CN104912527A

CN104912527A - 一种用于油井层内生气体系的施工工艺

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Publication number: CN104912527A
Application number: CN201510294525.5A
Authority: CN
Inventors: 崔永亮; 杨付林; 汤元春; 吕红梅; 时维才; 余晓玲
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2015-09-16

Abstract

一种用于油井层内生气体系的施工工艺，涉及油井单井增产技术领域。本发明先以防气窜剂对高渗透地层进行封堵，防止后注入的生气剂沿高渗层突进，降低施工效果，再采用将可反应成生二氧化碳的两种生气剂分先后注入地层内，使生成的大量二氧化碳气体与地层内原油混合，增加地层能量，解除近井地带的有机堵塞和无机堵塞，改善油水流度比，提高近井地带的渗透率，以达到提高单井产能的目的。本发明可以较好地解决CO₂吞吐工艺所遇到的对油井设备的腐蚀、结垢，以及对气源、储存运输以及环境污染等问题，具有施工简单、成本低、安全环保等优点。

Description

一种用于油井层内生气体系的施工工艺

技术领域

本发明涉及油井单井增产技术领域。

背景技术

20世纪70年代，CO₂吞吐法提高采收率最初是作为提高重质原油采收率的方法提出来的，并在美国、加拿大等国家得到广泛的应用。从1984年起，该方法逐渐应用于提高轻质原油采收率，主要集中在美国。国内多个油田也先后进行了CO₂吞吐试验，并取得了较好的效果。CO₂吞吐具有投资小、见效快的特点。但是，注入CO₂的缺点包括：

（1）热力学条件的变化导致了CO₂浓度的减少，进而导致油中蜡和胶质的凝结和沉淀；

（2）油井CO₂的突破；

（3）由于在注入CO₂的过程中的化学反应对井下和油田设备造成腐蚀和结垢；

（4）大量的CO₂气体运输带来的储存安全、运输、环境问题；

（5）较高的技术成本；

（6）大部分油气田缺乏CO₂气源。

层内生气技术是建立在地层内生成CO₂气体基础之上，具有往地层内注CO₂气体采油的所有优点，同时又能够克服从地面注CO₂气带来的缺点。该技术驱油原理可行，且根据其技术特点还可用于极复杂小断块油田低能低产油井化学吞吐。近年来，国内外许多油田在注水井的降压增注方面，该技术有着较好的应用。但是，在油井的应用方面，该技术应用较少，且效果不稳定。

发明内容

为了提高层内生气技术在油井上的增油效果，本发明提出一种用于油井层内生气体系的施工工艺。

本发明包括以下步骤：

1）向地层内注入防气窜剂，关井候凝；

2）向地层内注入表面活性剂；

3）向地层内注入含有活性酸的第一生气剂；

4）向地层内注入含有碳酸盐水溶液的第二生气剂；

5）关井，待注入地层内的第一生气剂和第二生气剂进行反应生成二氧化碳；

6）放喷，进行采油生产。

本发明先以防气窜剂对高渗透地层进行封堵，防止后注入的生气剂沿高渗层突进，降低施工效果，再采用将可反应成生二氧化碳的两种生气剂分先后注入地层内，使生成的大量二氧化碳气体与地层内原油混合，增加地层能量，解除近井地带的有机堵塞和无机堵塞，改善油水流度比，提高近井地带的渗透率，以达到提高单井产能的目的。本发明不受气源限制，施工安全，成本低，增油效果显著。另外，本发明可以较好地解决CO₂吞吐工艺所遇到的对油井设备的腐蚀、结垢，以及对气源、储存运输以及环境污染等问题，具有施工简单、成本低、安全环保等优点。

另外，本发明在向地层内注入含有活性酸的第一生气剂之后，在向地层内注入含有碳酸盐水溶液的第二生气剂之前，向地层内注入清水隔离液，以防止第一生气剂与第二生气剂在井筒内发生反应。

本发明在向地层内注入含有碳酸盐水溶液的第二生气剂之后，在关井前，向地层内注入顶替液，将井筒中的工作液全部顶替到地层内。

在最大安全注入压力下，认为施工排量越大越好，一方面吞吐液容易进入地层，处理半径大，另一方面在大的注入压力下，吞吐液能更有效的剥离孔道上的原油粘附成分。然而，当压力超过地层破裂压力后，就会压开地层，一旦地层被压开后，吞吐液则会沿裂缝前进，这样吞吐剂与要处理的地层原油无法充分接触，大大降低了吞吐效果。为此，本发明所有施工步骤中注入地层内的所有液体的注入压力不超过地层破裂压力，以提高安全系数。

附图说明

图1为地层压降模拟图。

图2为直井施工俯视图。

具体实施方式

一、分析试验：

1、层内生气技术选井条件：

综合室内实验研究及油田油藏地质研究的分析结果，提出层内生气单井吞吐的选井标准。

1.1地质条件

①油层厚度较大；

②采出程度较低；

③油藏封闭性好，有一定的天然驱动返排能量；

1.2选井范围

①新井投产后产量未达到地质预测的油井；

②地层能量不足，低能低产的油井；

③受胶质、沥青质、蜡质污染产量下降的油井；

④受钻井、完井、修井等措施污染而产量明显下降的油井；

⑤经暴性水淹，采出程度低的油井；

（3）其它条件

井况条件好，无落物、套损等机械故障。

2、施工工艺参数优化设计：

2.1化学剂用量

在层内生气施工过程中，理论上认为吞吐量越多吞吐效果越好，然而实际上在生产油井周围，地层压力损失主要集中在近井地带，图1为W5区块地层压力降模拟计算图，其泄油半径为300m，地层压力10.38MPa，井底流压为3.56MPa，井筒直径为0.07m。可以看出，W5块的压力降主要集中在5m以内的近井地带，大于5m后随着化学剂的增加其地层压力值上升缓慢，曲线趋于平缓。因此，在进行化学吞吐作业时，主要以近井地带5m进行吞吐用量的计算。

如图1所示的地层压降模拟图。

以如图2所示的直井施工俯视图进行直井中化学剂的用量计算。

直井中化学剂的用量按式（1）计算得出：

上式中，V _S-厚度为h的地层化学剂的用量；R-地层中化学剂的吞吐半径；R _W- 井筒半径；h-地层厚度；Φ-地层孔隙度。

2.2化学剂注入顺序试验：

实验用岩心：尺寸为4.5×4.5×30cm，平均气测渗透率为130×10^-3μm²，渗透率变异系数为0.679。

在本实例中，防气窜剂选择了弱凝胶，也称可动凝胶，主要是考虑吞吐操作和后续其它增产措施的实际情况。凝胶主剂采用水解度25%的超高分子量聚丙烯酰胺(分子量3500万)，使用浓度1500mg/L；交联剂采用含1%Cr³⁺的醋酸铬溶液；聚交比为7：1，成胶时间6小时。

发泡剂采用LAS（十二烷基苯磺酸钠），使用浓度0.5%。

利用生气剂提供发泡气源。

实验方案：

方案1：先向试验岩心注入发泡剂0.1PV，再注入表面活性剂0.1PV，然后注入生气剂0.3PV，经闷井16小时后进行放喷，后续水驱至含水98%。

方案2：先向试验岩心注入凝胶剂（防气窜剂）0.1PV，经过6小时后凝聚成胶，然后再注入表面活性剂0.1PV，再注入生气剂0.3PV，经闷井16小时后放喷，后续水驱至含水98%。

方案3：先向试验岩心注入表面活性剂0.1PV，再注入凝胶剂0.1PV，经过6小时后凝聚成胶，再注入生气剂0.3PV，经闷井16小时后放喷，后续水驱至含水98%。

方案4：先向试验岩心注入表面活性剂0.1PV，再注入凝胶剂0.1PV，经过6小时后凝聚成胶，闷井16小时后水驱至含水98%。

实验结果如表1所示，四种方案提高采收率幅度大小顺序是：方案2>方案>3方案1>方案4。

表1

2.3注入方式

采用水泥车分段塞连续注入。

2.4注入压力及排量

在最大安全注入压力下，认为施工排量越大越好，一方面吞吐液容易进入地层，处理半径大，另一方面在大的注入压力下，吞吐液能更有效的剥离孔道上的原油粘附成分。然而，当压力超过地层破裂压力后，就会压开地层，一旦地层被压开后，吞吐液则会沿裂缝前进，这样吞吐剂与要处理的地层原油无法充分接触，大大降低了吞吐效果。为此，化学吞吐施工时，施工压力不应该超过地层的破裂压力。

某油田W5、W8、S19区块的地层破裂压力和地层破裂压力梯度如表2。

表2

例如，W8-18井，井深1216m，地层破裂压力梯度取0.0171MPa/m，则其破裂压力为20.79MPa，注入液量的静液柱压力为12.16MPa，则根据P_注=P_破+P_摩-P_液，在不同的流量下，可以允许的最大注入压力见表3。在不超压情况下，施工排量越大越好，但是考虑到施工设备的最大排量以及吞吐液在地层中的扩散速度，注入速度控制在1.20m³/min左右，因此，W8-18井应控制注水压力在15MPa以下进行施工。同时，根据施工压力，现场调整施工排量。

表3

二、应用实例：

以江苏油田韦8断块韦8-18井为例。

该井油层分6层共11.5m，地面原油粘度156.2mPa.S，密度为0.9185g/cm³。是韦8区块的1口普通稠油井，该井产量递减较快的主要原因是由于油藏地层能量低、渗透低和储层原油黏度高，近井地带容易产生有机和无机堵塞，从而导致渗流速度慢，造成供液不足。其油藏封闭性和采出程度等其它特征也均符合本发明的选井标准。

具体操作方法：

井筒准备：

进行作业，下酸化管柱至1200.1m处。

药液准备：

防气窜剂：以聚丙烯酰胺溶液为主剂，醋酸铬溶液为交联剂，聚交比（聚丙烯酰胺和醋酸铬的混合体积比）为7：1。

表面活性剂：以阴离子表面活性剂为主，如烷基苯磺酸钠。

生气剂A：以活性酸为主，如盐酸水溶液。

生气剂B：碳酸盐水溶液，如碳酸（氢）钠。

顶替液：油田用公知的顶替液，如浓度为2-3%的氯化铵水溶液。

施工步骤：

1）向地层内注入防气窜剂，关井1～2天，候凝（即等待防气窜剂在地层内成胶形成良好的封堵）。

2）注入表面活性剂300 m³，预期注入时间为1～2天，在不超过破裂压力的前提下，排量越大越好。

3）先注入20m³生气剂A，用时约1小时，再注入6m³清水作为隔离液，然后注入40 m³生气剂B。

4）注顶替液15 m³。

本发明所有施工步骤中注入地层内的所有液体的注入压力不超过地层破裂压力，以提高安全系数。

5）关井，待注入地层内的生气剂A和生气剂B进行反应，测井口压降曲线，具体关井时间根据井口压力变化而定，暂定为1天。

6）关井结束后放喷进行正常采油生产，平均单井净増油150t以上，投入产出比大于1:2。

Claims

1.一种用于油井层内生气体系的施工工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）向地层内注入防气窜剂，关井候凝；

2）向地层内注入表面活性剂；

3）向地层内注入含有活性酸的第一生气剂；

4）向地层内注入含有碳酸盐水溶液的第二生气剂；

6）放喷，进行采油生产。

2.根据权利要求1所述用于油井层内生气体系的施工工艺，其特征在于在向地层内注入含有活性酸的第一生气剂之后，在向地层内注入含有碳酸盐水溶液的第二生气剂之前，向地层内注入清水。

3.根据权利要求1所述用于油井层内生气体系的施工工艺，其特征在于在向地层内注入含有碳酸盐水溶液的第二生气剂之后，在关井前，向地层内注入顶替液。