CN102418507A

CN102418507A - 一种注水井低成本深部解堵的方法

Info

Publication number: CN102418507A
Application number: CN2011103297285A
Authority: CN
Inventors: 张传绪; 杨春宇; 于永波; 邓素玉; 王润涛; 王忠凯; 周巍; 高桂红
Original assignee: Daqing Oilfield Co Ltd; China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: Daqing Oilfield Co Ltd; China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2012-04-18

Abstract

本发明涉及一种注水井低成本深部解堵的方法。该方法包括下列步骤:清水压裂造缝：用2台700型泵车，清水排量为1.0~1.5m³/min，清水用量每米砂岩15m3；酸液注入：单井注入酸液6m³，排量为1.0m³/min，蚀刻裂缝壁面；变排量替挤；清水1：1替挤，顶替液量10.5m³，顶替初期排量1.5m³/min；待酸液充满裂缝后，顶替后期排量为0.8~1.0m³/min。该方法是通过清水压裂造出裂缝，然后小排量注酸，控制裂缝的延伸，最后采用变排量替挤，使酸液快速充满裂缝均匀蚀刻裂缝壁面，在裂缝闭合后，蚀刻的裂缝沟槽仍具有较高的导流能力，达到提高措施效果的同时降低措施成本。

Description

一种注水井低成本深部解堵的方法

技术领域

本发明涉及油田采油领域增产增注所用的方法，属于一种低成本深部解堵的方法。

背景技术

研究发现注入水从井口经管柱到进入地层之前，水质状况明显变差。分析认为，注水井在长期注水过程中水中的机械杂质、细菌等物质会发生沉淀，一部分附集在井筒壁上，一部分沉积到井底，随着注水时间的延长井底沉积物逐渐增多，导致悬浮物固体含量较为突出，井底水质越来越差。对于低渗透油田，由于储层渗透率低，孔隙小，悬浮物随注入水进入地层深处，导致储层污染，近井地带堵塞严重，长期作用下，造成注水井吸水困难。

针对低渗透油田油水井储层堵塞的问题，目前主要的方法是酸化解堵，注入的酸液慢慢渗入储层，渗入慢，酸化半径小，解堵效果差。但水质原因引起的储层污染半径一般较大，为解除这种污染需要，探索能够进行深部解堵的技术。

发明内容

为了解决背景技术中存在的不足，本发明的目的是通过参数优化，将清水压裂和平衡酸压技术优点有机的结合在一起，提供一种注水井低成本深部解堵的方法，该方法是通过清水压裂造出裂缝，然后小排量注酸，控制裂缝的延伸，最后采用变排量替挤，使酸液快速充满裂缝均匀蚀刻裂缝壁面，在裂缝闭合后，蚀刻的裂缝沟槽仍具有较高的导流能力，达到提高措施效果的同时降低措施成本。

本发明采用的技术方案是：该注水井低成本深部解堵的方法包括下列步骤:

(1)、清水压裂造缝：

用2台700型泵车，清水排量为1.0～1.5 m³/min，施工排量大于地层虑失量，保证清水压开裂缝，可以压开地层，大大简化了施工设备。清水用量每米砂岩15m3。

(2)、酸液注入：

单井注入酸液6 m³，排量为1.0 m³/min，酸液主要是用来蚀刻裂缝壁面，低排量注酸，降低设备要求，控制裂缝的延伸。酸液注入量与滤失量达到平衡，缝中压力低于裂缝延伸压力，裂缝保持张开，但并不继续扩展，酸液进一步溶蚀裂缝壁面而提高裂缝导流能力。

(3)、变排量替挤：

清水 1：1替挤，顶替液量10.5 m³，顶替初期排量1.5m³/min；待酸液充满裂缝后，为延长酸液与裂缝反应时间，限制裂缝延伸，顶替后期排量为0.8～1.0 m³/min。变排量替挤是酸快速充满裂缝，然后降低施工排量，保证酸液充满裂缝，而裂缝不再延伸，实现少量的酸液均匀蚀刻裂缝壁面。

本发明的有益效果是：本发明应用清水压裂造缝，酸液蚀刻裂缝壁面，达到疏通地层的同时，改变流体流动状态，由径向流变为线性流，增加注入能力。解堵深度达到30m，用2台700型泵车代替压裂车组，降低了施工成本；变排量替挤保证了用少量的酸快速充满裂缝，均匀蚀刻裂缝壁面，提高了解堵效果，提高了企业效益。

本发明以压开裂缝为主，不需要精密监测，且压裂规模比较小，大大简化了施工设备，2台700型泵车，可以压开地层，并使裂缝延伸30米以上，完全达到解堵要求。变排量替挤是在酸液进入地层时，采用1.5m3/min的施工排量，使酸液快速充满裂缝，然后降低施工排量至0.8m3/min左右，控制裂缝延伸，使酸液充分、均匀蚀刻裂缝壁面，提高近井地带渗流能力。可实现一趟管柱分层清水酸压3层，单层酸液用量5~8m3, 作用距离达30m。

该方法将清水压裂技术与平衡酸压技术优点有机的结合为一体，充分发挥其技术优势，提高近井地带渗流能力，并改变渗流方式，扩大渗流面积。从根本上解决了低渗透油田因储层污染导致吸水差的问题，对促进低渗透油田的高效开发具有重要意义。

附图说明：

图1 模拟地面施工压力；

图 2 小型压裂模拟结果；

图3 溶蚀率随时间变化曲线；

图4古708-66-斜70井FI6层施工曲线；

图5 古708-66-斜70井FI6层裂缝监测图；

图6 古708-66-斜70井FI2层裂缝监测图；

图7古708-66-斜70井FI2层施工曲线；

图8 古708-66-斜70井吸水剖面。

具体实施方式：

一、井底破裂压力的确定：

1、摩阻的计算：

摩阻主要考虑两部分——管内、孔眼和裂缝缝摩阻。

（1）管内摩阻的计算：

管内摩阻受排量、管径影响，排量越大、管径越小，摩阻越大。清水的摩阻损失可以通过Lord回归公式计算，不同的管径，在不同施工排量下随深度变化的摩阻，如表1。

Figure 2011103297285100002DEST_PATH_IMAGE001

式中：D为压裂油管柱的内径，mm；

Q为施工过程泵注排量，m³/min；

H为油管长度，m。

管径、排量与管柱摩阻的关系表2

（2）孔眼和裂缝内摩阻计算：

压裂液通过孔眼和裂缝时也会产生摩阻导致压裂损失，一般在4～5MPa。

2、滤失的计算：

滤失量受地层（渗透率和孔隙度等）、液体受力压差、压裂液粘度等因素影响。

（1）初滤失量：

裂缝未压开时，利用实测吸水指数曲线计算达到临界破裂压力时的初滤失量。小型压裂井为吸水不好井，裂缝未压开时滤失量为0.217m³/min。

（2）裂缝开启时动态滤失量：

不同地层滤失系数不同。以齐家北油田古702区块扶余油层的滤失系数以及滤失量计算，裂缝开启后的动态虑失量应该为0.841m3/min。

裂缝开启后的动态虑失量为0.841m3/min，为降低施工摩阻，保证压开裂缝，优选Φ76mm管柱施工，施工排量为1.5m3/min。

3、井底破裂压力的确定：

（1）根据XMAC测井解释获得井底破裂压力梯度。

根据XMAC测井报告，确定地层破裂压力为0.0203MPa/m。井深2200米时，计算破裂压力为44.7MPa。

（2）根据现场数据计算井底破裂压力梯度：

统计齐家北油田35口清水压裂井，破裂压力梯度0.0216 MPa/m，平均破裂压力46.3MPa。

综合测井解释与现场实际，齐家北地区地层破裂压力在45Mpa左右。

4、施工压力：

施工压力=井底破裂压力45MPa+管柱摩阻6MPa+孔眼、裂缝摩阻5MPa-液柱压力22MPa=34Mpa。

5、数值模拟地面施工压力：

根据施工井的油管直径、油层深度、油层破裂压力、油层压力等数据进行模拟。

（1）普通清水压裂注入前置液过程的模拟。

压裂井的基本情况，如表2。

表2 模拟压裂井基础数据

地层压力	22.3MPa	地层温度	91°
				射开层位	扶余	射开井段	2182.8～2186.2m
射开厚度	3.4m	有效厚度	3.4m
				压裂液类型	清水	压裂液用量	30m³
压裂管柱内径	63.5mm	注入排量	3.5m³/min

在压裂模拟过程中只注入少量无支撑剂液体，预测地面压力见图1。

从图1的预测地面施工压力在44～46MPa之间，与压裂现场反馈的施工压力数据(45-50MPa)比较，二者接近。

（2）压裂的模拟情况：

模拟了Φ76mm管柱、排量1.5m³/min的清水压裂情况。根据图 2模拟结果预测地面施工压力约35MPa。

依据储层的虑失量和施工摩阻的变化，优化施工排量和压力等参数，选用φ76mm管柱在施工排量为1.5m3/min，施工压力达35MPa时可以实现在储层造缝的目的，降低施工设备要求。

二.酸液体系有效蚀刻裂缝壁面:

为确保酸液主要用来刻蚀裂缝壁面，要求裂缝闭合前酸液反应率80%以上。在90℃温度条件下，测定了5min、10min、20min、40min、80min、160min下不同的岩心溶蚀率。结果见图3。

实验结果表明，酸液反应20min时，酸液反应率达86.3%，溶蚀率达15.8%，可以满足施工需要。

三、施工管柱及施工参数的确定：

考虑应用简化的施工设备清水造缝之后，要注酸液蚀刻裂缝，且替挤结束后要关井反应12小时，为满足现场试验的不同工艺要求，设计两种施工管柱：一是分层解堵施工管柱；二是单层解堵施工管柱。

为确保清水压裂液成功造缝和酸液的高效利用，对清水压裂、注酸和顶替各阶段的施工参数进行设计。

1、施工参数的确定：

清水压裂施工参数的确定：

综合考虑齐家北油田地层滤失量和摩阻影响，设计造缝规模30m，设计排量1.5 m³/min，清水用量每米砂岩15m3。注入压力40MPA。

2、注酸施工参数的确定：

设计酸液单向处理深度0.05m，双壁面处理深度0.1m。

按裂缝半长30米、砂岩高度2.5米，孔隙度14.5%计算，计算单层需酸液4m³，酸液滤失影响另外加入2m3，设计注入酸液6 m³，排量1.0 m³/min。

如果砂岩厚度小于2m，考虑酸液的利用效率，同时为达到裂缝有效蚀刻目的，设计注入酸液为5m³，排量1.0 m³/min。

3、顶替施工参数的确定：

顶替目的是将酸液完全推进地层，使酸液得到充分利用，但为避免顶替过量，采用1：1替挤。

管柱容积为10 m³，考虑地面管线体积和溶液内离子交换的影响，设计顶替液量10.5 m³。

为保证酸液尽快充满裂缝，采用变排量替挤，顶替初期设计排量1.5m³/min；待酸液充满裂缝后，为延长酸液与裂缝反应时间，限制裂缝延伸，顶替后期设计排量为0.8～1.0 m³/min。

四.现场实施情况及试验效果:

目前在齐家北地区优选了3口不吸水井进行了现场应用，措施后初期平均单井日注水15m3，注水压力由措施前的21.7MPa下降到16.5MPa，见到了明显的增注效果；目前，平均单井日注水20m3，平均单井累计增注达到3192m3，有效期已达187天；

古708-66-斜70井深部解堵试验效果

2010年9月11日对该井进行了深部解堵。从施工曲线看，无明显破裂显示，但人工裂缝监测显示裂缝开启，且吸水剖面显示FI6层措施后吸水较好。见图4-图8。

措施效果较好，措施前油压为21.6MPa不吸水，初期油压下降4.5MPa，日增注15m3，目前油压18.5MPa，日注水20m3，生产249天，累计增注4481m3

经济效益分析:

产出：深部解堵现场试验3口井，目前有效期已达6个月，累计注水9575m3，按注水换油率10：1计算，可增油957.5t，原油价格3200元/t，操作费用983元/t，总产出为212.3万元。

投入：单井总费用9.5万元，其中施工费用5.8万元，酸液费用3.7万元。现场试验3口井，总投入费用为28.5万元。

Claims

1. 一种注水井低成本深部解堵的方法，该方法包括下列步骤:

(1)、清水压裂造缝：

用2台700型泵车，清水排量为1.0~1.5 m³/min，清水用量每米砂岩15m3，施工压力为33~40MPa；

(2)、酸液注入：

单井注入酸液5~6 m³，排量为1.0 m³/min，蚀刻裂缝壁面；

(3)、变排量替挤；

清水 1：1替挤，顶替液量10~12 m³，顶替初期排量1.5m³/min；待酸液充满裂缝后，顶替后期排量为0.8~1.0 m³/min；

(4)、关井反应：关井反应12小时；

(5)、开井控制反排，返排至不出液。