328992.620132334242.1227.7422.22029159125829495.72.2 活性降壓技術(shù)的研究與應(yīng)用針對(duì)低滲油藏滲透率在10-20um2、地層啟動(dòng)壓力在35MPa以下，因地層殘余油堵塞導(dǎo)致欠注的，采用自主研發(fā)活性體系降壓增注。采油廠在2012年初成立廠項(xiàng)目進(jìn)行活性劑降壓增注配方的自主研發(fā)，開(kāi)發(fā)出適合低滲區(qū)塊的ZX增效劑。ZX增效劑具有的表面活性及翻轉(zhuǎn)潤(rùn)濕性，可以降低毛管力作用；洗油

15、率在75%以上。可達(dá)到清洗孔喉殘余油的目的，增加可流動(dòng)孔隙，提高儲(chǔ)層滲透率；可降低儲(chǔ)層粘土膨脹及運(yùn)移，保持儲(chǔ)層孔喉的分布。工藝所化學(xué)室通過(guò)室內(nèi)靜態(tài)（配伍性、表面活性、界面張力、乳化性能、溫敏實(shí)驗(yàn)）與動(dòng)態(tài)（天然巖心速敏、驅(qū)替實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選出1%ZX增效劑溶液配方。采取循環(huán)驅(qū)替方式試驗(yàn)，驅(qū)替壓力仍具降低趨勢(shì)。表2-5 1%ZX增效劑室內(nèi)評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表序號(hào)配伍性表面張力mN/m乳化性能界面張力溫敏穩(wěn)定性1%ZX增效劑良好28.5+0.254.83%在單井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的過(guò)程中，形成了先酸洗，清除地層機(jī)雜垢類淺層堵塞；然后酸化，解除深部地層污染堵塞；最后采用活性劑，解除地層殘余油堵塞，提高水相滲透率的一系

16、列降壓增注工作思路。自2011年以來(lái)，共實(shí)施活性降壓增注措施8井次。整體取得了較為顯著的效果，有效率100%。對(duì)比增注措施前，平均施工壓力降低5MPa，日增注水能力19m3/d。表2-6 2011-2013年活性體系降壓增注效果統(tǒng)計(jì)表井號(hào)施工壓降措施前措施后效果油壓日注油壓日注初日增注累增注生產(chǎn)時(shí)間濱4-7-x63303028.792041325436189鄭41-4-1034323012610967080尚2-x191524229129201969761林1-x1338203442838348206473S6-10-26414135.5135.5121182973史127-203634308

17、3022144803256濱649-3 40363013414133604273S10-15-23373430130181725322702.3 徑向鉆井技術(shù)的研究與應(yīng)用針對(duì)滲透率在5-10um2、地層啟動(dòng)壓力在35MPa以上，因地層物性差、對(duì)應(yīng)井距大導(dǎo)致欠注的，采用徑向鉆井技術(shù)在改變油水井距基礎(chǔ)上優(yōu)化注采井網(wǎng)提高日注能力。徑向鉆井技術(shù)采用高壓泵對(duì)無(wú)固相鉆井液加壓（最大15000psi約105MPa），鉆井液經(jīng)噴射鉆頭，高壓轉(zhuǎn)換成高速射流的動(dòng)能，穿透地層，最終形成深度100m，直徑1-3in的水平井眼。該技術(shù)施工中彎曲半徑極短，無(wú)需擴(kuò)徑；采用特殊材質(zhì)的磨孔鉆頭和萬(wàn)向節(jié)，確保套管順利開(kāi)孔；配套專

18、業(yè)噴頭和高壓軟管，配合連續(xù)油管保證井眼平直；可以在同一地層或單井的不同層位進(jìn)行立體式徑向鉆進(jìn)。徑向鉆井技術(shù)借助高壓射流的水力破巖作用在油層中的不同方向上鉆出多個(gè)直徑達(dá)50mm、長(zhǎng)度100m左右的小井眼，起到增大有效驅(qū)替半徑目的，并且形成多層多向多分支徑向孔，適應(yīng)較大的井距，對(duì)儲(chǔ)層改造具有明確的方向性。2012年以來(lái)采用水平徑向鉆井技術(shù)，在單10-15-17、尚10-291等仿水平井開(kāi)發(fā)單元開(kāi)展徑向鉆井12口井，措施后平均單井初日增注23m3，累計(jì)增加注水36492m3，平均單井生產(chǎn)時(shí)間225天。2.4 袖套射孔技術(shù)的研究與應(yīng)用針對(duì)低滲油藏地層啟動(dòng)壓力在35MPa以上，常規(guī)增注措施無(wú)效的欠注井，創(chuàng)新應(yīng)用袖套射孔現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。袖套式推進(jìn)劑射孔就是在射孔槍管外套裝推進(jìn)劑藥柱，利用射孔彈產(chǎn)生的金屬熱粒子引燃射孔槍外套裝的推進(jìn)劑，推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生大量高溫和高壓氣體，直接作用于射孔孔眼，對(duì)射孔孔眼進(jìn)行沖擊、沖刷，對(duì)地層實(shí)施造逢壓裂，在孔眼周圍地層中產(chǎn)生多條徑向裂縫，并直接在目