低渗透油田低温自生气增能解堵技术的实践与认识_马敬莹.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 7 期 130 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 7 月 低渗透油田低温自生气增能 解堵技术的实践与认识 低渗透油田低温自生气增能 解堵技术的实践与认识 马敬莹（大庆油田第九采油厂工艺研究所，黑龙江 大庆 163853）摘 要：摘 要：低渗透油田受储层物性差、地层能量不足影响，部分区块油井压裂后、洗井或作业后储层污染，产量异常递减较快，油井产能得不到正常发挥。为补充地层能量，解除储层堵塞，优选了低温自生气增能解堵技术，通过研究提效时机，优化注入参数，现场共应用 43 口井，措施后产出状况改善，供液能力增强，初期单井日增油达 59%，创造经济效益相当于多压裂 50 口井，为外围低渗透油田异常递减井探索了低成本治理途径。关键词：关键词：能量补充；低渗透；产量递减；低温自生气 1 问题的提出 1 问题的提出 近几年，低渗透油田部分区块压裂后初期增油效果明显，但产量递减快，压裂潜能得不到正常发挥。统计 A 油田缝网压裂井压后 6 个月递减率达 35.5%，常规压裂井压后 6个月递减率达 60.7%。为进一步分析产量递减原因，根据渗流阶段油井产量计算公式，可以看出，压裂后影响产量的主要因素为驱替压力、原油粘度和储层污染程度。式中：J采油指数；k储层渗透率，D；h油层厚度，m；u地层流体粘度，mPa.s；re泄油半径，m；rw油井半径，m；s表皮因子。从驱替压力、储层污染程度与产量变化规律可以看出，随着地层压力下降、储层污染堵塞，产能随时间递减趋势更加明显。为及时补充地层能量，解除储层污染，优选了低温自生气增能解堵技术，利用其增能、解堵、降粘、降解机理，达到恢复油井产能，进一步发挥压裂井潜能，提高单井产量的目的。2 低温自生气作用机理 2 低温自生气作用机理 主要由四大类复合药剂组成，在地层中发生反应后，起到增能、解堵、降粘、降解等综合效果。（1）气体反应剂：补充地层能量，反应释放出大量气体，迅速补充油层能量，提高驱替压力；（2）有机酸解堵剂：生热解堵，反应放出大量的热，解除近井有机堵塞，改善储层的渗透性；（3）表面活性剂：降低原油粘度，形成水包油型乳状液，实现原油粘度大幅降低；（4）聚合物降解剂：降解压裂残渣，在地下发生化学降解反应，通过氧化性降解压裂液为水化分子。2.1 低温自生气反应剂 作用机理：通过药剂发生反应，使原来只能在高温（190）分解放出气体的化学反应，能够在低温（15-65可控制）条件下反应并生成大量气体，在提高压力和温度的同时，起到增能降粘作用。化学反应方程式：（1）初级反应：热催化剂+-2222)i(222NONOHCONHCONONH （2-1）（2）高级反应：热催化剂+-OHCONHOHCONHCONH2222ii)(222)(（2-2）DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.07.032 马敬莹：低渗透油田低温自生气增能解堵技术的实践与认识 131 2.2 低碳混合有机酸 作用机理：酸与储层中碳酸钙、氢氧化物等杂质发生反应，同时放出 CO2，解除地层有机和无机堵塞。溶蚀、溶垢反应：OHCOCaRCOOHRCaCO2223)(+-+溶于水 （2-3）OHCOFeRCOOHROHFe2222)()(+-+溶于水 （2-4）OHCOFeRCOOHROHFe2233)()(+-+溶于水 （2-5）OHCOMgRCOOHROHMg2222)()(+-+溶于水 （2-6）主要成分：C1-C4 低混合有机酸解堵剂是由甲、乙、丙、丁（少量）有机酸、醇类有机溶剂、氧化剂等化学添加剂组成。2.3 表面活性剂 作用机理：属于高分子非离子型表面活性剂，改变原油润湿性，形成水包油型乳状液，减小油流阻力。非离子表面活性剂主要性能:（1）药剂性质：不离解的醚基为主要亲水基；（2）主要功能：起增溶、洗涤、降粘、钙皂分散等作用；（3）药剂类型：聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型等。反应过程：脂肪酸与环氧乙烷在催化剂作用下起加成反应，生成脂肪酸聚氧乙烯脂，渗透力及洗涤力较强。2.4 聚合物类水化降解剂 作用机理：在地下发生化学降解反应，将聚合物分解、氧化，通过氧化性降解为水化小分子，解除压裂液污染。化学反应方程式：232322322322)()()(SOVIIINHNOHSONHIASONHVIIINOIA+-+-+-催化剂 （2-7）3 低温自生气提效时机研究 3 低温自生气提效时机研究 为明确 A 油田压后产量异常递减快原因，通过理论分析，引入四类八项影响因素，并用数学模型对其进行表征，将其引入理想状态理论模型，得到异常井导流能力模型。表 3-1 异常递减井裂缝导流能力的影响因素 表 3-1 异常递减井裂缝导流能力的影响因素 影响导流能力四类八个因素 异常井导流能力模型 流体流动性变异 分散堵塞效应 堆积堵塞效应 储层敏感性等污染 修正理论导流能力模型 (,)ifiiCKw x t z=(),bxfixbCKw x t z=0 xxbxCCC=+地层能量 工作制度 粘度、残渣含量、地层能量 粘度、残渣含量、地层能量 储层水敏、外来流体及其固相颗粒等 KKf=),()(HtwStAii=),()(HtwStBiiids=0C 图 3-1 产量递减异常 A 井累积产液量对比曲线 图 3-2 产量递减 A 井模拟累积产液量对比曲线 图 3-1 产量递减异常 A 井累积产液量对比曲线 图 3-2 产量递减 A 井模拟累积产液量对比曲线 132 马敬莹：低渗透油田低温自生气增能解堵技术的实践与认识 将该产量预测模型计算结果与实际异常递减井数据进行对比，吻合较好，可用于量化压后导流能力和时间关系。利用异常井导流能力模型，绘制压后导流能力随时间变化曲线，依据三种临界状态，给出了提效时机的确定方法。表 3-2 异常递减井提效时机确定 表 3-2 异常递减井提效时机确定 临界状态()tt()tt()idstt 当停滞流动系数()1t=时，流体达到停滞流动临界状态 当分散堵塞系数()0tt=时，缝内形成堆积堵塞的临界状态 当堆积堵塞比1ids=时，裂缝达到完全堵塞状态 提效目的 增能、改善原油流动性能 降解裂缝内残渣 疏通流动通道 图 3-3 B 井压后导流能力随时间变化曲线 图 3-4 C 井压后导流能力随时间变化曲线 图 3-3 B 井压后导流能力随时间变化曲线 图 3-4 C 井压后导流能力随时间变化曲线 确定最佳提效时机：第 1 个临界状态对应的时间。4 低温自生气注入参数优化4 低温自生气注入参数优化 通过模拟驱替压力低、堵塞、压裂液残留 3 类环境，共开展 48 组室内评价实验，在投入相同成本的前提下调整 4种药剂浓度，最终给出效果最优的药剂比例，用于指导现场施工。表 4-1 低温自生气体系最佳药剂浓度表 表 4-1 低温自生气体系最佳药剂浓度表 储层状况 自生气反应剂 混合有机酸 表面活性剂 聚合物降解剂 地层能量不足 12%4%8%3%储层堵塞 8%9%7%2%返排率低 8%3%8%6%表 4-2 低温自生气实验环境描述表 表 4-2 低温自生气实验环境描述表 储层状况 环境描述 驱替压力低 利用回压阀变化驱替压力，P1MPa 岩心堵塞 高矿化度溶液及高含量胶质 原油浸泡 72h 压裂液残留 压裂液浸泡 72h 后水驱 为保证措施效果，通过岩心驱替实验，优化自生气的注入参数，指导现场试验：（1）优化注入半径：综合考虑吞吐采收率和药剂成本，采收率提高 11.9%时，优化注入半径为4-15m；（2）综合考虑采收率和现场施工实际，优选注入速度为 6-7m3/h。表 4-3 不同药剂浓度下岩心实验数据表 表 4-3 不同药剂浓度下岩心实验数据表 模拟环境各类药剂质量浓度（%）采收率提高（%）自生气反应剂混合有机酸 表面活性剂 聚合物降解剂 驱替压力低 4 12 8 1.2 2.7 8 9 8 1.5 3.6 12 4 8 3 4.5 16 3 8 1 4.4 岩心堵塞4 10 8 2 5.3 8 9 7 2 5.5 12 8 5 3 4.9 16 7 5 2 4.6 压裂液 残留4 5 8 7 6.3 8 3 8 6 6.4 12 3 7 5 5.9 16 3 6 4 5.8 表 4-4 不同注入量下岩心吞吐实验数据 表 4-4 不同注入量下岩心吞吐实验数据 岩心编号 注入量(PV)吞吐提高采收率（%）一次 二次 三次 150630A-8 0.05 1.65 1.24 0.83 马敬莹：低渗透油田低温自生气增能解堵技术的实践与认识 133 150630A-10 0.1 2.52 1.68 1.01 150630A-2 0.3 5.71 4.29 1.9 150623B-4 0.5 6 4 3.2 150630A-5 0.7 7.08 4.58 3.75 150623B-1 0.9 8.03 6.14 4.73 表 4-5 不同注入速度下岩心吞吐实验数 表 4-5 不同注入速度下岩心吞吐实验数 岩心编号 注入速度(mL/min)吞吐提高采收率（%）一次 二次 三次 150630A-7 0.05 8.68 5.37 3.47 150630A-9 0.1 7.69 4.36 2.56 150630A-4 0.3 6.98 3.49 2.33 150623B-5 0.5 4.58 2.92 1.67 150623B-6 0.7 2.8 2.4 0.8 150623B-9 0.9 2.45 1.67 1.47 5 应用效果 5 应用效果 通过以上研究，近几年陆续实施低温自生气增能解堵43 口井，措施后产出状况改善，供液能力增强，初期单井日增油达 59%，平均有效期 283 天，创造经济效益相当于多压裂 50 口井，取得了较好的增油效果。6 结论及认识 6 结论及认识 （1）异常递减井导流能力模型的建立，给出了压后产量不同异常递减阶段的判断方法，为确定最佳提效时机提供技术手段。（2）根据储层状况及室内评价结果，优化药剂注入参数，能够为现场施工提供指导。（3）从工艺适应性上看，应用低温自生气技术可以起到解堵恢复油井产能的作用，为外围低渗透油田异常递减井探索了低成本治理途径。参考文献 参考文献 1 王辉.低温自生气增能解堵技术研究及应用J.中国石油和化工标准与质量,2012(12):68.2 申东涛.自生气增能复产技术安全性分析及对策J.化工管理,2016(02).3 张玉涛.低温自生气增能复产新技术J.中国高新技术企业,2011(7):110-111.4 孙兆海.油井自生气解堵技术研究与应用J.化学工程与装备,2017(9):121-122.5 关鹏举.低温自生气增能解堵技术研究及应用J.内蒙古石油化工,2013(23):83-84.（上接第 142 页）_（上接第 142 页）_ 展现出天然气管道网络管理数据。工程客户管理系统的集中，则需要通过 GIS 系统和用户信息系统进行合理结合，而使用 GIS 系统可以有效保证系统产生故障问题后，应及时将客户数据进行合理调整，并且系统在运转期间还可以快速定位客户的具体位置，致使系统后续调动服务工作开展的流畅性域完整性，同时系统运转过程中，其内部功能还可以直接对信息更新情况进行实时控制和参数标注，同时按照城市天然气数据增量方式，对城市天然气更新直接提交文件管理部门，完成对城市建设数据库城市燃气网络信息数据优化，因此城市规划环节上，燃气能源的集成化处理能够保证燃气管道网络设备运行状态、工程数据信息以及数据库统计等方面有效展现。5 结束语 5 结束语 由此可见，天然气工程的管道数据和信息调查对于天然气工程建设具有十分重要的作用和现实意义，同时信息化操作技术的快速进步为城市天然气工程施工现代化提供了更 为广泛的发展趋势和空间，企业也越来越多借助新型技术进行管理机制创新，提高管理水平。参考文献 参考文献 1 韩冰.城市燃气老旧设施改造工程的思考J.石化技术,2022,29(06):183-185.2 干斌.城