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1、中石化胜利油田有限公司海洋石油开发公司 二OO四年八月,胜利油田海上油水井作业 油层保护工艺,胜利海上油田基本情况介绍,主力含油层系,地饱压差小，主体部位仅3.4MPa,河流相沉积的高渗透高饱和稠油疏松砂岩层状岩性构造油藏,非均质突出，平均孔隙度33.9，平均空气渗透率225710-3m2,平均地面原油密度0.9409g/cm3，粘度267mPas，地下原油密度0.893g/cm3，粘度54mPas,埕岛油田历经十年的开发，由于注水滞后，老区普遍存在地层亏空的情况，地层压降逐渐增大，现在随着注水井网的完善，地层压力有所回升，但2004年上半年地层压降仍达到了3.49MPa（比2003年地层压力
2、下降了0.13MPa），部分区块地层压降高达6Mpa，地层压力系数不到0.6。根据主力油层馆陶组年压差与注采比关系曲线，预测年底地层压力保持水平仍较低，地层压降3.34MPa。,图1 埕岛主体馆陶地层压降，注采比与时间关系曲线,地层压降情况介绍,受海上安全、环保限制，作业施工不能采取不洗压井作业工艺，这些老区作业由于地层压降大，入井液漏失严重而污染油层，影响作业效果甚至不出油，并且造成部分井出砂加剧，因此在作业过程中保护好油层成为作业成功的关键因素之一。,埕岛油田油层保护的重要性,埕岛油田油层保护的主要做法,机械式防漏失技术,油田化学保护体系,低密度充氮泡沫压井液技术,井下双向流动阀,永久封和
3、球阀开关系统,馆陶组 油层,东营组油层,古潜山油层,三位一体： 目前我公司油层保护配套工艺和技术,1.1 井下双向流动阀,1.2 永久式封隔器和球阀开关系统,1 机械式防漏失技术的推广和应用,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,3 低密度泡沫压井液系统在埕岛油田的开发应用,4 油层保护的管理工作,1.1 RF井下双向流动阀,图2 井下双向流动阀结构图,密封插头: 插入到丢手封内腔起密封作用,中部:内通道是一个单流阀，生产中液流可顶开钢球向上流动。外通道是滑套开关，从井筒加液压6-8Mpa即可打开向下通道，挤注的施工液即可从该通道进入油层。,打捞头，配套有打捞筒,RF井下流体双向流动阀是一种
4、实用的新型专利产品。是用来在油井作业洗压井时阻挡入井液向地层漏失，而需要对油层进行处理时，可以将处理液挤入地层的一种井下工具。,1 机械式防漏失技术的推广和应用,1.1.1 结 构,1.1.2 井下流体双向流动阀的技术参数,1.1.3 井下流体双向流动阀的使用方法,该工具主要配套5-1/2in、7in井眼2种规格，外焊有与井眼内径匹配的扶正块，保证工具在斜井中准确插入到防砂丢手封内腔。,该工具与油层上部防砂管柱丢手封隔器配套使用，从井口直接将工具投入井中，待数分钟后，该工具的密封插头插入到油井丢手封隔器中心管密封腔内，井筒憋压，试验该工具的开启压力。然后下入完井管柱，当油层需要处理（酸化、解堵
5、等），地面泵车向井筒打压6-8Mpa开启双向流动阀的挤注通道，实现对地层的处理施工。停泵卸压后，双向流动阀的通道关闭。,1 机械式防漏失技术的推广和应用,1.1.4 井下双向流动阀在埕岛油田的应用情况及效果,1. 在作业中只要有防砂鱼顶的基本上都下入井下双向阀; 有效地减少了入井液漏失，油层保护效果显著，凡井内具有双向流动阀的，进行洗井等施工入井液基本不漏失，老井作业取得了较好效果。 现场井下双向流动阀有两种使用方式：a. 防砂施工后投入双向流动阀，然后下完井管柱，下完井管柱过程中入井液不漏失，油层不受侵害；b. 老井作业探原井防砂管柱无砂后投入双向流动阀，再进行通井、刮管、下完井管柱施工，入
6、井液不漏失，因此入井液中无需添加用于保护油层的化学药剂（如粘土稳定剂），节约作业成本。,1 机械式防漏失技术的推广和应用,井下流体双向流动阀对于有防砂管柱、地层压降大的油井作业能起到减少入井液漏失的重要作用，是一种施工简单、经济可靠的油层保护工艺技术，值得推广。,1.2 永久式封隔器和CIV-S球阀开关系统,1 机械式防漏失技术的推广和应用,图3 永久封隔器和球阀开关系统,我们在古潜山油井投产中推广应用了井下插管永久封隔器技术，下入永久式封隔器封闭井底高压油气：在下完井管柱前在井底座封永久式封隔器（见图3），型号为威德福7或9-5/8，球阀开关总成则是防腐蚀材质的。,该工具将油层的高压油气完全
7、封闭起来，耐压差可达70Mpa，井下开关位置以上的井筒，可以安全地进行施工：如倒封井器、装油管大四通（采油树）时，井口无防护措施可敞开施工。下完井管柱后，完井管柱最顶端的插管精确地插入永久式封隔器内腔，开启球阀，这时油层的高压油气才与完井管柱连通。,进行作业施工时，上提完井管柱，插管从永久式封隔器中拔出，球阀关闭，油层油气又被封闭起来，可以安全作业，不会发生井涌井漏的问题，有效地避免了油层污染，提高油层保护效果。,2.1 馆陶组油层保护技术,2.3 古潜山油层保护技术,2.2 东营组油层保护技术,1 机械式防漏失技术的推广和应用,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,3 低密度泡沫压井液系统
8、在埕岛油田的开发应用,4 油层保护的管理工作,2.1 馆陶组油层保护,埕岛油田主力油层馆陶组为粘土胶结的疏松砂岩油藏，粘土矿物含量为7.515，粘土矿物中蒙脱石平均含量45.4，伊利石平均含量11.2。研究表明，易造成馆陶组油层污染的主要因素是水敏，其次是速敏和酸敏，而蒙脱石、伊利石这两种矿物遇水易膨胀、分散和运移，导致砂岩中孔隙喉道的堵塞。因此，围绕防止入井液侵入油层造成伤害这一关键问题，通过立项进行了室内及现场试验研究，最后确定了该区块入井液体系。,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,埕岛油田开发中采用海水作基液配制入井液是最经济、方便的，海水取之不竭，不需要车辆、船舶运输，使入井液成
9、本大大降低，但由于埕岛海域为泥质海底，存在海水中固体悬浮物含量太高的问题，在冬季更为严重，因此必须过滤。过滤海水来源有两种：1.直接采用平台注入水，这是通过中心平台海水过滤系统过滤的清洁海水，一般提供为水井的注入水。2.采用小型海水过滤器进行现场过滤，海水通过多层滤芯2级精细过滤后达到标准，滤芯一般一口井一换。海水过滤后达到的标准为：过滤精度5m，机杂含量5mg/L。,2.1.1 选用过滤海水作为基液,我们在借鉴陆地同类油田低伤害入井液技术的基础上，以过滤海水作为基液，加入化学添加剂，在埕岛油田作业中进行推广应用。海水基入井液是指：以清洁海水为基液，加入粘土稳定剂、防乳剂等化学药剂配制成的射孔
10、液、压井液和洗井液。通过在应用过程中的不断完善和筛选，在洗井、射孔、防砂、投产完井等作业施工过程中，目前应用的入井液主要配方为：过滤海水+2%F21+2%QS-07+0.5%SP-169+0.5%AM-C+2%DL-08F-21粘土稳定剂，抑制粘土膨胀，使孔隙得以较好保护QS-07原油清洗剂，清洗管柱或套管内原油，方便施工，减轻污染AM-C助排剂，降低施工液的表面张力和油水界面张力，有助于施工液的返排，提高施工效果。DL-08酸化互溶剂SP-169破乳剂，防乳化并可抑制气泡的产生,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,2.1.2 过滤海水中加入各种化学剂配制成海水基入井液,室内试验综合性能评
11、价表明，过滤海水基入井液悬浮颗粒少、密度可调，具有良好的防乳（破乳）、防腐性能，界面张力低，对储层伤害低，且能防止地层粘土膨胀、分散、运移，有较好的控砂能力，与埕岛油田馆陶组地层有良好的配伍性，是埕岛油田馆陶组油层理想的入井液。,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,2.1.3 海水基入井液的性能评价,表1 三种入井液性能对比,注：由于无固相压井液样粘度较大（13.4mPa.s），室内采用5m滤膜无法过滤，故其固相颗粒粒径和含量无法测定。,室内实验结果表明，海水基入井液具有良好的防腐、防乳（破乳）、低表（界）面张力、低伤害等综合性能，固相颗粒粒径小于5m、含量低于3.5，腐蚀速度仅0.044
12、g/(m2h)，表面张力ow小于2.5mN/m，对岩心的伤害率仅为7.95。,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,表2 三种入井液岩心伤害对比数据,注：试验所用岩心为按埕岛馆陶组地层岩心成份配比制备的人造岩心。,埕岛油田主力油层馆陶组新投产井一般压力系数较高，用海水基入井液密度不够，压不住井，容易发生安全事故和造成环境污染，因此也配套有馆陶组专用无固相压井液配方，可根据压力系数调配密度，过滤精度5m，机杂含量5mg/L。,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,2.1.4 在馆陶组压力系数较高的油井中应用无固相入井液,在开发初期阶段我们采用过TR-5屏蔽暂堵剂，但随着地层压力的下降已不能有
13、效解决地层漏失问题。油溶性屏蔽暂堵剂使用中存在缺陷，改由老井作业使用水溶性暂堵剂堵漏，但在压降特别大的井区使用效果较差，因此现在作业过程中不采用暂堵剂而尽量通过应用其它更好的工艺技术以减少污染。限量压洗井技术就是方法之一，即根据井筒容积，确定洗压井入井液用量，老井动管柱前下冲管冲洗管柱内的原油，探砂面无砂则不冲砂，尽可能减少洗压井、冲砂入井液的用量，避免了以前作业循环洗压井，地层大量漏失的情况。,2.1.5 油层暂堵技术和限量压洗井措施减少入井液漏失,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,2.2 东营组油层保护技术,通过分析CB32A区块东营组储层潜在损害因素与损害机理，利用室内敏感性实验定
14、量评价储层的常规“五敏”损害程度，综合国内外预测碳酸盐垢、硫酸盐垢的相关理论和经验公式，对CB32井区温度压力条件下，海水、地层水、混合水等体系结垢类型、结垢温度和临界矿化度进行预测和分析，认为CB32井区储层主要的损害机理为水敏、碱敏和外来固相侵入，粘土矿物是该区块储层主要的伤害源，CB32井区储层保护的重点是防膨。研制出低损害、无固相的优质完井液，其配方中添加了防膨剂、防垢剂、助排剂、缓蚀剂、羟乙基纤维素、HPS降失水剂，室内动态条件下检测完井液对储层岩芯的损害率均小于20%，保护储层效果好。CB32A井组4口井投产使用东营组专用完井液，油井投产效果好于地质预测，2口井初期可自喷生产，4口
15、井日产油超过400吨。,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,2.3 古潜山油层保护技术,裂缝是储层重要的储集、渗流空间，储层非均质性极强，缝、洞、孔发育，该区块油井钻井过程经常出现钻井液大量漏失的现象，对储层造成伤害。我们开展了埕岛油田潜山油藏优质完井液研究，研制的低损害、无固相优质完井液，其配方中添加了防膨剂、防垢剂、助排剂、缓蚀剂、HPS降失水剂等，我们在CB30区块7口井投产作业采用古生界专用完井液，投产效果良好，达到和超过了地质预测产能。该类型油层应力敏感性强，因此我们在施工中尽量避免压力激动，降低应力损害；该区块某些岩层段富含Sr、Ba、Fe、Mg等二价离子，海水中的硫酸根离子易
16、与它们结合形成相对应的各种硫酸盐沉淀，酸化作业时不使用海水基工作液，缩短返排周期。,3.1 低密度泡沫压井液系统的主要设备及原理,3.3 在埕岛海上油田的应用情况,3.2 泡沫流体的主要技术参数,3.4 模块尺寸大小及应用费用,1 机械式防漏失技术的推广和应用,2 应用油田化学方法减轻油层污染的技术,3 低密度泡沫压井液系统在埕岛油田的开发应用,4 油层保护的管理工作,3 低密度泡沫压井液系统在埕岛油田的开发应用,前面讲到了埕岛油田主力含油层系馆陶组地层压降大，在没有双向阀的井中或者对于大修拔滤的井，作业过程中地层漏失严重，暂堵剂也没有很好的效果，因此必须考虑其它方式以降低入井液的污染。埕岛海域过滤海水的密度为1.03，对于地层压降很大的油井来说，这个密度太大，如果能根据地层压力系数调配降低入井液密度，则能大大降低漏失量。我们经过充分的调研和研究，发现低密度泡沫液具有密度小、漏失量小、粘度大、携砂能力强等优越性，能很好地达到这一目的，因此研究出了适用于埕岛油田馆陶组油层的低密度泡沫压井液及其配套工艺和装备。,
