基质酸化活性柴油乳状液控水分流研究与应用.pdf

基质酸化活性柴油乳状液控水分流研究与应用张 强1,潘定成2,崔 波1,冯浦涌1,陈 凯1,刘 洋11.中海油田服务股份有限公司油田生产事业部,天津3 0 0 4 5 9;2.中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津3 0 0 4 5 9摘要:针对海上疏松砂岩油藏存在非均质性严重、污染程度高、酸化解堵后含水率上升等问题,开展了活性柴油乳状液体系封堵分流研究。室内实验结果表明:活性柴油乳状液体系黏度较高,且油相比例越低,乳状液黏度越高;对高渗层具有较好封堵 效果,封堵 率大 于9 0%;双管 并 联岩 心封 堵分 流 实验 表明,分流 率可 达8 3.9%,高渗岩心(水层)渗透率下降6 3.5 3%,低渗岩心(油层)渗透率降低7.3 1%。与常规酸化解堵措施相结合,可起到均匀布酸的效果。矿场试验结果表明:活性柴油乳状液体系进入地层后,注入压力明显上升,使后续酸液发生转向。施工后作业井产液量从3 7m3/d升至1 0 5m3/d,产油量从1 1m3/d升至1 3.6m3/d。关键词:活性柴油 控水分流 酸化解堵 选择性封堵中图分类号:T E 3 5 5 文献标识码:A D O I:1 0.2 0 0 7 5/j.c n k i.i s s n.1 0 0 3-9 3 8 4.2 0 2 3.0 4.0 0 1 酸化措施具有成本低廉、针对性强、应用广泛等特点,在海上油气田稳产增产中起着重要作用。而对于海上油田特殊储层,使用常规的笼统酸化措施会导致酸液沿非均质储层中的大孔道流动,难以有效地波及低渗部分,解除低渗层污染。酸化后常出现增液不增油、含水上升的现象1。渤海油田油井酸化解堵后效果统计显示,常规油井酸化后也基本存在着油井日产液量上升,日产油量下降,含水率上升的问题。解决此问题的关键是选择一种有效的分流转向工艺技术来实现均匀布酸,从而达到控水增产的目的。目前常用的分流转向技术有机械分流转向和化学分流转向两大类。针对海上作业要求的成功率高、对储层低伤害小、占地面积少、作业简便、周期短、费用低等苛刻条件,不论是机械分流转向还是常规的暂堵型化学转向均存在着一定的工艺局限性2。活性柴油乳状液为油包水型乳状液,自身具有较高的黏度,在地层流动过程中由于“贾敏效应”产生较大的流动阻力起到封堵作用。活性柴油黏度随着水相比例的增加而增大,遇水后进一步乳化,增加体系黏度,增强封堵作用;遇油后其活性剂为原油所稀释破坏乳状液的稳定性,不会对油层造成堵塞,具有“堵水不堵油”的特点3-6。1 实 验1.1 药品与仪器柴油活性剂,自制;氢氧化钠、碳酸氢钠、氯化钠、氯化钾、硫酸镁、氯化镁、硫酸钙、碳酸钠、氯化钙,分析纯,国药集团。MA R S流变仪,赛默飞世尔科技;长岩心驱替装置,山东中石大石仪科技有限公司等。1.2 实验方法1.2.1 活性柴油乳状液体系的配制与黏度测定配制S Z油田模拟地层水(水质见表1)。取柴油活性剂与柴油以体积比19混合配制活性柴油乳状液体系,取活性柴油与模拟地层水以体积比1 9,2 8,3 7和4 6混合配制乳状液,边加水边振荡使之混合均匀。测定乳状液的黏度。1.2.2 活性柴油对单管岩心封堵试验以0.5m L/m i n的流速向岩心正注模拟地层水至压力平衡,测得初始渗透率;反注活性柴油乳状液(油水体积比37)0.5P V,记录渗透率变化情况。1.2.3 活性柴油乳状液对双管并联岩心封堵分流试验岩心数据见表2,主要步骤如下:收稿日期:2 0 2 2 1 1 1 8;修改稿收到日期:2 0 2 3 0 1 1 9作者简介:张 强(1 9 8 8),硕士,工程师,从事酸化增产研究工作。E-m a i l:z h a n g q i a n g 5 9c o s l.c o m.c n1第4 0卷 第4期2 0 2 3年7月精 细 石 油 化 工S P E C I A L I T YP E T R O C HEM I C A L S 表1 S Z油田模拟地层水离子质量浓度/(m gL-1)C l-HC O-3C O2-3C a2+M g2+S O2-4N a+K+矿化度/(m gL-1)p H值56 3 6.5 57 3.2 22 1.0 01 7 6.3 58 5.1 23.3 034 8 9.1 060 4 7.7 778表2 双管岩心实验所使用的岩心分析数据岩心编号长度/c m直径/c m孔隙体积/c m3气测渗透率/(1 0-3m2)1 1-7(高渗岩心)9.0 42.5 11 1.4 310 4 18-2(低渗岩心)8.8 12.5 11 0.9 59 6 1)以0.5m L/m i n的流速正向驱模拟地层水至压力平衡,测得高渗岩心初始液测渗透率;2)以0.1m L/m i n的流速向低渗岩心中正向驱替原油至残余水饱和度(低渗模拟油层),记录平衡压力,得到油相渗透率;3)将两块岩心并联,以0.5m L/m i n的流速反注活性柴油乳状液0.7 5P V,记录渗透率变化;4)以0.5m L/m i n的流速向并联岩心反注模拟地层水,计量高、低渗岩心出液体积,计算分流率;5)取高渗岩心,以0.5m L/m i n的流速正注模拟地层水测其水相渗透率;取低渗岩心,以0.1m L/m i n的流速正注原油测其油相渗透率。2 结果与讨论2.1 活性柴油黏度性能评价活性柴油乳状液在9 0 下的黏度与剪切速率的关系如图1所示。图1 不同油水比活性柴油黏度与剪切速率的关系活性柴油乳状液的黏度远高于0#柴油黏度,并且油相比例越低,乳状液黏度越高。根据这一特点,模拟驱替实验和现场施工均采用油水比37的乳状液,该乳状液在向地层推进过程中可以与地层水进一步乳化,提高乳状液中的水含量,使黏度上升,增强封堵作用。2.2 活性柴油对单管岩心封堵能力评价模拟S Z油田储层条件的六块岩心的参数和封堵结果如表3所示。表3 单管岩心封堵实验结果岩心编号水驱平衡压差/MP a液测渗透率/(1 0-3m2)气测渗透率/(1 0-3m2)后续注水封堵压差/MP a封堵率,%M-40.0 1 723 3.06 80.0 3 414 9.6M-50.0 1 204 7.81 1 90.0 6 728 2.1B-10.0 0 451 2 6.68 6 50.0 3 088 5.4C-1 5 0.0 0 162 5 8.011 6 20.0 1 308 7.7C-10.0 0 173 3 8.522 4 80.0 7 789 7.8Z-9 1 0.0 0 0710 0 0.079 6 40.0 2 239 6.9 由表3可以看出:活性柴油乳状液对低渗岩心M-4的封堵率为4 9.6%;对中渗岩心M-5、B-1、C-1 5的 封 堵 率 高 于8 0%;对 高 渗 岩 心C-1和Z 9 1的封堵率高于9 0%;活性柴油乳状液具有“堵高不堵低”的特点,对高渗层具有较好的封堵效 果,对 低 渗 层 的 封 堵 能 力 较 弱,具有较好的自选择性,可减少其在注入过程中进入低渗层。2.3 活性柴油乳状液对双管并联岩心分流封堵能力评价2.3.1 注水测定乳状液的转向效果先对并联岩心进行饱和模拟地层水处理,然后对低渗岩心进行饱和原油处理。反向注入活性柴油乳状液驱替曲线和正向注入模拟地层水出液情况分别如图2和图3所示。图2 并联岩心反向注入活性柴油乳状液压力曲线由图2看出,反向注入活性柴油乳状液过程中,压力持续上升,活性柴油乳状液优先进入高渗水层,起到了较好的封堵效果。2 精 细 石 油 化 工2 0 2 3年7月图3 并联岩心注模拟地层水的出液量与时间的关系由图3看出,低渗油层岩心先出液,当压力升至0.0 2 16MP a时,水层开始出液;注水结束时,油层出液量远大于水层出液量,分流率可达8 3.9%,说明注入的活性柴油乳状液对水层起到了良好的封堵效果,使得后续注液大部分转向到了油层。2.3.2 活性柴油对高、低渗岩心渗透率影响取高、低渗岩心,分别测定其水相和油相渗透率,结果如表4所示。并联岩心笼统注入活性柴油乳状液后封堵后,高渗岩心(水层)渗透率下降6 3.5 3%,低渗岩心(油层)渗透率降低7.3 1%,可知活性柴油乳状液对水相渗透率有较大幅度降低,而对油相渗透率影响很小。根据活性柴油乳状液“堵高不堵低”和“堵水不堵油”的特点,配合酸化工艺施工,能够起到很好的控水分流酸化的目的,有效地解除高、低渗层的污染。表4 注乳状液后渗透率测定结果岩心编号参数测定条件测渗透率用液体平衡压力/MP a渗透率/(1 0-3m2)渗透率,%1 1-7(高渗岩心)8-2(低渗岩心)封堵前封堵后封堵前封堵后模拟地层水溶液原油0.0 1 371 1 1.1 90.0 3 754 0.6 20.0 9 275 5.4 10.1 0 005 1.3 6降低6 3.5 3降低7.3 13 现场应用3.1 概 况W-A 6井在大修过程中造成了储层污染,采液指数为1 3.9m3/(MP ad),进行压力恢复测试,计算机械表皮为1 5.9,近井地带污染严重导致产能下降,需要对其进行酸化解堵作业以改善储层渗流条件。根据油层数据得出,孔隙度为2 1.9%2 8.6%,孔隙度较高;低渗渗透率2 0.61 0-3m2,高渗渗透率9 7 9.61 0-3m2,渗透率极差为5 0。该段储层非均质性高、渗透率极差大、含水率高;常规酸化作业易形成大的酸蚀孔道,使得酸液沿大孔道流走,酸化效果不佳。根据目标井的储层物性采用活性柴油乳状液控水分流酸化工艺,活性柴油乳状液具有遇水黏度增加的性能,能有效的封堵相对较高的渗透层,使后续酸液转向进入较低渗层,达到均匀酸化的效果。同时随着酸液的持续注入会破坏活性柴油乳状液的稳定性,使其黏度降低,利于返排。3.2 现场施工酸化作业现场施工曲线和作业前后A 6井生产曲线分别如图4和图5所示。由图4酸化施工曲线可以看出:1)前置酸液的注入速度为0.1 60.2 4m3/m i n,酸液优先进入大孔道,与地层中的堵塞物反应,改善了渗流通道,降低流动阻力使注入压力从5.5MP a降至3.5MP a。图4 A 6井酸化施工作业曲线图5 酸化作业前后A 6井生产曲线2)活性柴油乳状液进入地层后,由于其自身黏度较大,并且与地层水接触后会进一步产生乳化,使其的黏度升高,会在高渗层内流动时产生较大的流动阻力,使注入压力从3.5MP a升至63第4 0卷 第4期张 强,等.基质酸化活性柴油乳状液控水分流研究与应用 MP a,后置酸液会波及低渗层,进一步解除地层污染,并且使活性柴油乳状液的稳定性降低,故注入压 力 又 下 降。利 于 后 续 注 入 酸 液 分 流 转向。3)停泵测压降曲线时,压力下降明显,说明酸液与地层污染和矿物反应明显,有效的解除了污染,增大了流体流动通道,改善了储层的连通性。由图5可以看出,活性柴油乳状液配合酸化工艺解堵效果明显,作业完成后产液量从3 7m3/d升至1 0 5m3/d;产油量从1 1 m3/d升至1 3.6m3/d,产液量、产油量均得以增长。4 结 论a.活性柴油乳状液的黏度远高于柴油黏度,并且油相比例越低,乳状液黏度越高。该乳状液在向地层推进过程中可以与地层水进一步乳化,黏度上升,增强封堵作用。b.活性柴油乳状液体系具有“堵高不堵低”“堵水不堵油”的特点,有较强的自选择性,不会对油层造成伤害。c.活性柴油乳状液体系对高渗水层渗透率降低能力比低渗油层好,具有较好的分流转向效果。d.现场施工表明,活性柴油乳状液进入地层后,压力上升明显,使后续酸液转向波及低渗层,解除污染,施工后A 6井的产液量为1 0 5m3/d,产油量为1 3.6m3/d,均得以增长。参 考 文 献1 高建崇,张岭,冯浦涌,等.疏松砂岩油藏乳化柴油体系封堵分流实验研究J.石油化工高等学校学报,2 0 1 7(1):3 6-4 1.2 L u l l oGD,R a eP,C u r t i s J.N e wi n s i g h t s i n t ow a t e r c o n t r o l-ar e v i e wo f t h es t a t eo f t h ea r tR.S P E 7 7 9 6 3,2 0 0 2.3 王桂勋,柴德民,张庆华,等.乳化原油选择性堵水室内研究J.钻采工艺,2 0 0 5,2 8(1):3.4 赵修太,白英睿,王增宝,等.乳状液体系在油田中的应用综述J.中外能源,2 0 1 1,1 6(1 1):4 5-5 0.5 F uX,L a n eRH,M a m o r aDD.W a t e r-i n-o i l e m u l s i o n s:f l o wi np o r o u sm e d i aa n dE O Rp o t e n t i a lR.S P E 1 6 2 6 3 3,2 0 1 2.6 冯浦涌,王宗圣,崔波,等.碳酸盐岩油藏乳状液暂堵及暂堵后酸化实验研究J.科学技术与工程,2 0 1 5,1 5(1 4):1 5 7-1 6 2,1 6 6.R E S E A R C HA N DA P P L I C A T I O NO FA C T I V ED I E S E LEMU L S I O NC O N T R O L L E D WA T E RD I S T R I B U T I O NI N MA T R I XA C I D I F I C A T I O NZ h a n gQ i a n g1,P a nD i n g c h e n g2,C u iB o1,F e n gP u y o n g1,C h e nK a i1,L i uY a n g1(1.C O S LP r o d u c t i o nO p t i m i z a t i o nD i v i s i o n,T i a n j i n3 0 0 4 5 9,C h i n a;2.B o h a iO i l f i e l dR e s e a r c hI n s t i t u t e,T i a n j i nB r a n c ho fCNO O CL t d.,T i a n j i n3 0 0 4 5 9,C h i n a)A b s t r a c t:I nv i e wo f t h ep r o b l e m so f s e r i o u sh e t e r o g e n e i t y,h i g hp o l l u t i o nd e g r e ea n dr i s i n gw a t e r c u ta f t e ra c i dp l u g g i n g i nu n c o n s o l i d a t e ds a n d s t o n er e s e r v o i r,ap l u g g i n ga n dd i v e r t i n gs t u d yo fa c t i v a t e dd i e s e l e m u l s i o nl i q u i ds y s t e mw a s c a r r i e do u t.T h e l a b o r a t o r ye x p e r i m e n t r e s u l t s s h o wt h a t t h eh i g h e rt h ev i s c o s i t yo f a c t i v ed i e s e l e m u l s i o ns y s t e m,a n d t h e l o w e r t h eo i l-p h a s e r a t i o,t h eh i g h e r t h ev i s c o s i-t yo f e m u l s i o n.I t h a s ag o o ds e a l i n ge f f e c t o n t h eh i g hp e r m e a b i l i t y l a y e r,a n d t h e s e a l i n g r a t e i sh i g h-e r t h a n9 0%.T h ep l u g g i n ga n ds h u n t t e s t o f d o u b l e t u b ep a r a l l e l c o r e s h o w s t h a t t h e f l o ws e p a r a t i o nr a t ec a nr e a c h8 3.9%,t h ep e r m e a b i l i t yo f h i g hp e r m e a b i l i t yc o r e(w a t e r l a y e r)d e c r e a s e sb y6 3.5 3%,w h i l e t h ep e r m e a b i l i t yo f l o wp e r m e a b i l i t yc o r e(o i l l a y e r)d e c r e a s e sb y7.3 1%.C o m b i n e dw i t ht h ec o n v e n t i o n a l a c i dp l u g g i n gm e a s u r e s,t h e e f f e c t o f u n i f o r ma c i dd i s t r i b u t i o nc a nb e a c h i e v e d.F i e l d t e s tr e s u l t s s h o wt h a t a f t e r t h e r e a c t i v ed i e s e l e m u l s i o ns y s t e me n t e r s t h e f o r m a t i o n,t h e i n j e c t i o np r e s s u r es i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e s,l e a d i n gt os u b s e q u e n ta c i dd i v e r s i o n,A f t e ra d o p t i n gt h i sm e a s u r e,t h e l i q u i dp r o d u c t i o n i n c r e a s e df r o m3 7t o1 0 5m3/d,a n dt h eo i l p r o d u c t i o n i n c r e a s e df r o m1 1t o1 3.6m3/d.K e yw o r d s:a c t i v a t e dd i e s e l;c o n t r o lw a t e rd i s t r i b u t i o n;s e l e c t i v ep l u g g i n g4 精 细 石 油 化 工2 0 2 3年7月