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泡沫酸酸化技術(shù)在曙光油田的應(yīng)用

2015-08-20 01:52:54沈文敏
精細(xì)石油化工進(jìn)展 2015年3期
關(guān)鍵詞:泡劑磷酸鈉酸化

沈文敏

(中國石油遼河油田分公司曙光采油廠,遼寧盤錦 124109)

曙光油田超稠油1999年投入開發(fā),包括興隆臺、館陶兩套含油層系共7個開發(fā)單元,含油面積14.92 km2,儲量10 529 ×104t,其中,已動用含油面積11.32 km2,儲量 9 018.25 ×104t。至 2013年12月,共有抽油井1 151口,開井770口,年產(chǎn)油118.4×104t,這對維持曙光油田及遼河油田產(chǎn)量的穩(wěn)定具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

隨著油田的持續(xù)開發(fā),油層必然受到不同程度的傷害。傷害的原因主要是:生產(chǎn)過程中油藏黏土的水化膨脹,顆粒運(yùn)移,結(jié)垢以及蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)析出等因素?;诔碛驮臀镄圆睢⒂蛯臃蔷|(zhì)性強(qiáng)、泥質(zhì)含量高等特點(diǎn),油層的堵塞呈現(xiàn)多因素共同作用,縱向上各油層堵塞類型不同,平面上同一油層不同方向堵塞類型也不相同,油層傷害使油井油層滲透率下降,嚴(yán)重影響油田正常開發(fā)及原油采收率的提高。針對以上矛盾,我們開展了泡沫酸解堵技術(shù)的研究,提高注汽質(zhì)量,疏通地層有效孔隙,最大限度地恢復(fù)油井產(chǎn)能,進(jìn)而提高蒸汽吞吐開采效果。

1 泡沫酸體系配方

解堵劑典型配方:6%~15%HCl+0.5%~3%HF+2%~3%緩蝕劑+2%~3%表面活性劑+1%~3%鐵離子穩(wěn)定劑+1%~3%黏土穩(wěn)定劑。根據(jù)泥質(zhì)含量,適當(dāng)調(diào)整氫氟酸和鹽酸的濃度,當(dāng)泥質(zhì)含量較高時,適當(dāng)提高氫氟酸濃度,降低鹽酸濃度;當(dāng)碳酸鹽含量較高時,適當(dāng)提高鹽酸濃度,降低氫氟酸濃度。

泡沫酸組成:解堵劑+起泡劑+穩(wěn)泡劑+添加劑+氣體。

泡沫酸液黏度高,摩阻損失小,濾失系數(shù)低,對水敏性地層可減輕黏土膨脹。在多孔介質(zhì)中滲流優(yōu)先進(jìn)入高滲帶,疊加的氣阻效應(yīng)形成比較高的滲流阻力,使后續(xù)泡沫酸液轉(zhuǎn)向進(jìn)入需要處理的低滲層段,具有酸化調(diào)剖的作用。泄壓后氣體膨脹,提高排液速度和排出程度,同時有利于攜帶一些殘渣、不溶物、微細(xì)顆粒,達(dá)到油層解堵的目的,提高油層的導(dǎo)流能力[2-6]。

1.1 起泡劑的篩選

起泡劑是泡沫酸體系中的重要成分,是影響解堵效果的核心因素之一。室溫條件下,將不同起泡劑試樣配成體積濃度為0.5%的水溶液200 mL,置于吳茵混調(diào)器中,用75 mA電流,高速檔運(yùn)行1 min,將泡沫移入1 000 mL量筒中,讀取泡沫體積,并計時,當(dāng)泡沫體積衰減到一半時,停止計時,所需的時間即為泡沫半衰期。不同起泡劑起泡性能見表1。

表1 不同起泡劑的泡沫性能

從表1可以看出,相同用量AAS(石油磺酸鹽)的泡沫性能突出,且成本較低,合成工藝成熟,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。故選AAS為泡沫酸體系的起泡劑。

1.2 穩(wěn)泡劑的篩選

穩(wěn)泡劑也是泡沫體系的重要組成部分。常用的穩(wěn)泡劑包括鹽、聚合物、醇類等。起泡劑采用0.5%體積濃度為AAS,室溫條件下,配制質(zhì)量濃度為0.3%的不同穩(wěn)泡劑進(jìn)行評價,穩(wěn)泡劑對其泡沫性能的影響見表2。

表2 不同穩(wěn)泡劑對泡沫性能的影響

由表2可以看出,六磷酸鈉,改性胍膠,聚丙烯酰胺效果較好,綜合考慮,選擇六磷酸鈉作為穩(wěn)泡劑。

1.3 穩(wěn)泡劑濃度確定

用體積分?jǐn)?shù)為0.5%的AAS溶液,加入不同濃度的六磷酸鈉后,測試起泡和穩(wěn)泡性能,試驗結(jié)果見圖1。

圖1 六磷酸鈉濃度對起泡性能的影響

由圖1可看出,穩(wěn)泡劑質(zhì)量濃度在0.3%~0.5%,使用效果最佳。

1.4 起泡劑濃度的影響

考慮地層對起泡劑的吸附作用,取曙光油田實(shí)際地層砂100 g,與穩(wěn)泡劑質(zhì)量濃度為0.3%,起泡劑體積濃度為0.3%~0.5%的100 mL水溶液混合均勻,在50℃恒溫24 h,分別測吸附前后的起泡量和半衰期見圖2~圖3,結(jié)果表明,地層砂對起泡劑具有吸附作用,當(dāng)體積濃度大于0.5%,吸附對泡沫的性能影響不大。

圖2 吸附前后起泡量的對比曲線

圖3 吸附前后半衰期的對比曲線

2 泡沫酸配伍性能

2.1 巖芯溶蝕率測定及鋼片腐蝕速率

將已洗油的巖芯(或碎塊)研磨后過0.175 mm孔徑標(biāo)準(zhǔn)篩,篩出物在80℃下烘至恒重后備用。配制的100 mL酸溶液倒入250 mL塑料燒杯中,加入5.000 0 g±0.000 1 g巖芯,恒溫50 ℃ ±1℃下反應(yīng)8 h。測定巖芯反應(yīng)前后的失重量,得溶蝕率,見圖4。

圖4 巖芯溶蝕率曲線

由圖4可以看出,試樣濃度達(dá)到90%時,巖芯溶蝕率≥6%。

2.2 鋼片腐蝕速率

按2.1篩選得到的試樣,測得60℃鋼片腐蝕速率均≤3.0 g/(m2·h),說明泡沫酸體系有一定的緩蝕效果。

3 現(xiàn)場試驗

3.1 選井條件及實(shí)施工藝

超稠油油藏,油層發(fā)育不均、油層黏土含量相對較高(3%~5%),注汽質(zhì)量有待提高,周期吞吐效果較差的油井。

采用注汽管柱,在注汽前,將泡沫酸擠入油層。實(shí)施對管柱沒有特殊要求。

3.2 現(xiàn)場應(yīng)用

現(xiàn)場試驗9井次,注汽參數(shù)及周期生產(chǎn)情況均取得較好的效果。

周期對比酸化實(shí)施前平均注汽壓力15.8 MPa,措施后平均注汽壓力14.3 MPa,周期前后對比注汽壓力下降1.5 MPa。表明油層傷害得到緩解,注汽質(zhì)量得到改善。

酸化工藝應(yīng)用前后周期對比油汽比提高0.2,采注比提高0.606,表明實(shí)施酸化工藝后,生產(chǎn)效果得到明顯改善。

4 結(jié)論

1)泡沫酸技術(shù)可降低油井注汽壓力,改善注汽質(zhì)量。現(xiàn)場能夠形成穩(wěn)定的泡沫流體,實(shí)現(xiàn)選擇性的解堵,適合油井增產(chǎn)現(xiàn)場需要。

2)泡沫酸技術(shù)緩解稠油井周期日產(chǎn)遞減,提高油井階段油氣比、采注比,改善生產(chǎn)效果。該技術(shù)對同類油藏具有借鑒意義,具有一定推廣價值。

[1]宋福軍.曙一區(qū)杜813興隆臺油藏地質(zhì)特征及開發(fā)規(guī)律研究[D].大慶:東北石油大學(xué),2006.

[2]鄭力軍,張濤,王興宏,等.氮?dú)馀菽?qū)油用起泡劑的篩選與評價[J].石油與天然氣化工.2011(6):607-609.

[3]吳文瑞,李懷杰,孫支林,等.泡沫酸酸化工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用,2011(10),24 -26,33.

[4]袁學(xué)芳,蘭夕堂,劉舉,等.一種泡沫酸穩(wěn)定劑及其泡沫酸體系評價[J].鉆井液與完井液,2013(3):82-87.

[5]關(guān)富佳,姚光慶,劉建民.泡沫酸性能影響因素及其應(yīng)用[J].西南石油學(xué)院學(xué)報,2004(1):65-67.

[6]趙福麟.EOR原理[M].山東:石油大學(xué)出版社,2001.

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