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锦州油田现生产区块主要有锦45块、锦7块、欢17块、锦25块、锦16块等,在长期的开采过程中,油井出砂一直是制约油田正常生产的一个主要因素。据统计2000年出砂井数873口,2005年上升到1056口。论文这些区块呈现的特征是出砂的套变油井逐年增多,出砂粒径逐年变细,出砂量逐年增多。其中锦45块和锦7块由于成岩作用差,胶结疏松,油井出砂极为严重。机械防砂、压裂防砂、螺杆泵排砂等防排砂技术受井下工具的限制,均不适用于出细粉砂油井和套变油井防砂,而化学防砂具有其他防砂措施不可替代的优越性,具有固化强度高、有效期长、对地层伤害性小、施工简便的特点,所建立的人工井壁能有效地阻挡地层出砂,具有普遍性,能很好地解决各种油井防砂问题,是解决套变油井和出细粉砂油井防砂难题的有效方法。
1化学防砂技术的发展历程
锦州油田已开发15年,油井出砂一直是影响油田开发水平提高的主要因素之一,毕业论文化学防砂技术的应用和发展在油田开发中起了至关重要的作用。1992~2005年期间化学防砂技术的发展可分为四个阶段。
(1)1992~1995年,在稀油和稠油区块分别使用以长效黏土稳定剂为主的FSH2901稀油固砂剂和以无机物为主的BG-1高温固砂剂。
(2)1996~1997年,稠油井化学防砂技术有了新突破,先后开发并研制了含有有机成分的三氧固砂剂、高温泡沫树脂和改性呋喃树脂溶液防砂剂。
(3)1998~2002年,以具有溶解和溶合作用的氟硼酸综合防砂技术代替长效黏土稳定剂成为稀油井化学防砂技术的主流,以含有水泥添加剂的有机硅固砂剂代替了三氧固砂剂。
(4)2003~2005年,改性呋喃树脂防砂技术由于有效率较高和有效期较长,医学论文成为化学防砂技术的主流,其余早期的化学防砂技术不再使用,同时LH-1高强度固砂剂防砂技术通过了现场试验。
2化学防砂技术的应用效果
2.1FSH-901稀油井固砂剂防砂技术
(1)防砂机理FSH-901固砂剂主要成份为线性的高分子阳离子型聚合物N2胺甲基聚丙烯酰胺,这种聚合物中阳离子与黏土晶格中的阳离子发生交换作用,中和黏土表面的静电荷,消除黏土片层间的排斥力,使黏土呈吸缩状态,阻止黏土膨胀引起砂粒运移。由于与黏土发生交换的阳离子是连接成链状的,可在黏土颗粒表面形成强大的吸附膜,包裹黏土颗粒,使黏土颗粒与泥砂颗粒牢固地黏结在一起,又可防止其他阳离子的侵入和交换,达到固砂和防止油层出砂的目的。
(2)应用效果1992~1997年,使用FSH-901稀油井固砂剂总计施工136井次,有效107井次,有效率78.7%。
2.2BG-1高温固砂剂防砂技术
(1)防砂机理该高温固砂剂是以含钙的无机化合物为主体,加入有机硅化物及分散剂,经密闭表面喷涂工艺处理制得的白色粉末状固体颗粒。在快速搅拌下将该剂分散在水介质中,配制成微碱性的悬浮液,在注汽条件下挤入井内,其中的硅化物在井筒近井地带高温表面发生脱水反应,将地层砂牢固地结合在一起,从而达到固砂的目的。
(2)应用效果1992~1995年,使用BG-1高温固砂剂总计施工79井次,有效63井次,有效率79.7%。
2.3三氧固砂剂防砂技术
(1)防砂机理三氧固砂剂由粉状氢氧化钙、碳酸钙、甲基三乙氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷、分散剂、助乳化剂及其他助剂组成。承载于氢氧化钙和碳酸钙上的乙氧基硅烷在高温条件下遇水分解,乙氧基变为硅醇基,硅醇基与砂粒表面的氢氧基(—OH)之间和硅醇基相互之间发生脱水缩合反应,硅醇基与钙化合物之间也会发生某些反应,其结果是砂粒和钙化合物颗粒之间形成网状结构的有机硅大分子,使松散的砂粒胶结在一起。
(2)应用效果1996~1997年,使用三氧固砂剂总计施工98井次,有效81井次,有效率82.7%。
2.4高温泡沫树脂防砂技术
(1)防砂机理当高温可发泡树脂液挤入地层后,一部分树脂液在砂粒之间吸附而形成胶结点,树脂固结后将地层砂固结;进入地层亏空处的另一部分树脂在发泡剂作用下发泡并形成固体泡沫挡砂层,起人工井壁的作用。这一技术是高温树脂固砂与固体泡沫人工井壁防砂的结合。
(2)应用效果1997年,使用高温泡沫树脂总计施工4井次,有效2井次,有效率50%。
.5改性呋喃树脂防砂技术
(1)防砂机理改性呋喃树脂防砂剂由改性呋喃树脂、固化剂、催化剂及抗高温老化剂、吸附剂及后处理剂组成,在紊流状态下易分散于水中,职称论文不结团、不沉降。防砂剂在清水或污水携带下进入油井目的层段,分散并吸附在砂粒表面,在地层条件下固化,在套管外地层中形成不熔化不溶解的阻砂井壁,水则作为增孔剂使其具有一定的渗透率[1]。这种防砂剂形成的人工井壁,抗压强度为5~15MPa,可阻挡粒径>0106mm的砂粒通过。
(2)应用效果1997~2005年,使用改性呋喃树脂防砂剂总计施工99井次,有效94井次,有效率94.9%。
2.6氟硼酸综合防砂技术
(1)防砂机理氟硼酸可水解产生HF[2],即BF4-+H2O=BF3OH-+HFBF3OH-阴离子可进一步依次水解成BF2(OH)2-、BF(OH)3-、H3BO3,同时产生HF。各级水解生成的HF与砂岩中的黏土和地层骨架矿物颗粒的反应为HF+Al2SiO16(OH)2H2SiF6+AlF3+H2O与此同时,羟基氟硼酸和硼酸亦与地层矿物颗粒如高岭石反应,生成硼硅酸盐和硼酸盐。硼硅酸盐可将小片黏土溶合在一起,阻止其分解和运移,使氢氟酸进一步与地层骨架矿物反应。在这些反应中,黏土中的铝生成取决于F-的某种氟铝酸盐络离子而溶解在溶液中。在矿物表面富集了硅和硼,在硅酸盐和硅细粒上则形成非晶质硅和硼硅玻璃的覆盖层,溶合成骨架,使颗粒运移受阻。
(2)应用效果1998~2002年,使用氟硼酸综合防砂技术总计施工130井次,有效106井次,有效率81.5%。
2.7YL971有机硅固砂剂防砂技术
(1)防砂机理该固砂剂能改变黏土表面的电荷性质,其中的主体成份聚合物还能与地层中的硅氧结构矿物(包括黏土中的硅氧结构矿物和砂砾中的SiO2)反应,形成牢固的化学键;同时在油层条件下固砂剂分子之间相互交联,形成牢固的网状结构,既稳定了胶结物,又固结了疏松砂粒。
(2)应用效果1998~2002年,使用YL971有机硅固砂剂总计施工89井次,有效76井次,有效率85.4%。
2.8LH-1高强度固砂剂防砂技术
(1)防砂机理在高温下该固砂剂中的有机硅化物经水解、表面脱水,以硅氧键与地层砂结合,并在各种添加剂的共同作用下将地层砂紧密连接在一起,留学生论文形成具有一定渗透率和高强度的立体蜂窝网状结构滤砂层,阻止地层砂流入井筒。
(2)应用效果2005年,使用LH21高强度固砂剂总计施工11井次,有效11井次,有效率100%。
3现场施工中出现的问题
以上各种化学防砂技术在锦州油田开发的不同时期发挥了极其重要的作用,有力地保障了油田生产的正常运行。随着各个区块开发力度的加大及上产措施的实施,化学防砂主要面临以下几种状况。
3.1出砂套变井逐年增加
据统计,随着锦州油田各采油区块递减幅度的加大,出砂油井数每年递增,2000年共有873口,2005年已增加到1056口。其中出砂的套变油井数也逐年上升,2000年为163口,2005年底已上升到316口。出砂的套变油井如不及时采取防砂措施,套管变形将更加严重,甚至发生套管损坏、油井报废。虽然套管严重损坏的油井可以采取注灰、补层、侧钻等补救措施,但会大大增加采油成本。对于套变油井,最好在出砂初期便采用化学防砂法防治出砂。
3.2长井段油井化学防砂的难度加大
进入油田开发中后期,锦州油田在布井上采取了井网加密策略,在油层开发上采取了几套层系合采措施,油井开发层系增多,油层厚度加大,井段加长,也加大了化学防砂的难度。有些油井由于井段长,层间差别大,笼统的化学防砂方式已不再适用,只能根据不同油层的地质状况、出砂量及出砂粒径,设计不同浓度、不同组成、不同药剂用量的合理的分层防砂方案,并利用井下工具来完成分层化学防砂措施。该技术正在逐步完善之中。
3.3油井出砂粒径逐年变细
以锦45块为例,根据463个采集砂样的筛选分析结果,2000年砂样平均粒度中值为01243mm,2005年为01156mm,呈现逐年变细的趋势,出细粉砂油井逐渐增多。另外,在少数油井采集的砂样中,有大粒砂和近似泥浆的细粉砂,说明油层骨架已遭到破坏,如不及时采取防砂措施,将发生地层亏空严重、套管变形、破裂损坏的危险现象。
4开发中后期化学防砂技术发展方向
4.1开发新型常温固化、耐高温的化学防砂技术有一些出砂比较严重的套变的检泵油井,由于油层温度低,不能采用现有的化学防砂技术防砂。曾尝试使用常温环氧树脂防砂技术,由于固化强度低而被淘汰。目前锦州油田使用的改性呋喃树脂防砂技术和LH21高强度固砂剂防砂技术,所用药剂都是高温固化类型的,不适用于常温检泵油井,有待开发常温固化、耐高温的化学防砂技术。
4.2逐步完善配套分层防砂工艺
针对多层合采,井段加长的出砂油井,笼统防砂方法已不再适用,分层防砂是有效措施之一。目前的分层防砂技术应逐步完善各层系的设计方案、药剂的选用和施工方式方法,以适应这类油井防砂的需要。
关键词:
油田;压裂;废水处理;试验;研究
自进入21世纪以来,随着科学技术的不断进步,我国的经济水平得到了显著的提高,人们的生活水平、生活质量也得到了不断提高,人们在生产、生活中对石油、天然气的需求量正在不断的增加。水力压裂技术经过近几年的不断研究与实验实践,逐渐成为一种成熟的技术,在油田生产过程中得到了广泛的推广及使用。但是在其发展以及应用过程中,形成了大量的压裂废水。本文主要对油田压裂废水处理试验作了分析与研究。
1油田压裂废水
水力压裂技术作为一项对油层渗流特性进行改造的技术,能够促进注水井增注、油气井增产,从而可以有效提高油田开采效益。经过近几年的不断研究与实验实践,水力压裂技术得到了显著的进步,在油田勘探、开采以及生产等领域内得到了广泛的推广与应用,特别是在渗透率比较低的油田中,应用水力压裂技术能够获得十分明显的效益。但是压裂作业结束之后,压裂液会出现破胶返排到地面的现象,从而导致了大量油田压裂废水的产生。据相关研究统计,我国某油田压裂废水的年产生量高达50000到80000立方米。压裂液返排而产生的压裂废水中,含有压裂液、原油中的多种污染物质,例如硫代硫酸钠、丙烯酰胺、甲醇、瓜胶等无机添加剂,以及咪唑硫代衍生物等有机添加剂,此外,压裂废水中还会带有从地层深处而带出来的岩屑、粘土颗粒等多种污染物质。如果不及时对压裂废水进行处理,经过长时间的存放,压裂废水就会产生恶臭的气味,对油田周围居民的身体健康以及生态环境造成严重的不良影响。不过必经过处理就直接外排,压裂废水就会对周围环境造成严重的污染,特别是会对地表水系、农作物等造成不可挽回的污染。
2油田压裂废水处理试验研究
2.1处理实验所使用的仪器主要有:真空过滤装置、恒温箱、微量加药器、分析天平、旋转粘度仪、化学需氧量测定仪、浊度仪、混凝试验仪以及电热恒温水浴锅等。分析试剂主要包括:分析纯、氢氧化钠、硫酸、氯化钡、硝酸银、硫酸亚铁、丙酮以及油醚。污水处理药剂主要包括:氢氧化钠、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、聚合氯化铝、高锰酸钾、次氯酸钠、过氧化氢以及氧化钙。本文所采用的试验方法是化学氧化实验以及混凝试验。首先进行化学氧化实验,在烧杯中放入50毫升压裂废水样品,并将其调节到设定的pH值,所使用的药剂是浓硫酸,再加入定量的氧化剂,对其进行充分地搅拌,促进氧化反应,搅拌一段时间后将其静置15分钟,之后取上清液进行水质指标分析;其次进行混凝试验,将进行化学氧化实验后的压裂废水作为实验样品,并加入复合调节剂将其调节到设定的pH值,之后依次加入无机混凝剂以及有机絮凝剂,之后将其静置15分钟,取上清液进行水质指标分析。
2.2结果随着返排时间的变化,压裂废水的黏度、石油类污染物质含量与重铬酸盐指数、悬浮物含量及pH值均有所变化,具体见图1、图2、图3。由图1、图2、图3可知,随着返排时间的不断变化及推移,压裂废水的黏度总体呈现出了下降的趋势;压裂废水中的石油类污染物质含量、重铬酸盐指数、悬浮物含量总体呈现出了增大的趋势;压裂废水的pH值总体呈现出了降低的趋势,并逐渐地趋向于中性。经过试验发现将化学氧化实验的pH值设定为3.0,氧化剂次氯酸钠投入量为12.5毫克每升,氧化时间为20分钟;将混凝试验的pH值设定为9.0,氢氧化钠、氧化钙的投入量分别为200毫克每升、50毫克每升,将聚合氯化铝作为无机混凝剂,投入量为800毫克每升,将1200万分子量的CPAM作为有机絮凝剂,投入量为5毫克每升,将无机混凝剂、有机絮凝剂的投加间隔设为30到40秒时,能够获得最好的处理效果。在上述条件下对压裂废水进行处理,结果压裂废水中的总铁离子、硫化物得到了全部去除,石油类污染物质含量、悬浮物含量最高风别为4.5毫克每升、25.5毫克每升,对压裂废水进行处理后,水质完全符合相关标准的要求。
3结语
综上所述,油田压裂废水属于多相分散体系,构成十分复杂,因此其处理难度也比较大,国内外许多研究学者对油田压裂废水处理试验作了非常多的研究,并取得了非常多的研究成果。本篇论文经过学习与借鉴国内外比较成熟的研究成果,对油田压裂废水处理试验作了研究,望有所帮助。
参考文献:
[1]刘晓辉,沈哲,王琦,王文杰,张晓龙,刘鹏.油田压裂废水处理试验研究[J].石油天然气学报,2011,01:156-160+170.
锦州油田现生产区块主要有锦45 块、锦7 块、欢17 块、锦25 块、锦16 块等,在长期的开采过程中,油井出砂一直是制约油田正常生产的一个主要因素。据统计2000 年出砂井数873 口, 2005 年上升到1056 口。 这些区块呈现的特征是出砂的套变油井逐年增多,出砂粒径逐年变细,出砂量逐年增多。其中锦45 块和锦7 块由于成岩作用差,胶结疏松,油井出砂极为严重。机械防砂、压裂防砂、螺杆泵排砂等防排砂技术受井下工具的限制,均不适用于出细粉砂油井和套变油井防砂,而化学防砂具有其他防砂措施不可替代的优越性,具有固化强度高、有效期长、对地层伤害性小、施工简便的特点,所建立的人工井壁能有效地阻挡地层出砂,具有普遍性,能很好地解决各种油井防砂问题,是解决套变油井和出细粉砂油井防砂难题的有效方法。
1 化学防砂技术的发展历程
锦州油田已开发15 年,油井出砂一直是影响油田开发水平提高的主要因素之一,毕业论文 化学防砂技术的应用和发展在油田开发中起了至关重要的作用。1992~2005 年期间化学防砂技术的发展可分为四个阶段。
(1) 1992~1995 年,在稀油和稠油区块分别使用以长效黏土稳定剂为主的FSH2901 稀油固砂剂和以无机物为主的BG-1 高温固砂剂。
(2) 1996~1997 年,稠油井化学防砂技术有了新突破,先后开发并研制了含有有机成分的三氧固砂剂、高温泡沫树脂和改性呋喃树脂溶液防砂剂。
(3) 1998~2002 年,以具有溶解和溶合作用的氟硼酸综合防砂技术代替长效黏土稳定剂成为稀油井化学防砂技术的主流,以含有水泥添加剂的有机硅固砂剂代替了三氧固砂剂。
(4) 2003~2005 年,改性呋喃树脂防砂技术由于有效率较高和有效期较长,医学论文 成为化学防砂技术的主流,其余早期的化学防砂技术不再使用,同时LH-1 高强度固砂剂防砂技术通过了现场试验。
2 化学防砂技术的应用效果
2.1 FSH-901 稀油井固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 FSH-901 固砂剂主要成份为线性的高分子阳离子型聚合物N2胺甲基聚丙烯酰胺,这种聚合物中阳离子与黏土晶格中的阳离子发生交换作用,中和黏土表面的静电荷,消除黏土片层间的排斥力,使黏土呈吸缩状态,阻止黏土膨胀引起砂粒运移。由于与黏土发生交换的阳离子是连接成链状的,可在黏土颗粒表面形成强大的吸附膜,包裹黏土颗粒,使黏土颗粒与泥砂颗粒牢固地黏结在一起,又可防止其他阳离子的侵入和交换,达到固砂和防止油层出砂的目的。
(2) 应用效果 1992~1997 年,使用FSH-901稀油井固砂剂总计施工136 井次,有效107 井次,有效率78.7 %。
2.2 BG-1 高温固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 该高温固砂剂是以含钙的无机化合物为主体,加入有机硅化物及分散剂,经密闭表面喷涂工艺处理制得的白色粉末状固体颗粒。在快速搅拌下将该剂分散在水介质中,配制成微碱性的悬浮液,在注汽条件下挤入井内,其中的硅化物在井筒近井地带高温表面发生脱水反应,将地层砂牢固地结合在一起,从而达到固砂的目的。
(2) 应用效果 1992~1995 年,使用BG-1 高温固砂剂总计施工79 井次, 有效63 井次, 有效率79.7 %。
2.3 三氧固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 三氧固砂剂由粉状氢氧化钙、碳酸钙、甲基三乙氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷、分散剂、助乳化剂及其他助剂组成。承载于氢氧化钙和碳酸钙上的乙氧基硅烷在高温条件下遇水分解,乙氧基变为硅醇基,硅醇基与砂粒表面的氢氧基( —OH) 之间和硅醇基相互之间发生脱水缩合反应,硅醇基与钙化合物之间也会发生某些反应,其结果是砂粒和钙化合物颗粒之间形成网状结构的有机硅大分子,使松散的砂粒胶结在一起。
(2) 应用效果 1996~1997 年,使用三氧固砂剂总计施工98 井次,有效81 井次,有效率82.7 %。
2.4 高温泡沫树脂防砂技术
(1) 防砂机理 当高温可发泡树脂液挤入地层后,一部分树脂液在砂粒之间吸附而形成胶结点,树脂固结后将地层砂固结;进入地层亏空处的另一部分树脂在发泡剂作用下发泡并形成固体泡沫挡砂层,起人工井壁的作用。这一技术是高温树脂固砂与固体泡沫人工井壁防砂的结合。
(2) 应用效果 1997 年,使用高温泡沫树脂总计施工4 井次,有效2 井次,有效率50 %。
2.5 改性呋喃树脂防砂技术
(1) 防砂机理 改性呋喃树脂防砂剂由改性呋喃树脂、固化剂、催化剂及抗高温老化剂、吸附剂及后处理剂组成,在紊流状态下易分散于水中,职称论文 不结团、不沉降。防砂剂在清水或污水携带下进入油井目的层段,分散并吸附在砂粒表面,在地层条件下固化,在套管外地层中形成不熔化不溶解的阻砂井壁,水则作为增孔剂使其具有一定的渗透率[1 ] 。这种防砂剂形成的人工井壁,抗压强度为5~15 MPa ,可阻挡粒径> 0106 mm的砂粒通过。
(2) 应用效果 1997~2005 年,使用改性呋喃树脂防砂剂总计施工99 井次,有效94 井次,有效率94.9 %。
2.6 氟硼酸综合防砂技术
(1) 防砂机理 氟硼酸可水解产生HF[2 ] ,即BF4- + H2O =BF3OH- + HFBF3OH- 阴离子可进一步依次水解成BF2 (OH) 2- 、BF(OH) 3- 、H3BO3 ,同时产生HF。各级水解生成的HF 与砂岩中的黏土和地层骨架矿物颗粒的反应为HF + Al2SiO16 (OH) 2 H2SiF6 + AlF3 + H2O与此同时,羟基氟硼酸和硼酸亦与地层矿物颗粒如高岭石反应,生成硼硅酸盐和硼酸盐。硼硅酸盐可将小片黏土溶合在一起,阻止其分解和运移,使氢氟酸进一步与地层骨架矿物反应。在这些反应中,黏土中的铝生成取决于F - 的某种氟铝酸盐络离子而溶解在溶液中。在矿物表面富集了硅和硼,在硅酸盐和硅细粒上则形成非晶质硅和硼硅玻璃的覆盖层,溶合成骨架,使颗粒运移受阻。
(2) 应用效果 1998~2002 年,使用氟硼酸综合防砂技术总计施工130 井次,有效106 井次,有效率81.5 %。
2.7 YL971 有机硅固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 该固砂剂能改变黏土表面的电荷性质,其中的主体成份聚合物还能与地层中的硅氧结构矿物(包括黏土中的硅氧结构矿物和砂砾中的SiO2) 反应,形成牢固的化学键;同时在油层条件下固砂剂分子之间相互交联,形成牢固的网状结构,既稳定了胶结物,又固结了疏松砂粒。
(2) 应用效果 1998~2002 年,使用YL971 有机硅固砂剂总计施工89 井次,有效76 井次,有效率85.4 %。
2.8 LH-1 高强度固砂剂防砂技术
(1) 防砂机理 在高温下该固砂剂中的有机硅化物经水解、表面脱水,以硅氧键与地层砂结合,并在各种添加剂的共同作用下将地层砂紧密连接在一起,留学生论文形成具有一定渗透率和高强度的立体蜂窝网状结构滤砂层,阻止地层砂流入井筒。
(2) 应用效果 2005 年,使用LH21 高强度固砂剂总计施工11 井次,有效11 井次,有效率100 %。
3 现场施工中出现的问题
以上各种化学防砂技术在锦州油田开发的不同时期发挥了极其重要的作用,有力地保障了油田生产的正常运行。随着各个区块开发力度的加大及上产措施的实施,化学防砂主要面临以下几种状况。
3.1 出砂套变井逐年增加
据统计,随着锦州油田各采油区块递减幅度的加大,出砂油井数每年递增, 2000 年共有873 口,2005 年已增加到1056 口。其中出砂的套变油井数也逐年上升,2000 年为163 口,2005 年底已上升到316 口。出砂的套变油井如不及时采取防砂措施,套管变形将更加严重,甚至发生套管损坏、油井报废。虽然套管严重损坏的油井可以采取注灰、补层、侧钻等补救措施,但会大大增加采油成本。对于套变油井,最好在出砂初期便采用化学防砂法防治出砂。
3.2 长井段油井化学防砂的难度加大
进入油田开发中后期,锦州油田在布井上采取了井网加密策略,在油层开发上采取了几套层系合采措施,油井开发层系增多,油层厚度加大,井段加长,也加大了化学防砂的难度。有些油井由于井段长,层间差别大,笼统的化学防砂方式已不再适用,只能根据不同油层的地质状况、出砂量及出砂粒径,设计不同浓度、不同组成、不同药剂用量的合理的分层防砂方案,并利用井下工具来完成分层化学防砂措施。该技术正在逐步完善之中。
3.3 油井出砂粒径逐年变细
以锦45 块为例,根据463 个采集砂样的筛选分析结果,2000 年砂样平均粒度中值为01243 mm ,2005 年为01156 mm ,呈现逐年变细的趋势,出细粉砂油井逐渐增多。另外,在少数油井采集的砂样中,有大粒砂和近似泥浆的细粉砂,说明油层骨架已遭到破坏,如不及时采取防砂措施,将发生地层亏空严重、套管变形、破裂损坏的危险现象。
4 开发中后期化学防砂技术发展方向
4.1 开发新型常温固化、耐高温的化学防砂技术有一些出砂比较严重的套变的检泵油井,由于油层温度低,不能采用现有的化学防砂技术防砂。曾尝试使用常温环氧树脂防砂技术,由于固化强度低而被淘汰。目前锦州油田使用的改性呋喃树脂防砂技术和LH21 高强度固砂剂防砂技术,所用药剂都是高温固化类型的,不适用于常温检泵油井,有待开发常温固化、耐高温的化学防砂技术。
4.2 逐步完善配套分层防砂工艺
中图分类号:TE357.46 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)9-0173-02
1 注聚合物增加油田开采储量的机理
注聚合物是化学驱油技术的一种,化学驱油的基本原理都是通过改善驱替介质在油藏中的动力学特性、改善油藏驱替介质与原油之间相互作用的物理化学特性和改善储层的物理化学特性以增加可采储量。聚合物驱油主要是指向水中加入高分子聚合物,提高注入水的粘度,降低水相流度,从而降低水驱油的流度比,减弱粘性指进,最终达到提高波及系数来提高采收率的目的,同时也增加了油田可采储量。该方法也称作稠化水驱或者增粘水驱。
1.1 改善水油流度比
水驱油专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net时,当流度比M>1时,说明水的流动能力比原油强,水的流动易发生指进现象,波及系数就低,大部分原油将不会被驱替出来。而聚合物加入水中,溶液渗入地层能力降低,粘度就提高,溶液流动则降低。如原油的流动能力比溶液强,溶液波及范围就得到提高,水驱油的效果则变好。
1.2 增加高渗部位水的流动阻力
聚合物加入水中,一方面增加了水的粘度并降低了水的有效渗透率,另一方面在渗透高部位流动时所受流动阻力小,机械剪切作用弱,聚合物降解程度低,则聚合物分子就易于缠结在孔隙中,增大高渗透部位的流动阻力。反之,低渗透率部位,聚合物分子降解作用强,分子回旋半径就低,反而容易通过低孔径孔隙,而不堵塞小孔径。
1.3 形成稳定油流通道
由于聚合物溶液的粘弹性作用,拖拉携带盲端残余油以及形成稳定的“油丝”通道。聚合物加入水中,原来无弹性的油田注入水变成了具有弹性的溶液。一方面聚合物溶液可看作可胀可缩的海绵,即“海绵效应”。聚合物溶液通过孔隙就像海绵通过一样,可以拖拉携带出孔隙边缘中油滴状的油以及使孔隙壁上的油膜变薄。另外一方面聚合物溶液将残余油拉伸形成细长的油柱,然后跟下游油柱相遇即形成稳定的“油丝”通道,也可能是由于油水界面的内聚力而形成多个细小油珠,并与下游油珠结合形成稳定的“油丝”通道。无论是“海绵”效应拖拉携带残余油还是“油丝”机理,都降低了各类水驱残余油量,提高了驱油效率。
2 应用动态资料评价注聚新增可采储量
2.1 注聚阶段驱替特征曲线变化趋势分析
油田专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net注聚后,驱替特征曲线不稳定,继续应用驱替特征曲线预测注聚提高可采储量,必须首先研究其注聚期间及注聚结束后曲线的变化。
以北一区中块注聚开发区为例,该区1960年投入开发,1995年开始针对PI1-7层进行三次采油加密,目的层含油面积为9.3 km2,地质储量1 862.96×104 t,1996年开始注聚,聚合物用量679.69 PV×mg/L,2003年进入后续水驱阶段,截止到2006年累积产油1 140.28×104 t,综合含水已达到97.44%。从已经结束注聚的的驱替特征曲线可知,驱替特征曲线注聚期间不稳定,驱替特征曲线初期向产油量轴偏转,后续水驱阶段趋于一条稳定的直线,直线斜率略大于原直线斜率。
为了进一步分析聚合物区块驱替特征曲线的变化,建立了不同渗透率级差、不同聚驱控制程度、不同聚合物用量、不同聚合物粘度与原油粘度比情况下注聚机理模型,应用数值模拟得到的非均质油藏注聚后驱替特征曲线,变化趋势表明注聚后表现出了与实际资料相同的趋势,即:注聚后曲线向产油量轴偏转,注聚结束后,在后续水驱驱替阶段趋于一条直线。
2.2 驱替特征曲线递推校正
对于一个先水驱后注聚区块而言,其驱替特征曲线形态可分为四个阶段:水驱不稳定段、水驱稳定段、注聚不稳定段和后续水驱稳定段。根据水驱特征曲线(式1),水驱可采储量可以利用水驱稳定段进行预测(式2),而注聚后又会进入后续水驱稳定段,根据后续水驱稳定段的驱替特征曲线(式3),区块的最终可采储量可以利用后续水驱稳定段预测(式4),聚驱增加可采储量ER为两者的差值(式5)。
3 驱替特征曲线递推校正法方法验证
4 结 语
①注聚合物可以提高驱替流体的粘度,降低水相流度,从而降低水驱油的流度比,减弱粘性指进,增加油田可采储量;当油藏的非均质性较大和水驱流度比较高时,聚合物驱可以取得明显的经济效果。