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复杂小断块油藏开采存在的问题及防治措施

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【摘要】复杂断块油藏地质条件复杂,含油层系多,储层变化大,非均质严重,原油性质变化大,油藏开采过程中难免遇到较多的复杂问题。针对不同岩层的套管损坏,应设计不同的套管等级和壁厚,弱碱性的注入水可以减少套管腐蚀;热化学解堵及有机解堵剂都能够有效解决近井地带的有机垢堵塞问题;注入支撑剂段塞、用高粘流体起裂、大排量、射孔等有利于增大缝宽、减少压裂过程中裂缝数。

【关键词】断块油藏 套损 化学解堵 多裂缝

复杂小断块油藏地质条件构造复杂,断块小而多,含油层系多,油水关系复杂,储层变化大,非均质严重,原油性质变化大,生产动态差异大。复杂的地层条件导致了一系列开采难题,本文针对复杂小断块油藏开采过程中可能存在的复杂问题提出了相应的防治措施,满足了该类油藏的生产开发需要。

1套管损坏及预防

造成套管损坏的原因是多样的,对于东辛油田而言,主要原因有:高压注水开发过程中的断层滑移、注水后泥岩聚集膨胀、二氧化碳等气体腐蚀、套管柱强度设计不合理等。

1.1 套损分布规律

东辛油田复杂断块油藏套管损坏类型主要有缩径变形、破漏、套管弯曲和错断等,其中以缩径变形和破漏为主。套管损坏点主要分布在水泥浆返高以上浅部未固井段,如表1所示。由于油层段附近扰动较大且油层附近外部地层构造差异性较大,是套管承受应力集中的井段,所以油层及油层以上井段套损较为严重。东辛油田地层岩性主要以砂岩和泥岩为主,其中,泥岩盖层套管损坏较严重。

1.2 套管损坏防治措施

由于不同岩层套管损坏差异性较大,可以针对不同的岩层设计不同的套管等级和壁厚,节约成本的同时还能提高套管质量。目前,东辛油田采用的套管多为N80壁厚7.72mm的钢管。由于不同岩层的非均质性,不同井段套管所承受的应力差异较大,断层附近及泥岩夹层所受地层应力挤压较大。可以在这些井段采用内径相同但抗挤压的厚壁套管,试验证明壁厚在之前7.72mm的基础上提高2.82mm,抗挤压强度即可提高到167MPa,可以大大延长套管的使用寿命。此外,合理控制断层附近的注水压力以减少断层滑移的可能;完井时在断层部分不固井,下套管前扩孔使套管与地层间留出30mm左右的孔隙可以给断层滑移留出一个有效的缓冲区,以减小套管的承压损坏。

2 油井堵塞及防治措施

东辛油田小断块油藏所产原油一般粘度较高,胶质、沥青质含量较大,多口油井由于蜡质、胶质、沥青质等粘稠物质的堵塞,稠油或死油污染等造成的近井地带堵塞,大量注水引起的油水乳状堵塞等而严重影响了油井产量。

针对以上油井堵塞问题,应用较多的是热化学解堵技术。热化学解堵剂主要组成成分可分为发热剂、延缓剂和分散剂。起主导作用的为发热剂,它可以发生剧烈的化学反应,放出大量的热量及气体。效果较好的发热剂1mol可以放出347.5×106J的热量和22.2m3气体,在非绝热条件下可以使系统温度提高30℃左右。延缓剂的作用主要是控制发热剂的反应速度,分散剂主要是一些表面活性剂类,可以将大分子的胶质沥青质等有机物分散成较为微细的颗粒。一旦将热化学解堵剂按一定次序注入堵塞井段,发热剂产生的热量便可以使近井地带的堵塞物熔化,在气体的携带、冲刷作用下脱离井壁,加上分散剂的分散作用等综合因素影响下将堵塞物排出。解堵剂用量一般要根据油层厚度及解堵半径等来确定。主体液(发热剂、延缓剂)注入前先注入前置液,约每米厚度油层0.5-0.7m3,主体液由顶替液顶替到油层顶部即可。主体液的浓度一般为60-80的水溶液,分散剂溶液浓度1%。热解堵反应时间一般为1-2h,时间太长则气体消失后溶解物返排困难,时间太短则反应不完全。

此外,针对有机垢的堵塞,成本较低的有机解堵剂也能起到较好的解堵效果。有机解堵剂的主要由芳香烃类溶剂、极性控制剂、分散剂等组成。主要成分包括C7-C10芳香烃有机溶剂、聚氧乙烯醚类表面活性剂、甲基酰胺类水溶性表面活性剂以及一些离子稳定剂等。芳香烃类溶剂的作用主要是溶解胶质、沥青质等有机垢;极性控制剂的作用是调节溶剂的极性以起到更好的溶解作用;分散剂还是起到分散大分子物质的作用;水溶性表面活性剂的作用是破坏有机垢表面的水膜以使有机溶剂与垢之间充分接触。

3 多裂缝压裂及防治措施

对于东辛油田多口低产能、低渗透稠油油藏,高砂比压裂技术可以大大降低井底生产压差及液体流动速度,达到控制地层出砂的目的,且能提高近井油层的渗透率,从而具有明显的油井增产作用和降低稠油热采注汽压力的作用,防砂综合效果好。但是这类复杂断块油藏由于受断层、构造等地质条件的控制,断块的复杂性和不规则性加剧、地应力场分布复杂,因此,井网与裂缝系统不能达到最优匹配,在很大程度上影响了压裂的潜能发挥。

[1] 张卫东,王建龙等.东辛复杂断块油藏套损原因及预防措施[J].中国石油大学胜利学院学报,2012,26(2):24-26

[2] 陈普信,陈路原,等.小断块稠油油藏开采技术的研究及在文38块的应用[J].特种油气藏,1997,4(4):36-42