渤海C油田预钻井原油乳化对储层伤害实验研究_李进.pdf

第52 卷第2 期 当 代 化 工 Vol.52，No.2 2023 年 2 月 Contemporary Chemical Industry February，2023 基金项目基金项目：中国海油重大专项课题,渤海在生产油气田增产稳产钻完井技术研究（项目编号：YXKY-2019-TJ-04）。收稿日期收稿日期：2021-12-31 作者简介作者简介：李进（1988-），男，湖北省恩施州人，硕士，2015 年毕业于西南石油大学油气井工程专业，研究方向：海洋油气钻完井技术。E-mail：。渤海 C 油田预钻井原油乳化 对储层伤害实验研究 李进1,2，王昆剑1,2，韩耀图1,2，李海涛3，林家昱1,2，牟高庆3，肖强忠1,2（1.海洋石油高效开发国家重点实验室，天津 300459；2.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459;3.西南石油大学，四川 成都 610500）摘 要：渤海 C 油田导管架期间首批 12 口预钻井在生产过程出现了生产压差高产量低的现象，分析认为原油乳化堵塞是潜在伤害因素。为了明确原油乳化堵塞机理，为产能恢复措施制定提供指导，针对该批低产井开展原油乳化堵塞实验研究。实验结果表明：当含水率为 20%时，原油乳状液黏度为最高值 10.9 mPas，为原油乳化反相点，乳状液类型为油包水（W/O）型；当含水率大于 20%时，乳状液黏度降低，类型为水包油（O/W）型；原油高含水时，乳状液类型为 O/W 型，降低储层渗透率 25.21%，对储层伤害相对较小；原油低含水时，乳状液类型为 W/O 型，降低储层渗透率 75.01%，对储层伤害大。随着乳状液质量浓度从 1 000 mgL-1增加至 4 000 mgL-1，岩心渗透率伤害程度最高达到 50%。以 I01H 和 I28H 井为例，结合实验结果对实际生产动态进行分析，两口井生产初期含水率升高至 20%后，生产压差不变，采液指数下降，说明原油发生乳化并堵塞近井地层，与实验结果一致。关 键 词：原油乳状液；乳化反相点；储层伤害;含水率;低产；预钻井;渤海油田 中图分类号：TE258.3 文献标识码：A 文章编号：1671-0460（2023）02-0317-05 Experimental Study on Reservoir Damage Caused by Crude Oil Emulsification of Pre-Drilling Wells in Bohai C Oilfield LI Jin1,2,WANG Kun-jian1,2,HAN Yao-tu1,2，LI Hai-tao3,LIN Jia-yu1,2,MU Gao-qing3,XIAO Qiang-zhong1,2（1.State Key Laboratory of Offshore Oil Exploitation,Tianjin 300459,China;2.CNOOC Tianjin Branch,Tianjin 300459,China;3.Southwest Petroleum University,Chengdu Sichuan 610500,China）Abstract:In the process of production,the first batch of 12 pre-drilling wells generated the condition of well high production pressure difference and low production rates in Bohai C oilfield.According to preliminary analysis,the crude oil emulsification plugging is considered as a potential reservoir damage factor.In order to clarify the mechanism of crude oil emulsification plugging and provide guidance for production recovery measures,the experimental study on crude oil emulsification plugging was carried out based on the batch of low-production wells.The experimental results showed that,when the water cut was 20%,the viscosity of crude oil emulsion reached to the highest value of 10.9 mPas,which came to be the emulsification inversion point of crude oil,and the type of emulsion developed into water-in-oil(W/O)type.When the water cut was greater than 20%,the viscosity of the crude oil emulsion decreased,and the emulsion type developed into oil-in-water(O/W)type.When the crude oil reservoir had high water cut,the emulsion type converted to O/W type,which reduced the reservoir permeability by 25.21%,and it made relatively small damage to the reservoir.When the crude oil reservoir had low water cut,the emulsion type developed into W/O type,which lessened the permeability of the reservoir by 75.01%,and it made significant harmful to the reservoir.When the mass concentration of the emulsion increased from 1 000 mgL-1 to 4 000 mgL-1,the core permeability damage was up to 50%.Taking wells I01H and I28H as examples and by analyzing their production trends based on experimental results,the production pressure differences remained unchanged and the fluid production index decreased after the water cut of the two wells increased to 20%in the initial stage of production.These indicated the emulsified crude oil blocked the formation near the hole,which was consistent with the experimental results Key words:Crude oil emulsions;Emulsification inversion point;Reservoir damage;Water cut;Low production rates;Pre-drilling wells;Bohai oilfield 原油开采过程中，原油中的胶质、沥青质、有机酸等天然乳化剂在机械剪切作用下，会使油水两DOI:10.13840/21-1457/tq.2023.02.039 318 当 代 化 工 2023年2月 相乳化形成乳状液1-3，堵塞孔喉伤害储层。渤海 C油田导管架期间完成首批 12 口生产井预钻井作业，钻完井作业结束后进行返排，然后关井，待组块安装。3 个月后，组块安装完成，首批 12 口预钻井投产存在生产压差高、产量低的现象，未达到配产产量。通过和组块安装后新钻的同层位开发井投产情况对比，分析认为导管架期间的 12 口预钻井在待组块安装过程中，因关井静置时间过长造成了近井带污染4-5。同时，结合储层物性和流体性质分析认为，关井静置期间原油乳化堵塞孔喉、伤害储层是该批井低产的主要潜在原因6-8。为了明确原油乳化堵塞机理，为产能恢复措施制定提供指导，亟须开展原油乳化对储层伤害实验研究。1 岩心伤害评价试验 1.1 试验装置与试剂 仪器：渤海 C 油田岩屑人造岩心、Harrk Mars型流变仪、岩心流动装置、秒表、250 mL 烧杯、10 mL 量筒、恒速恒流泵。试剂：渤海 C 油田原油样、NaHCO3、KCl、NaCl、OP-10 乳化剂、W/O 型原油乳状液、O/W 型原油乳状液。1.2 实验方法 1.2.1 原油乳化反相点测试 原油乳化反相点是通过实验测定不同含水率下乳状液的黏度变化趋势而获得，乳状液的配制参照黄启玉9等提出的方法，具体步骤如下：按照渤海 C油田馆陶组地层水的比例配置出满足地层矿化度的模拟地层水，然后与馆陶组原油 090%比例混合，加水方式选择一次性加水，在 1 000 rmin-1、70 下搅拌 30 min 后放入恒温箱内 8 h，观察静置后是否发生分层，并测试乳状液黏度。渤海 C 油田馆陶组地层水型为 NaHCO3，pH 为 7.5，总矿化度为 6 733.5 mgL-1，地层水离子质量浓度如表 1 所示。表 1 馆陶组地层水矿化度 Table 1 Salinity of formation water in Guantao formation 离子类型 质量浓度/(mgL-1)阳离子 Na+1 840 K+1 120 Ca2+28 Mg2+5 阴离子 Cl-2 750 SO42-5 CO32-0 HCO3-985.5 1.2.2 乳状液类型对储层伤害评价实验 参照石油天然气行业标准岩心流动性试验仪器通用技术条件（SY/T 67032007）进行岩心驱替流动实验，在模拟纯油层和高含水条件下，研究W/O 型乳状液和 O/W 型乳状液在岩心中的流动情况，评价两种乳状液对油层伤害程度。岩心驱替流动实验均在常温条件下进行，驱替方式为恒流。1）将人造岩心在真空状态下饱和地层水 12 h；2）将岩心放入岩心夹持器内进行水驱，设置恒流泵流速 0.5 mLmin-1，记录压差变化直至稳定；3）连入装有原油的中间容器，使岩心饱和原油，流量不变，记录压差变化，直至再无油滴驱出，其中用于测试 O/W 型乳状液的岩心，再次用模拟地层水驱至残余油状态；4）注入 W/O 或 O/W 型乳化剂，注入 2 PV 后取出岩心放入模拟地层水中 70 下浸泡 7 天（模拟关井）；5）将浸泡后的岩心再次放入岩心加持器内，再次进行水驱，流速不变，记录压差变化直至稳定。模拟油层乳状液储层伤害实验参数如表 2 所示。表 2 原油乳化储层伤害评价实验 Table 2 Reservoir damage evaluation experiment by emulsified crude oil displacement 项目 束缚水状态下模拟驱替 实验（模拟纯油层）残余油状态下模拟驱替 实验（模拟高含水）实验流体 模拟地层水、现场原油、W/O 原油乳状液 模拟地层水、现场原油、O/W 原油乳状液 岩