杏树岗油田酸化解堵工艺技术研究
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摘要
本文针对杏树岗油田低渗透储层吸水厚度低、吸水能力较差的问题，通过对杏树岗油田低渗透储层敏感性评价和储层伤害机理的研究，详细分析了造成该油田注水井吸水厚度低的原因。在大量室内实验的基础上，研究开发出了针对性较强的酸化解堵工艺技术。本文完成的主要工作有：
1、对地层的矿物组成、注入水水质等进行了调查和分析，在该油田储层敏感性评价实验及堵塞因素分析实验的基础上，确定了该油田的地层敏感性特征及堵塞特点，从而为酸化解堵工艺技术的研究奠定了基础。
2、在大量实验的基础上，研究出CYO2酸化液。并进行了综合性能的测定。室内评价实验及物理模拟实验结果表明，该酸化解堵剂对于地层及地层堵塞物具有较强的溶解能力，不破坏地层骨架，具有低伤害的特点，该酸化液可提高地层基质渗透率达98％，堵塞后地层渗透率恢复率达120％以上。
3、通过理论计算，确定了注入压力、最大泵注排量、液量等施工参数；研究了固体暂堵剂；确定了具体的现场施工工艺。
4、现场进行了11口井试验，介绍了总的试验效果并进行了单井分析和经济效益分析，分析结果验证了该技术现场应用的可行性。
本文在酸化解堵剂研究及施工工艺研究方面，主要完成以下工作：
1、通过对油田上常用粘土稳定剂的测定和比较，最后确定采用聚季胺盐和无机盐复配的NW粘土稳定剂较为适宜。
2、由YS与ZBS复配形成TLJ络合剂，通过与其它络合剂进行对比，显示了该络合剂在抑制Fe(OH)_3沉淀方面的优越性。
3、采用达西渗流公式，以取得最大效益为原则，确定了不同堵塞类型井的酸化半径，并预测了最大效益。
4、研究了CY-4暂堵剂，解决了现场酸化施工中的酸液分流问题。
最后，本文对大庆油田酸化解堵工艺技术的发展进行了展望，并对大庆油田酸化解堵工艺技术的发展提出了一些看法。
In Xing Shu Gang oil field,high content of clay mineral in low permeability formation cause serious formation damage.Injection wells have problems of little hygroscope thickness and low hygroscope capacity.This work,on the basis of the sensitivity study of low permeability formation and damage characterization of Xing Shu Gang oil field,has summarized CY02 aciding reformation technology of oil formation.The main results and contributions of this paper are as follows:
1. On the basis of surveying and analysis on the mineral composing and injected water quality, together with sensitivity study of low permeability formation and damage factors of Xing Shu Gang oil field,we summarized sensitivity characterization and damage characterization,thereby provided the foundation for the research of the acidizing technology.
2. Performance of CY02 and has been measured.the experiments indicate that this acid has a remarkable characterization of low damage.lt can increase the penetrability of the matrix and logged matric to 98% and 120% respectively.
3. By theoretical calculation, parameters of injection pressure, maximum discharge capacity, injection volume have been decided. Solid temporary plugging agent has been researched, and it's field application technique has been determined.
4. 11 wells has been applied with this technique. Total results and single well analysis, economic benefit have been conducted which ensures the feasibility of this technology.
Following work has been finished.
1. By comparing clay stabilizing agent used in oilfield, we determined NW clay stabilizing agent composed of poly-quaternay amines and inorganic salt.
2. TLJ agent made up of Ys and ZBS has superiority on restrain Fe(OH)3 deposition.
3. We adopted Darcy seepage formula to decide acidifying radius'to reach max-benefit.
4. We 'solved the problem of acid liquid distributary by researching CY-4 temporary plugging agent.
This paper also predicts development of technologies of acidification and plugging removal, and gives some suggestions to them.
1、对地层的矿物组成、注入水水质等进行了调查和分析，在该油田储层敏感性评价实验及堵塞因素分析实验的基础上，确定了该油田的地层敏感性特征及堵塞特点，从而为酸化解堵工艺技术的研究奠定了基础。
2、在大量实验的基础上，研究出CYO2酸化液。并进行了综合性能的测定。室内评价实验及物理模拟实验结果表明，该酸化解堵剂对于地层及地层堵塞物具有较强的溶解能力，不破坏地层骨架，具有低伤害的特点，该酸化液可提高地层基质渗透率达98％，堵塞后地层渗透率恢复率达120％以上。
3、通过理论计算，确定了注入压力、最大泵注排量、液量等施工参数；研究了固体暂堵剂；确定了具体的现场施工工艺。
4、现场进行了11口井试验，介绍了总的试验效果并进行了单井分析和经济效益分析，分析结果验证了该技术现场应用的可行性。
本文在酸化解堵剂研究及施工工艺研究方面，主要完成以下工作：
1、通过对油田上常用粘土稳定剂的测定和比较，最后确定采用聚季胺盐和无机盐复配的NW粘土稳定剂较为适宜。
2、由YS与ZBS复配形成TLJ络合剂，通过与其它络合剂进行对比，显示了该络合剂在抑制Fe(OH)_3沉淀方面的优越性。
3、采用达西渗流公式，以取得最大效益为原则，确定了不同堵塞类型井的酸化半径，并预测了最大效益。
4、研究了CY-4暂堵剂，解决了现场酸化施工中的酸液分流问题。
最后，本文对大庆油田酸化解堵工艺技术的发展进行了展望，并对大庆油田酸化解堵工艺技术的发展提出了一些看法。
In Xing Shu Gang oil field,high content of clay mineral in low permeability formation cause serious formation damage.Injection wells have problems of little hygroscope thickness and low hygroscope capacity.This work,on the basis of the sensitivity study of low permeability formation and damage characterization of Xing Shu Gang oil field,has summarized CY02 aciding reformation technology of oil formation.The main results and contributions of this paper are as follows:
1. On the basis of surveying and analysis on the mineral composing and injected water quality, together with sensitivity study of low permeability formation and damage factors of Xing Shu Gang oil field,we summarized sensitivity characterization and damage characterization,thereby provided the foundation for the research of the acidizing technology.
2. Performance of CY02 and has been measured.the experiments indicate that this acid has a remarkable characterization of low damage.lt can increase the penetrability of the matrix and logged matric to 98% and 120% respectively.
3. By theoretical calculation, parameters of injection pressure, maximum discharge capacity, injection volume have been decided. Solid temporary plugging agent has been researched, and it's field application technique has been determined.
4. 11 wells has been applied with this technique. Total results and single well analysis, economic benefit have been conducted which ensures the feasibility of this technology.
Following work has been finished.
1. By comparing clay stabilizing agent used in oilfield, we determined NW clay stabilizing agent composed of poly-quaternay amines and inorganic salt.
2. TLJ agent made up of Ys and ZBS has superiority on restrain Fe(OH)3 deposition.
3. We adopted Darcy seepage formula to decide acidifying radius'to reach max-benefit.
4. We 'solved the problem of acid liquid distributary by researching CY-4 temporary plugging agent.
This paper also predicts development of technologies of acidification and plugging removal, and gives some suggestions to them.
引文
[1] 阎醒，陈馥．砂岩地层酸化工艺探讨．钻采工艺，1995，(2)
[2] 王宝峰．砂岩酸化设计模型的研究和发展．河南石油，1999年，(2)
[3] Mobil Oil Corp, Treatment of open hole intervals in vertical and deviated wellbores, US 5507342-A, 1996.04.16, pp5.
[4] da Motta E.P., Selective matrix acidizing of horizontal wells, SPE Prod. Facil., 1995,10(3), pp157～164.
[5] 石亚丽，胡显玉，复合酸解堵应用中缓蚀剂的评选，吉林石油科技，1998，17(2)。
[6] 陶德伦，汤井会，系列酸化解堵技术研究及应用，大庆石油地质与开发，1998，17(4)。
[7] 蒋卫东，王振铎，有机缓速土酸的性能研究和现场应用，钻采工艺，1998，21(5)。
[8] 张军闯，酸化的现状及前景，世界石油工业，1998，5(12)。
[9] 王宝峰，国内外酸化产品及添加剂介绍，钻井液与完井液，1997，14(6)。
[10] 吴琳，百色油田泥浆污染及解堵研究，广西油气，1999，2(1)。
[11] 张学锋，李川梅，泡沫酸酸化在文明寨油田的应用，油田化学，1999，16(2)。
[12] 李宾元，张志全，尕斯油田暂堵选层酸化的应用，西南石油学院学报，1999，21(3)。
[13] 李冬青，孙玉民，荆丘油田晋45断块暂堵酸化工艺技术应用，油气采收率技术，1999，6(2)。
[14] 郑延成 鲁克英，南阳油田缓速酸酸化技术研究及应用，钻采工艺，1999，22(4)。
[15] 刘鹏，蒲贵阳，水井低伤害酸解堵剂的研究与应用，油田节能，1999，(3)。
[16] 王宝峰，冯浦涌，胜利纯化油田纯62块注水井酸化增注工艺参数优选，试采技术，2000，21(2)。
[17] 李生莉，王新志，降压解堵排酸技术的研究与应用，石油钻采工艺，1998，20(3)。
[18] Allouti A, Damage characterization and production optimization of
the Hassi-Messaoud field, Algeria, SPE Int. Formation Damage Control Symp, 1998.02.18.
[19] 王行信等，松辽盆地粘土矿物研究，黑龙江科学技术出版社，1990。
[20] Montgomery S. L, Bluebell field, Uinta basin: reservoir characterization for improved well completion and oil recovery, AAPG Bull, pp1113～1132.
[21] Nalco Chem Co, Compsns for inhibiting clay swelling in subterranean formation, US5342530-A, 1994.08.30, pp12.
[22] Ezeukwu T, Fines migration control in high-water-cut Nigerian oil wells: problems and solutions, SPE Int. Formation Damage Control Symp, 1998.02.18.
[23] 范旭，庞彦明，松辽盆地宋芳屯油田葡萄花油层储层敏感性评价及油层保护对策，大庆石油学院学报，1999，23(3)。
[24] 冯浦涌，刘希华，纯化油田低渗透油层伤害原因及保护技术研究，特种油气藏，1998，5(2)。
[25] 罗梅玉，地层伤害诊断和相应增产措施类型，国外钻井技术，1998，13(1)。
[26] 王德智，新民油田敏感性油藏酸化研究与应用，吉林石油科技，1999，18(3)。
[27] 贺承祖，胡文才，浅谈水敏效应与储层伤害，试采技术，1996，17(2)。
[28] Hashen M. K, An experience in acidizating sandstone reservoirs: a scientific approach, 1999 SPE Ann. Tech. Conf. Exhbn, pp201～215.
[29] Coulter G. R, A contemporary approach to matrix acidizing, 1997 SPE Ann. Tech. Conf, pp297～308.
[30] 向廷生，佘跃惠，青海东部气田酸化损害评价研究，钻采工艺，1999，22(6)。
[31] 廖明军，保护油气层加重剂，四川省彭州市长城节能公司，98112031．8。
[32] Kume N, New HF acid system improves sandstone matrix acidizing success ratio by 400% over conventional mud acid system in Niger delta basin, 1999 SPE Ann. Tech. Conf. Exhbn, pp185～199.
[33] 张绍槐等，保护储集层技术，石油工业出版社，1991。
[34] Martin A. N, New HF acid system produces significant benefits in
Nigerian sandstones, 1997 SPE Ann. Tech. Conf, pp309～316.
[35] Nasr-El-Din H.A, Effect of acids and stimulation additive on the cloud point of nonionic surfactantl, SPE Formation Damage Control Symp, 1996.02.14.
[36] 张应安，王文利，浅谈吉林油田酸化防膨剂的评价及应用，吉林石油科技，1999，18(3)。
[37] 倪红霞，郭晓燕，水敏性储层水基压裂酸化油层保护研究与应用，新疆石油科技，1998，8(2)。
[38] 温固，抑制地层粘土水化膨胀的新型处理剂，96100520．3。
[39] Coulter G.R, A contemporary approach to matrix acidizing, SPE Prodn. Facil, 1999,14(2) pp150～158.
[40] Taylor K.C, Systematic study of iron control chemicals used during well stimulation, SPE Journal, 1999,4(1), pp19～24.
[41] Taylor K. C, A systematic study of iron control chemicals used during well stimulation, SPE Int. Formation Damage Control Symp, 1998.02.18.
[42] 葛际江，赵福麟，酸化淤渣的成因分析，石油大学学报(自然科学版)，1999，23(3)。
[43] Ethyl Corp, Additive compsn, used as multifunctional lubricant additive, US 5612295-A, 1997.03.18, pp8.
[44] Wong T.C., Acid-sludge characterization and remediation improve well productivity and save costs in the Permian basin, SPE Prodn. Facil, 1997,12(1), pp51～58.
[45] Turkmengaztekhnologiya Inst, Composition for treatment of stratum critical zone, RU 2076204-C1, 1997.03.27, pp4.
[46] 刘先利，SCH-1酸化互溶剂，油气采收率技术，1999，6(4)。
[47] Clearwater Inc, Composition for inhibiting corrosion of metals by solution used to acidise wells, US 5854180-A 1998.12.29, pp4.
[48] Kokal S, Cost effective design of corrosion inhibitor squeeze treatments for water supply wells, SPE Middle East Oil Show and Conf,
pp515～523.
[49] Brezinski M. M, New environmental options for corrosion inhibotor intensifiers, SPE/EPA Explr. Prod. Environmental Conf, pp299～305.
[50] Halliburton Energy Services Inc, Treating sulphide containing well and reducing metal corrosion in well, US 5763368-A, pp6.
[51] Durham D.K, Causes and solutions to surface facilities upsets following acid stimulation in the Gulf of Mexico, SPE Prodn. Facil, 1997,12(1), pp16～19.
[52] 石志英，陈丽，酸化残酸腐蚀性研究及防治，断块油气田，1999，6(3)。
[53] 王宝峰，蒋卫东，砂岩基质酸化中的短岩心和长岩心流动模拟试验研究，钻采工艺，2000，23(4)。
[54] M．J．埃克诺米德斯等，油藏增产措施，1991。
[55] 张建国等，油气层渗流力学，石油大学出版社，1998。
[56] 古发刚，任书泉，考虑地层污染预测增产倍比的方法，西南石油学院学报，1991，13(4)。
[57] Schlumberger Technology Corp, Method for limiting inflow of formation water and stimulatig subterranean formation to increase hydrocarbon production, 1999.11.09, pp23.
[58] Baker Hughes Inc, Method for completing multilateral wells and maintaining selective re-entry, GB 2318817-A, 1998.05.06, pp92.
[59] Thompson K.E, A study of diversion mechanisms by reactive water diverting agents, SPE Prodn. Facil., 1995,10(2), pp130～137.
[60] Schlumberger Technology Corp, Method for limiting inflow of formation water and stimulatig subterranean formation to increase hydrocarbon production, 1999.11.09, pp23.
[61] Paccaloni G. , A new, effective matrix stimulation diversion technique, SPE Prod. Facil, 1995,10(3), pp151～156.
[62] 张光明，董智涛，浮球暂堵酸化设计与应用，钻采工艺，1998，21(4)。
[63] 汪绪刚，陶德伦，冀东油田高温低渗井酸化增注技术研究应用，石油钻采
工艺，1999，21(6)。
[64] 张学锋，欧天雄，暂堵酸化工艺技术实验研究及应用，大庆石油地质与开发，2000，19(1)。
[65] 杨宝泉等，二次加密井解堵增注技术，大庆油田有限责任公司，1999．12。
[66] 杨宝泉等，提高杏树岗油田吸水厚度技术研究，大庆油田有限责任公司，2002．12。
[67] 杨宝泉等，粉末硝酸复合解堵技术推广应用，大庆油田有限责任公司，2002．12。
[68] 杨宝泉等，浅析大庆油田酸化解堵技术现状及发展方向，采油工程，2002．1。
[2] 王宝峰．砂岩酸化设计模型的研究和发展．河南石油，1999年，(2)
[3] Mobil Oil Corp, Treatment of open hole intervals in vertical and deviated wellbores, US 5507342-A, 1996.04.16, pp5.
[4] da Motta E.P., Selective matrix acidizing of horizontal wells, SPE Prod. Facil., 1995,10(3), pp157～164.
[5] 石亚丽，胡显玉，复合酸解堵应用中缓蚀剂的评选，吉林石油科技，1998，17(2)。
[6] 陶德伦，汤井会，系列酸化解堵技术研究及应用，大庆石油地质与开发，1998，17(4)。
[7] 蒋卫东，王振铎，有机缓速土酸的性能研究和现场应用，钻采工艺，1998，21(5)。
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[9] 王宝峰，国内外酸化产品及添加剂介绍，钻井液与完井液，1997，14(6)。
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[14] 郑延成 鲁克英，南阳油田缓速酸酸化技术研究及应用，钻采工艺，1999，22(4)。
[15] 刘鹏，蒲贵阳，水井低伤害酸解堵剂的研究与应用，油田节能，1999，(3)。
[16] 王宝峰，冯浦涌，胜利纯化油田纯62块注水井酸化增注工艺参数优选，试采技术，2000，21(2)。
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[18] Allouti A, Damage characterization and production optimization of
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[22] Ezeukwu T, Fines migration control in high-water-cut Nigerian oil wells: problems and solutions, SPE Int. Formation Damage Control Symp, 1998.02.18.
[23] 范旭，庞彦明，松辽盆地宋芳屯油田葡萄花油层储层敏感性评价及油层保护对策，大庆石油学院学报，1999，23(3)。
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[26] 王德智，新民油田敏感性油藏酸化研究与应用，吉林石油科技，1999，18(3)。
[27] 贺承祖，胡文才，浅谈水敏效应与储层伤害，试采技术，1996，17(2)。
[28] Hashen M. K, An experience in acidizating sandstone reservoirs: a scientific approach, 1999 SPE Ann. Tech. Conf. Exhbn, pp201～215.
[29] Coulter G. R, A contemporary approach to matrix acidizing, 1997 SPE Ann. Tech. Conf, pp297～308.
[30] 向廷生，佘跃惠，青海东部气田酸化损害评价研究，钻采工艺，1999，22(6)。
[31] 廖明军，保护油气层加重剂，四川省彭州市长城节能公司，98112031．8。
[32] Kume N, New HF acid system improves sandstone matrix acidizing success ratio by 400% over conventional mud acid system in Niger delta basin, 1999 SPE Ann. Tech. Conf. Exhbn, pp185～199.
[33] 张绍槐等，保护储集层技术，石油工业出版社，1991。
[34] Martin A. N, New HF acid system produces significant benefits in
Nigerian sandstones, 1997 SPE Ann. Tech. Conf, pp309～316.
[35] Nasr-El-Din H.A, Effect of acids and stimulation additive on the cloud point of nonionic surfactantl, SPE Formation Damage Control Symp, 1996.02.14.
[36] 张应安，王文利，浅谈吉林油田酸化防膨剂的评价及应用，吉林石油科技，1999，18(3)。
[37] 倪红霞，郭晓燕，水敏性储层水基压裂酸化油层保护研究与应用，新疆石油科技，1998，8(2)。
[38] 温固，抑制地层粘土水化膨胀的新型处理剂，96100520．3。
[39] Coulter G.R, A contemporary approach to matrix acidizing, SPE Prodn. Facil, 1999,14(2) pp150～158.
[40] Taylor K.C, Systematic study of iron control chemicals used during well stimulation, SPE Journal, 1999,4(1), pp19～24.
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[44] Wong T.C., Acid-sludge characterization and remediation improve well productivity and save costs in the Permian basin, SPE Prodn. Facil, 1997,12(1), pp51～58.
[45] Turkmengaztekhnologiya Inst, Composition for treatment of stratum critical zone, RU 2076204-C1, 1997.03.27, pp4.
[46] 刘先利，SCH-1酸化互溶剂，油气采收率技术，1999，6(4)。
[47] Clearwater Inc, Composition for inhibiting corrosion of metals by solution used to acidise wells, US 5854180-A 1998.12.29, pp4.
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[58] Baker Hughes Inc, Method for completing multilateral wells and maintaining selective re-entry, GB 2318817-A, 1998.05.06, pp92.
[59] Thompson K.E, A study of diversion mechanisms by reactive water diverting agents, SPE Prodn. Facil., 1995,10(2), pp130～137.
[60] Schlumberger Technology Corp, Method for limiting inflow of formation water and stimulatig subterranean formation to increase hydrocarbon production, 1999.11.09, pp23.
[61] Paccaloni G. , A new, effective matrix stimulation diversion technique, SPE Prod. Facil, 1995,10(3), pp151～156.
[62] 张光明，董智涛，浮球暂堵酸化设计与应用，钻采工艺，1998，21(4)。
[63] 汪绪刚，陶德伦，冀东油田高温低渗井酸化增注技术研究应用，石油钻采
工艺，1999，21(6)。
[64] 张学锋，欧天雄，暂堵酸化工艺技术实验研究及应用，大庆石油地质与开发，2000，19(1)。
[65] 杨宝泉等，二次加密井解堵增注技术，大庆油田有限责任公司，1999．12。
[66] 杨宝泉等，提高杏树岗油田吸水厚度技术研究，大庆油田有限责任公司，2002．12。
[67] 杨宝泉等，粉末硝酸复合解堵技术推广应用，大庆油田有限责任公司，2002．12。
[68] 杨宝泉等，浅析大庆油田酸化解堵技术现状及发展方向，采油工程，2002．1。