低滲透油藏的開發(fā)技術(shù)

1、低滲透油藏的開發(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- 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量1.168×108t，動用儲量0.958×10

2、8t，占采油廠儲量的29.4%，年產(chǎn)量占全廠的36.8%，相對斷塊、稠油油藏具有產(chǎn)量穩(wěn)、遞減小等特點，儲量投入規(guī)模、產(chǎn)量比重逐年加大，儲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，無疑是我廠重要的穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)陣地，因此，繼續(xù)擴大低滲油藏儲量、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)造簡單，其中陳莊洼陷是利津凹陷的一個次級負(fù)向構(gòu)造單元，近東西方向延伸，總體構(gòu)造面貌比較簡單，以向斜為主。中央隆起帶的構(gòu)造面貌同樣較為簡單，為一整體向東北方向抬升、向西南方向傾沒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。儲層物性差，非均質(zhì)嚴(yán)重，儲層主要為長石石英粉細砂巖和巖屑長石細砂巖。由于壓實作用和后生成巖作用強，普遍存在石英次生加大和白云石充填裂縫的現(xiàn)象，造成儲層物性差?？紫抖?5-22，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，滲透率級差105，儲層內(nèi)部夾隔層發(fā)育。儲層以泥質(zhì)膠結(jié)為主，粘土礦物含量高。敏感性資料表明：沙三段儲層主要為非速敏，中-強水敏，中-

4、弱酸敏，弱鹽敏。由于儲層物性很差，中等敏感性就會對儲層造成較大傷害，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題，已嚴(yán)重制約了低

5、滲單元注水開發(fā)，導(dǎo)致地層能量得不到及時補充，對應(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，平均單井動液面由1459m下降至1698m。通過對歷年增注井進行調(diào)查分析，以注水動態(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)等多方面資料對欠注井的欠注因素進行了明確的劃分，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)壓力條件下能夠達到注水要求，但因注水泵運轉(zhuǎn)不正常，或注水管線過長導(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，會導(dǎo)致泥漿侵入地層，引起的儲層孔隙度和滲透率的降低，導(dǎo)致開井后吸水差。二是后期污染：水質(zhì)污染因素：針對儲層滲透率大于20um2，在注水過程中正常注水壓力條件下，較長時間內(nèi)注水量穩(wěn)定，受水質(zhì)不達標(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、薄層或砂體邊部儲層物性差導(dǎo)致注水啟動壓力高，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99100%30.731.662222731.3 低滲透油藏增注工藝進展2012年以前針對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,進一步開展增注方式的優(yōu)化。對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.對于儲層物性較差,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。對于低孔低滲導(dǎo)致高啟動壓力欠注井，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。通過加強注水井欠注因素、欠注機理分析論證，優(yōu)選適應(yīng)性增注方式，對癥下藥，提高單井增注效果和增注有效率。自2012年以來，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比效果統(tǒng)計表措施指標(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平均單井化工費用，萬元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)用針對滲透率20um2，因水質(zhì)、泥漿污染因素欠注的，通過“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。酸化增注的機理是酸液進入地層時，一部分是與射孔孔眼和孔喉處的堵塞物 (結(jié)垢或機雜)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)垢機雜堵塞井水量

10、呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，采用鹽酸酸洗工藝技術(shù)即可達到增注效果。表2-1 濱南采油廠各污水站注水井結(jié)垢趨勢預(yù)測飽和指數(shù) SI： SI=0 時，碳酸鈣剛飽和，不析出垢； SI>0 時，鈣離子處于過飽和狀態(tài)，結(jié)垢析出 SI<0 時，鈣離子不飽和，不會結(jié)垢。取樣地點結(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，對鹽酸體系的酸液配方進行了優(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)計表年度井次施工壓降單井化工費用措施前目前初日增注累計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、土酸體系針對林西、鄭4塊等單元石英、長石、粘土成分較高，存在較深程度污染的泥質(zhì)膠結(jié)儲層，采用土酸酸化解除堵塞問題。表2-3 部分低滲儲層巖石礦物成分?jǐn)鄩K儲層物性礦物成分粘土滲透率孔隙度泥質(zhì)含量石英長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，通過對土酸酸液

13、添加劑進行室內(nèi)評價優(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)計表年度井次施工壓降單井化工費用措施前目前初日增注累計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)用針對低滲油藏滲透率在10-20um2、地層啟動壓力在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年初成立廠項目進行活性劑降壓增注配方的自主研發(fā)，開發(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)潤濕性，可以降低毛管力作用；洗油

15、率在75%以上?？蛇_到清洗孔喉殘余油的目的，增加可流動孔隙，提高儲層滲透率；可降低儲層粘土膨脹及運移，保持儲層孔喉的分布。工藝所化學(xué)室通過室內(nèi)靜態(tài)（配伍性、表面活性、界面張力、乳化性能、溫敏實驗）與動態(tài)（天然巖心速敏、驅(qū)替實驗）實驗，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，驅(qū)替壓力仍具降低趨勢。表2-5 1%ZX增效劑室內(nèi)評價指標(biāo)統(tǒng)計表序號配伍性表面張力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)場試驗的過程中，形成了先酸洗，清除地層機雜垢類淺層堵塞；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，共實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)計表井號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)用針對滲透率在5-10um2、地層啟動壓力在35MPa以上，因地層物性差、對應(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)采用高壓泵對無固相鉆井液加壓（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，無需擴徑；采用特殊材質(zhì)的磨孔鉆頭和萬向節(jié)，確保套管順利開孔；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行立體式徑向鉆進。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直徑達50mm、長度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，對儲層改造具有明確的方向性。2012年以來采用水平徑向鉆井技術(shù)，在單10-15-17、尚10-291等仿水平井開發(fā)單元開展徑向鉆井12口井，措施后平均單井初日增注23m3，累計增加注水36492m3，平均單井生產(chǎn)時間225天。2.4 袖套射孔技術(shù)的研究與應(yīng)用針對低滲油藏地層啟動壓力在35MPa以上，常規(guī)增注措施無效的欠注井，創(chuàng)新應(yīng)用袖套射孔現(xiàn)場試驗。袖套式推進劑射孔就是在射孔槍管外套裝推進劑藥柱，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劑，推進劑燃燒產(chǎn)生大量高溫和高壓氣體，直接作用于射孔孔眼，對射孔孔眼進行沖擊、沖刷，對地層實施造逢壓裂，在孔眼周圍地層中產(chǎn)生多條徑向裂縫，并直接在目