暂堵实现选择性堵水和酸化一体化技术研究与应用

论文题目: 暂堵实现选择性堵水和酸化一体化技术研究与应用

论文类型: 博士论文

论文专业: 油气田开发工程

作者: 王雷

导师: 赵立强

关键词: 高孔高渗非均质油藏,暂堵堵水酸化,耐酸堵剂,堵剂伤害,暂堵剂,酸液优选

文献来源: 西南石油学院

发表年度: 2005

论文摘要: 本文针对渤海高孔高渗非均质砂岩油藏开发过程中存在的问题,即由于层间非均质性使油井层间矛盾加剧,高渗层出水严重,而相对低渗层在开发过程中受到污染,其间的油很少或几乎未被动用。采用单一的堵水和酸化作业均不能明显改善层间非均质矛盾,反而会使低渗层在堵水中受到伤害,而高渗层在酸化中渗透率进一步加大。由于在堵水过程中堵液会不可避免的进入非目的层并对其造成伤害,同时堵水过程中由于高渗层内大孔道的存在,堵液沿大孔道段突进,造成了堵液的大量损失。针对上述问题提出了一种暂堵实现选择性堵水和酸化一体化技术。论文完成的主要工作有: Ⅰ 针对这项技术对堵剂的性能要求,研制了一种成胶时间可控、注入性好、成胶强度大、耐酸性较强的堵剂体系,通过采用两种添加剂在地下一定温度条件下生成交联剂可以明显控制成胶时间,通过添加一种可以与溶液中H~+发生配位结合的配位剂,可以明显增强堵剂的抗酸性; Ⅱ 针对使用的堵剂体系建立了进入深度简化模型,对堵液笼统注入过程中在非目的层的进入程度和形成的伤害进行了研究,分析了层间渗透率级差、地层流体粘度比、以及堵液阻力系数和残余阻力系数对伤害程度的影响,并对能够减小非目的层伤害的选择性注入工艺进行了阐述,提出了适合堵酸一体化技术要求的暂堵技术; Ⅲ 针对高孔高渗非均质油藏特殊的储层条件以及本技术的特点,采用酸溶性悬浮颗粒体系作为堵水前的暂堵剂。暂堵剂主要起两个作用:首先利用高渗层的层内非均质性,暂堵剂进入到高渗层内后可以通过沉降作用降低高渗层内大孔道的孔隙度,并且可以在高渗层中的小孔道内形成堵塞,从而增加了后续注入堵剂的作用距离,提高了堵水的有效性;其次在相对低渗层端面快速形成暂堵带,从而减少堵剂进入相对低渗层的程度和堵液对非目的层造成的伤害。通过实验得到悬浮颗粒直径与非目的层平均孔隙直径之间可以形成最优桥堵的比值,在桥堵基础上利用更小的颗粒作为填充粒子,通过复合填充并在一定压力下可以在非目的层快速形成致密暂堵带,并且这种暂堵剂在酸化过程中可以绝大部分被去除; Ⅳ 根据储层特征和伤害特点优选出适合高孔高渗非均质砂岩储层的酸液体系以及与之相配套的添加剂体系,对于高孔高渗油藏酸化首选氟硼酸体系为主酸液体系,为了增强对堵塞物的有效溶解可考虑土酸和复合酸体系,通过岩心流动实验确定采用盐酸和氟硼酸复合酸液体系; Ⅴ 对暂堵堵水酸化工艺进行了研究,对堵剂和酸液的注入速度和注入强度的影响因素分别进行了分析,推荐了典型储层条件下堵液、酸液注入速度和注入强度范围。最后通过两口井的实例证明这种技术改善高孔高渗非均质油藏的开发效果是明显的,应进一步推广应用。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1. 引言

1.1 题目来源及研究意义

1.2 暂堵实现选择性堵水和酸化一体化的技术机理

1.3 国内外研究发展现状

1.3.1 堵水酸化一体化技术发展现状

1.3.2 堵水调剖剂对油层伤害研究进展

1.3.3 暂堵实现选择性调剖堵水技术进展

1.3.4 针对高渗疏松砂岩油藏的酸液体系进展

1.4 研究内容、研究思路以及创新点

1.4.1 研究内容和研究思路

1.4.2 本文主要创新点

2. 耐酸高强度堵剂的研制

2.1 新型耐酸堵剂的特点和生成过程

2.1.1 新型耐酸堵剂的特点

2.1.2 耐酸堵剂的生成

2.2 实验介绍和实验结果讨论

2.2.1 主要化学药品和仪器

2.2.2 实验评价指标和方法

2.2.3 配方优选

2.2.4 堵剂性能测定

2.2.5 岩心流动实验

2.3 本章小结

3. 笼统注入堵剂对非目的层的伤害预测及选择性注入方法

3.1 笼统注入时堵剂在不同渗透层进入深度和产能损失模型建立

3.1.1 堵剂进入深度计算

3.1.2 堵水前后产液量的变化计算

3.2 笼统注入堵剂时径向流和线性流进入深度及产能损失对比

3.3 径向流中堵剂在不同渗透率层位进入深度及产能损失对比

3.4 阻力系数对堵剂进入非目的层程度的影响

3.5 油水粘度比对堵剂进入深度和产能损失的影响

3.6 堵剂成胶后油层和水层产出能力恢复对比

3.7 减少非目的层的伤害的注入工艺方法

3.7.1 控制注入压力法

3.7.2 压力瞬变法

3.7.3 形成表面堵塞法

3.8 暂堵堵水和酸化一体化技术所采用的暂堵体系

3.9 本章小结

4 暂堵理论与实验

4.1 暂堵剂类型的选择

4.2 暂堵理论

4.2.1 固相颗粒在地层孔隙中的堵塞机理

4.2.2 暂堵颗粒悬浮液降低岩心渗透率机理数学模拟

4.3 暂堵实验

4.3.1 实验仪器及药品

4.3.2 暂堵材料的选择

4.3.3 实验步骤

4.3.4 地层平均孔隙半径的预测

4.4 实验结果与讨论

4.4.1 粒径与孔径比值对暂堵作用的影响实验

4.4.2 颗粒浓度对暂堵作用的影响试验

4.4.3 注入压差对暂堵效果的影响实验

4.4.4 暂堵深度研究

4.4.5 桥堵粒子稳定性研究

4.4.6 多级粒子填充暂堵研究

4.4.7 聚合物增强封堵作用实验研究

4.4.8 不同渗透率岩心暂堵效果实验(单岩心)

4.4.9 暂堵悬浮液进入高渗层后对堵剂封堵性能的影响

4.4.10 非均质双岩心选择性暂堵实验(双岩心)

4.4.11 暂堵带酸化解除研究

4.5 本章小结

5 酸化用酸液体系优选和岩心实验评价

5.1 适宜的酸型研究

5.2 储层矿物酸蚀能力

5.2.1 试验条件

5.2.2 土酸对岩粉的溶蚀试验

5.2.3 氟硼酸对岩粉的溶蚀试验

5.2.4 复合酸对岩粉的溶蚀试验

5.3 酸化应用酸液添加剂体系筛选与评价

5.3.1 缓蚀剂的缓蚀性能评价

5.3.2 粘土稳定剂性能评价

5.3.3 铁离子稳定剂的性能评价

5.3.4 破乳剂的破乳性能评价

5.3.5 加入助排剂后酸液表面张力测定

5.3.6 各种酸液添加剂与地层水的单项配伍性评价

5.4 酸化配方酸液筛选及综合性能评价

5.4.1 酸化配方酸液的筛选

5.4.2 酸化配方酸液的配伍性评价

5.4.3 酸化配方酸液的缓蚀性能评价

5.4.4 配方酸液的粘土稳定效果评价

5.4.5 配方酸液的铁离子稳定剂的性能评价

5.4.6 酸化配方酸液的破乳性能评价

5.4.7 酸化配方酸液的表面张力测定

5.4.8 酸化配方酸液的缓速性能评价

5.4.9 酸化配方酸液的酸渣试验

5.5 酸化酸液流动效果试验研究

5.5.1 酸液流动试验方法

5.5.2 试验研究成果

5.6 暂堵堵水与酸化实验(双岩芯)

5.7 本章小结

6 暂堵堵水和酸化一体化技术施工工艺及矿场应用

6.1 暂堵堵酸一体化技术选井原则

6.2 暂堵剂注入工艺

6.3 堵剂注入参数确定

6.3.1 选择性注入技术依据

6.3.2 注入压力确定

6.4 堵剂封堵半径和用量确定方法

6.4.1 堵剂封堵半径计算

6.4.2 堵剂用量确定

6.5 影响注酸速度的因素研究及注酸速度确定

6.6 影响注酸强度的因素研究及注酸强度确定

6.6.1 处理液注入强度确定

6.6.2 前置液注入强度确定

6.6.3 后置液注入强度确定

6.7 暂堵实现选择性堵水和酸化一体化技术的矿场应用

6.7.1 QHD32-16油田概况

6.7.2 措施井应用设计与效果评价

6.8 本章小结

结论

致谢

参考文献

发布时间: 2006-01-11

暂堵实现选择性堵水和酸化一体化技术研究与应用

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