活性水壓裂技術(shù)在注水井上的應(yīng)用

1、    活性水壓裂技術(shù)在注水井上的應(yīng)用    白琰摘 要：吳起采油廠地處鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西部中段，目前已經(jīng)進(jìn)入二次采油階段，注水是我廠二次開發(fā)補(bǔ)充地層能量、保持油層壓力、維持油田長(zhǎng)期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要手段，做好注水工作，成為我廠發(fā)展的重中之重。伴隨注水時(shí)間的加長(zhǎng)，注水井在一定程度上出現(xiàn)了注水量下降，注水壓力升高的情況。怎么樣才能使注水質(zhì)量達(dá)標(biāo)，成為我們當(dāng)前注水工作中需要解決的一個(gè)主要問(wèn)題。一、目前注水所存在的困難及分析1.注水方向性突進(jìn)注水開發(fā)過(guò)程中，受注采井網(wǎng)及儲(chǔ)層裂縫發(fā)育情況影響，注入水沿裂縫方向上推進(jìn)快，導(dǎo)致該方向上的油井含水率上升快，甚至出現(xiàn)暴性

2、水淹；而裂縫側(cè)向油井見(jiàn)效慢，隨著地下原油不斷采出，側(cè)向油井地層能量不足，整個(gè)油田注水開發(fā)效果受到影響；同時(shí)，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性加劇了注入水的單層突破，使油層的體積波及系數(shù)降低。2.注水井水質(zhì)不合格目前我廠采取注入清水和污水回注來(lái)補(bǔ)充地層能量，由于注入水與地層流體、儲(chǔ)層巖石礦物不配伍，引起地層黏土礦物膨脹、分散、運(yùn)移，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率降低，溶于水中的礦物質(zhì)、機(jī)械雜質(zhì)、細(xì)菌等堵塞儲(chǔ)層。于是注水層吸水能力下降，注水過(guò)程中表現(xiàn)出注水指數(shù)降低，注水壓力逐漸升大，注水難度加大。3.注水工作制度不合理注水速度超過(guò)油氣層巖石微粒的臨界啟動(dòng)速度，會(huì)使巖石微粒脫落、運(yùn)移、沉積，引起儲(chǔ)層堵塞，降低儲(chǔ)層滲透率。注水速度越大

3、，堵塞越嚴(yán)重，改變注水方向和流速，堵塞也不容易消除。目前常規(guī)的增注方式是提高系統(tǒng)注水壓力、酸化解堵、水力壓裂解堵，但這些方法存在弊端，如水力壓裂施工費(fèi)用高，酸液殘留造成二次傷害等。針對(duì)上述問(wèn)題，本廠開展了活性水壓裂工藝實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn)，探索出適合吳起油田的新型壓裂液配方體系，該體系具有配方簡(jiǎn)單、添加劑種類少、成本低等特點(diǎn)，不僅可以減少常規(guī)壓裂施工費(fèi)用而且可以減少凍膠壓裂液殘?jiān)鼘?duì)儲(chǔ)層的傷害，提高壓裂改造增產(chǎn)效果，為油田下一步注水開發(fā)提供了有力的技術(shù)支撐。二、活性水壓裂技術(shù)的研究所謂的活性水壓裂，是指在壓裂過(guò)程中，用清水代替交聯(lián)凍膠，加入活性劑、殺菌劑、破乳劑、增粘劑，大排量、小砂比的代

4、入支撐劑，提高注水井井筒附近地層導(dǎo)流能力，實(shí)現(xiàn)注水井增注目的?；钚运畨毫训暮诵脑硎窃炜p和提高裂縫的有效性?；钚运畨毫旬a(chǎn)生裂縫的機(jī)理主要有以下幾種：1.地層中巖石存在天然裂縫，裂縫表面上是粗糙的，壓裂結(jié)束后，閉合不徹底，仍存在一定的縫隙，這樣就形成了一定的導(dǎo)流能力。2.少量的加入支撐劑后，在裂縫中起到支撐作用。3.壓裂過(guò)程中，由于巖石掉下來(lái)的碎屑，在裂縫中形成了自撐式的支撐劑。4.壓裂過(guò)程中，巖石受到剪切作用力，橫向上發(fā)生相對(duì)滑移，壓裂結(jié)束后不能恢復(fù)，形成一定的裂縫。5.常規(guī)凍膠壓裂，由于排液不完善，裂縫的導(dǎo)流能力受殘?jiān)膫τ兴档?，活性水壓裂基本上不存在殘?jiān)鼏?wèn)題，降低對(duì)裂縫的傷害。三、活性

5、水壓裂技術(shù)在注水井上的應(yīng)用1.活性水壓裂技術(shù)中設(shè)計(jì)解決的問(wèn)題活性水壓裂工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要解決的問(wèn)題包括壓裂液體系的構(gòu)成、施工工藝的優(yōu)化兩個(gè)問(wèn)題。1.1壓裂液體系構(gòu)成壓裂液的主要功能是傳遞能量和攜砂，通過(guò)壓裂泵對(duì)壓裂液的高壓注入和能量傳遞使油層辟開形成裂縫，并將支撐劑帶入裂縫內(nèi)，形成具有一定長(zhǎng)度和導(dǎo)流能力的人工填砂裂縫。因此，壓裂液的性能是壓裂施工順利實(shí)施的關(guān)鍵。我廠活性水壓裂液體系主要是在清水壓裂壓裂液體系的基礎(chǔ)上，做出一定的改進(jìn)，目前所使用的壓裂液體系配方為：清水+kcl1%+活性劑0.2%+殺菌性0.1%+破乳劑 0.1%，由于長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6儲(chǔ)層水敏性弱，流速敏感性不強(qiáng)，所以在添加劑的選

6、擇上，0.1%濃度的kcl，就可以有效壓縮使粘土膨脹的雙電層，防止粘土膨脹、運(yùn)移，一定程度上增加壓裂液的粘度。水溶液的表面張力在32.6mn/m，油水界面張力在0.13 mn/m左右時(shí)，0.2%的表面活性劑不僅能較好的降低表面張力，而且在壓裂進(jìn)入地層后達(dá)到活性水驅(qū)油的效果。殺菌劑主要是殺死清水中含有的細(xì)菌，。破乳劑脫水率達(dá)到90%，能加快油水的分離速度和分離程度，防止乳化堵塞造成的傷害。1.2施工工藝由于活性水壓裂針對(duì)的一般都是注水時(shí)間長(zhǎng)，注水困難的注水井，注水井本身存在一定的結(jié)垢及堵塞，因此，我們?cè)谑┕さ墓に嚿线M(jìn)行了一部分改進(jìn)。首先，在壓裂施工前，對(duì)井筒進(jìn)行酸洗，酸液局限于井筒和孔眼附近，一

7、般不進(jìn)入地層或很少進(jìn)入，地面不用加壓或加壓很小，用于清除井筒中的酸溶性結(jié)垢物，疏通射孔孔眼。其次，嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)壓裂液配置過(guò)程，確保壓裂液配置罐的清潔程度，保證壓裂清水來(lái)自地表水，配液前對(duì)配液罐進(jìn)行計(jì)量，確保按比例加入各種添加劑。最后，壓裂過(guò)程中，加大前置液用量，盡可能加大裂縫形成的長(zhǎng)度和高度，在形成有效的裂縫后開始加砂，加砂過(guò)程中，嚴(yán)格控制好砂比，避免砂堵。2.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例2.1基本井況柳6-129是勝利山一口注水井，施工層位為長(zhǎng)6，注水孔段為：1951.5-1957.5/6米，孔隙度10.87%，滲透率10.31md。該區(qū)塊屬于低空隙度、低滲透率、低含油飽和度、低壓的巖性油藏。采用反九點(diǎn)注采

8、井網(wǎng)進(jìn)行開采，目前屬于溫和注水階段。2.2活性水壓裂現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施分析施工過(guò)程中，加入鹽酸2方，進(jìn)行酸洗，然后交替加入14.4方kcl10%濃度的前置液和45方kcl1%攜砂液，加砂濃度為7.5%，最高15%，施工排量為1.6方/分鐘，共加砂5方，具體施工參數(shù)如下：活性水壓裂施現(xiàn)場(chǎng)施工記錄（圖4-1）常規(guī)水力壓裂現(xiàn)場(chǎng)施工記錄（圖4-2）由施工曲線可以看出， 在同一注水層位的兩種壓裂施工過(guò)程中，加砂施工壓力相差10mpa左右，活性水壓裂施工中砂堵一次，反洗井后繼續(xù)加砂，停泵壓力相當(dāng)。2.3增注效果本井施工前正常日注水量9.7/方，后注不進(jìn)水，注水壓力14mpa，活性水壓裂后日注水15方/天，注水壓力10mpa。活性水壓裂有效的恢復(fù)并增加注水量，降低注水壓力。參考文獻(xiàn)1張煒. 油田注水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化研究d. 中國(guó)石油大