地质概况 桩斜138块位于桩西油田北部滨海地带,北临埕岛油田埕北35块,西南为桩45块。该区位于桩西和埕岛潜山披覆构造的结合部,发育多条近东西向断层,第三系自下而上形成一系列继承性断鼻构造。桩斜138块Ng组是一个南、北为断层切割,东、西为背斜形态的地垒构造。
前期试油情况 2001年钻桩斜139井。该井Ng上段最初于2001年用蒸汽吞吐的方式进行开采,采用管内绕丝筛管充填防砂,注汽量1800t,转抽后其峰值产量达到40t/d,后由于综合含水下降,原油反相乳化严重,粘度急剧上升,光杆下行困难,采用电加热+井筒降粘的方式进行生产,产量稳定在12t/d,后由于地层出砂导致井筒供液不足,试油失败。
辅助井筒举升研究 该井由于高造斜、大斜度,采用电加热辅助井筒举升的方式有一定的局限性,从前期试油的实践分析,效果也并不理想。因此辅助井筒举升方式的研究主要利用化学方法辅助井筒举升方式的研究。
1、试验油样及药剂 试验用的原油油样取自桩斜139井的1920.0~1930.0m井段和1971.0~1977.0m井段,原油在实验室经脱水仪脱水脱气后,供试验用。
2、试验用药剂和水质分析 试验用的稠油乳化降粘剂由胜利油田股份有限公司采油工艺研究院研制的稠油乳化降粘剂SB-2,属阴离子型降粘剂。
NaCl、CaCl2和MgCl2均为化学纯,实验室用水为一次蒸馏水和胜利油田的油田污水,油田污水的Ca2+ 和Mg2+离子含量小于200 mg/L,总矿化度小于10000mg/L。
3、实验室降粘试验研究 稠油粘温关系是稠油开采效果分析和采取工艺措施的重要依据,原油的粘温曲线用BROOKFILD DV-III+型流变仪测定。在注蒸汽后,油层温度进一步升高,原油在油层内有一定的流动性。原油在井筒流动阻力大,油井要取得较好的产能,必须解决井筒降粘问题。
1971.0~1977.0m井段原油粘度为2928mPa.s,油藏温度65℃时为812mPa.s,原油在油层内有一定的流动性,为化学吞吐开采提供了条件。
4、降粘剂SB-2对稠油粘度的影响 文献表明乳化降粘技术在稠油开采中具有广泛的应用,化学降粘剂的文献报道较多。大多数化学降粘剂对盐水的组成、油的组分、岩心的组成以及温度的变化十分敏感。能够在高盐度和高硬度油藏条件下,用于采油的商品表面活性剂还很少。在高钙镁的模拟地层水中对稠油降粘剂SB-2用量与稠油粘度的关系进行研究。
稠油乳状液粘度测定是在BROOKFILD DV-III+型流变仪上进行的。SB-2浓度、钙镁离子浓度、氯化钠浓度均指水相中的含量。
在温度50℃、油/水比为7/3、NaCL15000mg/L、Mg2+200mg/L、Ca2+800mg/L时、降粘剂SB-2用量对1971.0~1977.0井段和1920.0~1930.0井段的原油乳状液粘度的影响:在温度50℃、油/水比为7/3、NaCL15000mg/L、钙镁1000mg/L条件下,降粘剂SB-2能够使桩斜139井1920.0~1930.0m井段和1971.0~1977.0m井段原油乳化后,获得相近的乳状液粘度,乳状液具有较好的流动性。剪切速率大于10sec-1时,SB-2用量1.5%和2%降粘率相近,最佳用量是SB-2用量1.5%~2.0%。
5、油田污水对稠油乳状液粘度的影响 使用注水站油田污水对桩斜139井稠油进行乳化降粘,温度50℃、油/油田污水比为7/3、SB-2用量2.0%条件下,油田污水对桩斜139井不同井段的稠油乳状液粘度影响:
在降粘剂SB-2用量2.0%时,剪切速率6sec-1,乳状液粘度59~86mPa.s;剪切速率50sec-1,乳状液粘度约25mPa.s。与使用降粘剂SB-2相比较可以看出,在使用表面活性剂SB-2作稠油乳化降粘剂时,用油田污水乳化稠油效果优于模拟地层水乳化稠油效果。
6、油水比对稠油乳状液粘度的影响 使用注水站油田污水对桩斜139井1920.0~1930.0m井段稠油进行乳化降粘,温度50℃、SB-2用量2.0%条件下,稠油与含有2.0%SB-2的活性水相混合后,稠油粘度降低。当油水比为8:2时,稠油粘度约为500mPa.s;当油水比为7:3时,稠油粘度约为28mPa.s;当油水比为65:35时,稠油粘度约为14mPa.s。
在井筒掺活性水降粘过程中,活性水的加入量的控制十分重要,掺水量大,降粘效果好,但成本高。试验结果表明,油水比控制在65:35左右就能保证油井正常生产。
7、乳状液的稳定性 乳状液的是非常重要的参数,乳状液在井筒需要数小时才能到达井口,若乳状液不稳定,不但不能形成水包油乳状液,相反还可能形成油包水乳状液,其粘度可比原油粘度大许多倍,反而使油井生产困难。
试验研究了各种条件下的乳状液的稳定性,在温度50℃、油/水比为7/3、NaCL15000mg/L、Mg2+200mg/L、Ca2+400mg/L条件下用SB-2乳化稠油,稠油乳状液在室温下可稳定几周至数月。
在油/油田污水比为7/3、SB-2用量2.0%时,乳化好的稠油乳状液置于60℃的恒温箱中,12~24小时破乳。破乳后,通过搅拌,又可以形成水包油乳状液。
现场实施及生产效果
1、压裂防砂施工简况 2002年2月28日进行压裂防砂施工,整个压裂施工共填入石英砂11 m3,涂料砂1.5 m3,最高压力30MPa,最后顶替压力为13.5 MPa。候凝2天后,钻塞,冲砂,取到冲出的涂料砂块,经试验测定,胶结强度很高。
2、绕丝筛管砾石充填防砂施工简况 2002年3月9日进行反循环绕丝筛管砾石充填施工。整个防砂施工共填石英砂1.68m3,携砂液为清水,共用液180m3,循环充填砂比5%,挤压充填砂比8%-15%左右。3月10日下铅封,完成绕丝筛管砾石充填防砂施工。
3、注汽情况 2002年3月13日23:30起炉,总注汽量为880t。关井后,18日10:00-12:00,压力从19.7 MPa降到19 MPa;12:00-15:00,压力从19 MPa降到15.0 MPa。
4、生产情况 2002年3月30日按设计下入ф56/70mm抽稠泵及电热杆、电缆,开始试抽,泵深1040m。3月30日-4月4日出水, 5日开始见油,生产制度为4.2×2,提高冲次则出现光杆下行缓慢的问题,4月9日开始在油、套环空挤注降粘剂,井口产出液粘度大幅度下降,将生产制度提高为4.2×3,生产稳定。
从4月9日开始在油套环空掺降粘剂开始,产油量一直稳定在22t/d左右,降粘剂的用量为450kg/d。从5月10日起进行降粘剂用量调整实验,将用量由450kg/d降低为45kg/d,停止电加热,生产效果稳定,日产量稳定在24t/d,完全达到试油的目的。
抑制性可循环泡沫钻井完井液体系
匡耀武
纯梁采油厂的金家油田等区块存在低压低渗透油气藏,应用普通的钻井完井液技术进行钻井施工,会发生如下的油气层损害:
(1) 储层会发生水敏反应,堵塞油气孔道,对储层产生较大的污染;
(2) 由于地层压力低,易发生井漏,影响井下安全,增加钻井成本,同时由于漏进储层中大量的钻井液和堵漏材料,这会造成更严重的油气层污染;
(3) 低压低渗透气藏还存在应力敏感、水锁和反向自吸效应等特殊性损害。
一、确定钻井完井液技术思路及室内实验
1、选用的处理剂有良好的粘土稳定性,对产层内流体性能无影响,与产层矿物具有良好的配伍性,处理剂之间具有良好的相容性;
2、钻井液具有较强的抑制性,防止粘土分散运移,侵入储层的滤液不会使粘土矿物发生膨胀、运移;
3、钻井液具有携岩性、润滑性、防塌性和造壁性能;
4、发泡剂具有良好的发泡效果,稳泡剂能使钻井液表面张力更加合理,钻井液具有良好的稳定性。
在实验室中通过测量钠膨润土岩心在各种介质中的线性膨胀量,评价了抑制剂抑制能力和强包被能力,并以相对膨胀率作为其中一个标准优选了抑制剂的加量;同时对各种发泡剂、增粘剂、稳泡剂、降滤失剂以及流型调解剂进行大量的评价优选试验,并且用正交试验法考察了各种处理剂的最佳交互作用以及最佳加量。在试验的基础上确定出理想的配方,并在实验室内进行了评价性实验。
根据该配方配制出的钻井液性能如下:
密度:0.50 g/cm3
失水/泥饼:3ml/0.1mm
切力:5/12 Pa
动切力:13 Pa
塑性粘度:30 mPa·s
PH值:9
二、低压低渗透性气藏特殊性损害的预防措施
1、施工中防止气藏应力敏感损害的措施
由于气藏存在应力敏感点,所以当气藏处于低应力状态时,钻井施工中应防止激动压力的产生或减小正负激动压差值,为此要严格控制起下钻速度。抑制性可循环泡沫钻井液具有优良的触变性、抑制性、较小的滤失量和良好的泥饼质量,能有效防止由于水敏性矿物水化膨胀产生水化应力,进而造成应力敏感性损害;钻进中,根据地层情况,确定合理的负压差,选择欠平衡钻进。
2、预防水锁损害的措施
防止水锁损害从两个方面解决:
(1) 抑制性可循环泡沫钻井完井液具有较低的滤失量和较好的泥饼质量,结合Jamin效应,能尽可能的减少进入储层中滤液的量。
(2) 可以根据储层的物性调整抑制性可循环泡沫钻井液的矿化度,即使进入储层中一小部分滤液,由于具有较强的抑制性和与储层有良好的配伍性,具有良好的返排能力。
3、减小反向自吸效应的措施
采用欠平衡钻进时,尽可能的维护欠平衡状态不遭到破坏,同时可以根据储层物性,适当调整平衡压力的大小,另外,抑制性可循环泡沫钻井液的Jamin效应也能降低自吸效应。
三、现场施工工艺
从室内评价实验可以看出,抑制性可循环泡沫钻井完井液体系具有良好的流变性、携岩性、润滑性、抗高温性、稳定性和很好的油气层保护能力,完全可以适应井深3000米以内的直井、斜井和水平井钻井施工需要。
现场施工程序简单,基本施工程序如下:
1、在混配车间内按体系配方首先将无机抑制剂混配好,然后将其他处理剂进行复配;
2、钻井施工中要求技术套管坐进目的层1米左右,用原井浆将水泥塞钻至只剩1~2米时,将原井浆用淡水替换掉;
3、配制钻井液时,在水中加入复配的体系处理剂,充分搅拌及循环后,加入复合无机抑制剂,循环搅拌待用。
4、在钻进过程中,及时测量钻井液的流变性能和进行滤液分析,一旦发现与设计有出入或无法满足钻井工程需要的预兆,及时进行调整。
5、由于钻井液中含有泡沫,必定会对钻井液泵的上水效率有影响,从而影响环空返速,所以在每次起钻前尽量大排量长时间进行循环并配合好短起下钻措施,下套管前必须通井,并保证井眼清洁。
该体系若能配合水平井钻井工艺,增大储层的泻油面积,则能更好地开发低压低渗透油藏。
四、结论
1、抑制性可循环泡沫钻井完井液具有较低的密度(ρ在0.60~0.95之间可调),能满足低压地层钻井施工的需要。
2、抑制性可循环泡沫钻井完井液具有较强的抑制性,结合Jamin效应能有效的预防钻井液对低压低渗透储层的污染,在最大程度上保护了油气层。
3、抑制性可循环泡沫钻井完井液的流变性、防塌性和稳定性能良好。能适应井深3000米以内的直井、斜井和水平井钻井施工需要。