稠油开采配套工艺技术的应用

1陈15-37块稠油开采配套工艺技术的应用孙艺民柴得森王红邢玉海（中石化胜利油田分公司河口采油厂）摘要：针对陈家庄油田稠油开采中存在的问题，通过对新区块陈15-37块理论分析，确定出了较为合理的稠油开采模式，并且从油层保护、射孔、防砂、井筒降粘等方面进一步完善了与稠油开采相关的配套工艺技术，解决了该块油藏开发中存在的矛盾和问题。通过该配套工艺的实施，使该块稠油开采得到了较好的效果。关键词：稠油开采防砂射孔降粘1、陈15-37块油藏地质概况陈15-37块构造位于为济阳坳陷陈家庄凸起中部，处于东西高点之间基岩的槽沟内。含油层系为上第三系馆陶组Ng下1-5砂组。储层岩性为中、细砂岩，平均粒度中值为0.24mm。地面原油密度0.9689-1.0606g/cm3，地面原油粘度10697-63513mPa.s，凝固点-12-20℃，受油气成藏和运移的控制作用，原油密度平面上由北往南逐渐增大，纵向上由高到底逐渐变稠。地层水型为cacl2,总矿化度10661-16703mg/l。原始地层压力12.9MPa，压力系数1.0，属于正常压力；地温梯度：4.1℃/100m，属于高温异常。2、陈15-37块稠油开采中存在的主要问题2.1、油层保护方面由于该块油层胶结疏松，取芯为散砂，油层在钻井、完井、防砂、注汽、采油、修井的各个作业环节都会受到不同程度的污染和伤害，因此为了防止油层污染，保护好油层，首先必须全面认识储集层的性质和特征。2.2、完井方式的选择稠油油藏多是砂岩油藏，泥质胶结疏松，地层出砂严重，因此选用套管射孔完井，但在射孔工艺上需要实现大孔径、高孔密射孔，以大幅度提高油井产能，弥补套管射孔完井产能低的不足。2.3、井筒举升降粘方面对于陈15-37块，地层中的稠油很容易进入井筒，但是在原油井筒举升过程中，随着温度的下降，粘度会迅速增大，因此，井筒举升难度较大。3、陈15-37块配套工艺技术的研究与应用效果3.1．油层保护技术3.1.1、射孔过程中的油层保护2射孔过程中对油层的损害有以下几个方面：射孔参数不合理、射孔液对油层的损害、成孔过程中对油层的损害以及孔眼的堵塞损害。通过优化射孔设计来避免射孔参数不合理、减轻成孔过程中对油层的损害程度；对于射孔液造成的损害，可以通过在射孔过程中选择优质的射孔液，减少对油层的损害。为了防止储层粘土膨胀，射孔液、压井液中要求加入2%的HBD-911，配方：本区污水＋2%的HBD-911。3.1.2、防砂过程中的油层保护防砂过程中的油层保护措施主要为：入井液采用本区污水，冲洗液、携砂液的配方为：过滤污水＋2%HBD-911+2%SB-2；选用的砂子严格筛选，粒度均匀，不含粘土。3.2．射孔工艺对于稠油油藏，在常规射孔上要求中孔径、高孔密，泄油面积大，并要有利于防砂。通过对YD102YD127、YD89三种射孔弹进行了优化，我们选择了127枪、弹。相应射孔参数：枪弹型：127孔密：16孔/m孔深：287mm孔径：9.34mm布孔格式：螺旋布孔相位角：90°该射孔方式在该块成功实施，得到了良好的效果。3.3．举升工艺举升工艺上考虑到该块油藏压力正常，无因次采液指数与含水关系表明了该块无自喷能力，在低含水期供液能力有限，同时原油粘度高为了适应该块疏松砂岩稠油油藏，因此选择了Φ57mm长泵，泵挂深度1000米。配套12型机+调速电机，冲程4.2，冲次1~3次/min。3.4．防砂工艺陈15-37块馆下段砂岩埋深浅，胶结疏松、油性较稠，油井易出砂，因此必须进行防砂投产。防砂工艺用技术较为成熟的“封隔高压一次充填”。“高压一次充填”防砂的基本原理是采用FS-115(150)封隔高压一次充填工具与割缝筛管配套，将砾石以携砂液大排量带到油气井产层管外空洞和筛管与套管环形空间，经沉积、压实，形成高效能挡砂屏障，防止油层出砂。FS充填工具主要由封隔机构(液压、锁紧、密封、卡瓦锚定)、充填机构、反洗机构、丢手机构4部分组成（图１）3图１封隔高压一次充填工具示意图在工艺设计上，该块地层砂粒度中值0.24mm。根据防砂挡砂理论要求和实际操作经验，割逢管选择缝宽0.3mm，砾石尺寸选择0.4-0.8mm的石英砂；携砂液采用70℃过滤污水+2%HBD-911防膨剂+2%FTY-036抑砂剂。该防砂技术具有施工简单，防砂有效期长，采液强度高，携带力强，修井难度低，适应性强等特点。该块采用该技术防砂17口，成功率为100%，现场应用取得了良好效果。3.5．井筒降粘开采工艺考虑到电加热的成本问题，对比分析各工艺后主要采用空心杆掺活性水（降粘剂水溶液）降粘。但对于部分粘度较高的井，在投产初期采用电热杆加热工艺。3.5.1空心杆泵上掺水降粘工艺空心杆掺水技术主要由空心杆柱和抽油管柱两部分组成。空心杆柱：掺水单流阀空心杆柱三通；抽油管柱由下至上：丝堵筛管抽油泵油管柱（图4）。其原理是：来水通过井站大卡炉加热后，通过掺水管线计量后分至各单井，再通过高压软管、井口三通、井下单流阀，进入油管，使水与原油混合后形成水包油乳化液一同抽出地面，在此过程中水作为降粘介质，使地层中进入泵筒的原油粘度降低。根据该区块储层深度、温度、原油物性等实际情况，我们通过室内实验和研究，确定了掺入液温度需60℃以上，掺水深度在950m-1050m，掺水量是油井日产液量的1-1.5倍，掺入压力图２空心杆掺水降粘工艺示意图4控制在1.8-2.5Mpa之间。空心杆泵上掺水在该块共实施14口井，其中13口正常生产，1口供液不足停产，总体上说该工艺在该块应用还是比较成功的，目前13口掺水井日油能力62t/d，累计产油2800t。3.5.2电加热降粘工艺降本技术研究与应用陈15-37块部分油井粘度很大，为有效提高加热效率，减少故障率，基本上采用单芯电热杆加热技术。该技术主要特点是加热功率高，施工简单，尤其是在投产初期，地面流程不完善的情况下，该工艺更具优势。缺点是生产过程耗电量大，费用高。对此，我们进行了以下几方面的技术研究与应用。(1).中频控制柜的研究与应用原理：中频控制柜是一种变频加热装置，它采用了国际上第三代电子电力器件IGBT,输出采用新型非晶态导磁合金变压器，保证三相均衡，输入功率因数达0.96。采用单芯电缆，用空心杆做回路和直接发热元件，利用这一加热原理使原油粘度降低，达到井筒举升的目的。应用情况：陈15-37井是陈家庄南区的一口新投井，生产层位Ng下5，油层井段：1399-1404m，原油粘度105793mpa.s（50℃），初期采用电热杆单芯电缆加热方式，套管每天加降粘剂10Kg，换装中频控制柜后，每月平均耗电工频控制柜节约26000Ｋw.h，逐渐取消了套管加药。(2).进行化学降粘技术的现场应用，寻求更好的井筒降粘方式化学降粘法是将一定浓度的化学药剂从油套环形空间注入井底，在井下泵的抽吸搅拌作用下与稠油混合，使稠油粘度降低而被采出。通过实验筛选出AS与NAT两种药剂，对该区块原油具有适用性。由上面数据可以看出：AS,NAT均可以用于陈15-37块，AS稍好些。该降粘剂目前在该块陈13-39井上进行试验，由于该井粘度高达117200mpa.s,日常生产中由油套环空掺入降粘剂配合电加热抽稠，降粘剂配制浓度为0.25%，起到了良好的降粘效果，目前该井日产油量2.5吨，含水74.9%。四、结论（1）在陈15-37块推广封隔高压一次充填防砂工艺，具有成功率高、有效期长、占井时间短、投入成本低的优点。降粘剂试验结果井号ASNAT滨南用药剂CJC9-33原样：11480mPa.s132降粘率98.85%173降粘率98.49%2369不均匀降粘率79.36%CJC11-37原样：2360mPa.s153降粘率93.5%111降粘率95.3%91不均匀降粘率96.1%5（2）原油粘度在5000—12000MPa·s的稠油井推广应用空心杆掺水乳化降粘工艺，可经济有效改善井筒流体流动条件，保证油井以一定的产量稳定生产。（3）中频控制柜和调压变压器的现场应用可以进一步改善电加热井的加热效果，达到节能降耗的目的。参考文献[1]蔚小明等.稠油降粘方法概述[J].精细石油化工，2002，9（5）[2]张琪.采油工程原理与设计.东营:石油大学出版社，2000[3]程绍志等.稠油出砂冷采技术.北京:石油工业出版社，1998作者简介:孙艺民，工程师，1970年出生，1995年毕业于西安石油学院石油工程专业，现从事采油技术的研究与推广应用工作。联系电话：[phone]，联系地址：山东东营市河口区河口采油厂作业大队，邮编：257200