油田生bz3432d井酸化设计多氢酸酸化.docx
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油田生bz3432d井酸化设计多氢酸酸化
BZ34-3油田BZ34-3-2D井
酸化工程设计
一基本情况2
1.1地理位置2
1.2环境数据2
1.3钻井数据2
1.4构造特征2
1.5储层特征2
1.6油藏温度与压力3
1.7流体特征3
二.生产历史以及酸化原因0
2.1BZ34-5-2D井的生产历史0
2.2可能存在的污染0
三.酸化液体设计0
3.1推荐的工作液体系0
3.2酸液规模设计2
3.3现场配液方法以及要求3
3.4酸化施工管柱4
3.5酸化施工泵注程序4
四、施工程序5
4.1.酸化前准备工作5
4.2酸化施工5
4.3残酸返排5
4.4、资料录取6
5.分工与协作6
6.安全及环保6
7.风险分析8
8.应急措施8
9.BZ34-3-2D井酸化施工设备摆放流程图9
10.酸化现场施工组织结构图10
11.酸化用材料清单11
一基本情况
BZ34-3油田东北距BZ34-2油田2EP平台约4.5km,位于东经119°28′~119°33′,北纬38°05′~38°08′的海域,油田范围内水深20.22m,常年最高气温34.6℃,最低-17.2℃,结冰期最长23天,初冰日平均在1月15日,终冰日平均在2月15日。
该油田共钻探井2口,即BZ34-3-1井、BZ34-3-2D井(定向井),分别完钻于1983年和1988年,完钻层位分别为沙三段和东三段。
2口井均进行了4层DST测试,BZ34-3-1井东营组2层、馆陶组2层;BZ34-3-2D井东营组3层、明化镇组1层,其中BZ34-3-2D井保留井口。
1.1地理位置
BZ34-3油田东北距BZ34-2油田2EP平台约4.5km,位于东经119°28′~119°33′,北纬38°05′~38°08′的海域。
1.2环境数据
油田范围内水深20.22m。
1.3钻井数据
BZ34-3油田2D常规定向井(P1)
钻头尺寸(in)×钻深(m)
套管尺寸(in)×下深(m)
套管钢级、重量及扣型
17-1/2"×1630
13-3/8"×1623
J55、61#、ER
12-1/4"×2760
9-5/8"×2755.76
N80、47#、BUTT
8-1/2"×3455
7"尾管×3704
N80、23#、BUTT
1.4构造特征
渤中34油田群在下第三系沉积时,该地区是黄河口凹陷内分割东西部沉积中心的水下低隆起带,位于南缓北陡的狭长“箕形”生油凹陷中,具有良好的油气富集成藏的石油地质条件。
渤中34-3油田的断裂系统主要分两个方向:
北西~南东向和北东~南西向,多为早期形成晚期继承性发育断层,对油气的运移和聚集起到一定的控制作用。
1.5储层特征
钻井在渤中34-3油田揭示的地层,自上而下为第四系平原组,上第三系明化镇组和馆陶组,下第三系东营组和沙河街组地层。
含油层段分布在明下段、馆陶组和东一段、东二段和东三段,其中东营组为主力含油层段。
渤中34-3油田储层特征如下:
东二下段储层:
岩心分析孔隙度14%-23.6%,平均孔隙度为18%;测井解释孔隙度18.1%~20.7%,平均孔隙度为19.1%。
岩心分析平均渗透率为227mD。
东三段储层:
岩心分析孔隙度14%-17.8%,平均孔隙度为15%;测井解释孔隙度9.4%~14%,平均孔隙度为13.6%。
岩心分析平均渗透率为38mD。
1.6油藏温度与压力
渤中34-3油田地温梯度2.95℃/100m;压力梯度1.02MPa/100m,属正常温度、压力系统。
☆地层温度与深度的关系:
T=0.0295×H+30.61
(式中:
T代表油层温度,℃;H代表油层海拔深度,m)
☆地层压力与深度的关系:
P=0.0102×H+1.60
(式中:
P代表油层压力,MPa;H代表油层海拔深度,m)
1.7流体特征
渤中34-3油田地下原油性质:
渤中34-3油田东营组油藏温度111.1~132.2℃,原油饱和压力3.55~11.65MPa,溶解气油比102.6~204.3m3/m3,原油体积系数1.628~2.671,地层原油粘度0.582~0.758mPa.S,地层原油密度0.628~0.699g/cm3。
渤中34-3油田地面原油性质:
东营组:
E3d1没有地面流体分析样。
E3d2地面脱气原油密度0.844~0.848g/cm3,平均为0.846g/cm3。
脱气原油粘度4.6mpa.s。
胶质含量8.18~9.46%,沥青质含量1.89~2.09%,含硫量0.09%,含蜡量9.16~14.39%,凝固点20~24℃。
E3d3地面脱气原油密度0.835~0.839g/cm3,平均为0.837g/cm3。
脱气原油粘度3.9~4.2mPa.s。
胶质含量8.77~11.06%,沥青质含量1.29%,含硫量0.08~0.09%,含蜡量10.63~13.86%,凝固点24~27℃。
BZ34-3油田流体性质
天然气性质:
渤中34-3油田的天然气主要是溶解气,气组分分析结果表明各地层的气体组分略有不同,气样均不含H2S气体。
东营组:
甲烷含量71.38%~82.72%,气体平均相对密度0.681~0.757。
地层水性质:
东营组-J砂层2个样,样品的总矿化度较高。
渤中34-3油田地层水性质分析数据表
井名
层位
井段
阳离子
阴离子
总
矿
化
度
PH
水型
钠+钾
离
子
钙
离
子
镁
离
子
氯
离
子
硫
酸
根
碳
酸
根
碳
酸
氢
根
m
mg/l
BZ34-3
E3d2
2921.0
3.4×104
90
1
4.2×104
599
5850
6407
9.0×104
重碳酸钠
3074.26
1×104
149
55
1.2×104
0
1200
5492
2.9×104
8.6
重碳酸钠
渤中34-3-2D试油成果表
井号
测试
层号
层位
测试日期
射孔井段m
射开厚度m
油层厚度m
油嘴
mm
井口压力MPa
井口温度
℃
测试日产量m3/d
油气比m3/m3
压力MPa
试油
结论
油
气
水
静压
流压
BZ34-3-2D
DST.4
NmL
1988.5.8~12
1693.0~1697.0
4.0
4.0
3.95
2.33
14.5
24.8
1388
55
16.56
15.44
油层
DST.3
E3d1
1988.5.4~8
2644.0~2655.0
3.4
2.1
7.91
4.92
20
132.9
9968
75
25.82
23.66
油层
DST.2
E3d2
1988.4.30~5.4
2970.7~2975.4
4.7
3.4
9.92
6.79
20
231.8
27694
119
29.26
25.67
油层
DST.1
E3d3
1988.4.25~30
3116.0~3121.9
5.9
3.4
9.92
3.16
22.2
240
38511
160
30.61
26.65
油层
渤中34-3含油构造测井解释成果表
井
名
层
位
斜顶深
m
斜底深
m
斜厚
m
垂顶深
m
垂底深
m
垂厚
m
地层
孔隙度
%
渗透率
mD
含油
泥质
解释
结论
电阻率
饱和度
含量
Ω.m
%
%
BZ34-3-2D
E3d2u
2786.1
2787.2
1.1
2644.5
2645.4
0.9
9.5
27.3
4950.6
63.8
6.4
油层
BZ34-3-2D
E3d2u
2796.9
2798.3
1.4
2653.6
2654.8
1.2
7.7
24.0
1400.8
51.5
16.6
油层
BZ34-3-2D
E3d2u
2911.7
2915.6
3.9
2751.1
2754.4
3.3
6.2
19.1
75.2
17.8
17.8
油水同层
BZ34-3-2D
E3d2u
2919.6
2925.5
5.9
2757.7
2762.6
4.9
4.9
18.8
77.3
7.8
17.5
油水同层
BZ34-3-2D
E3d2L
3179.1
3180.1
1.0
2960.1
2960.8
0.7
15.8
18.6
57.8
54.8
1.7
油层
BZ34-3-2D
E3d2L
3193.1
3197.5
4.4
2970.8
2974.2
3.4
16.3
18.1
143.8
60.2
8.3
油层
BZ34-3-2D
E3d3
3375.0
3379.0
4.0
3118.5
3121.9
3.4
-
-
-
-
-
油层
解释人:
杨洪伟
负责人:
吕洪志
解释日期:
2005.08.29
二.生产历史以及酸化原因
2.1BZ34-5-2D井的生产历史
该井于1988年完钻,是一口定向井,完钻后,打完桥塞后,一直未进行生产。
2.2可能存在的污染
由该井的的基本资料综合分析,该井可能存在的污染有沥青质/胶质等带后的有机堵塞,也有可能是微粒运移带来的孔喉堵塞。
这些污染可能来源钻井液/完井液/射孔液等的液相,也可能来自这些工作液的固体颗粒等。
原油中胶质/沥青质等重有机组分,在流动过程中,如果外界环境的温度/压力等发生改变,很容易析出来,粘咐在岩石壁面或者流动通道处,增大原油的流动阻力。
E3d2原油胶质含量8.18~9.46%,沥青质含量1.89~2.09%,含蜡量9.16~14.39%,凝固点20~24℃。
E3d3原油胶质含量8.77~11.06%,沥青质含量1.29%,含蜡量10.63~13.86%,凝固点24~27℃。
通常,沥青/胶质能在原油中充分分散,但是,一旦有微小的有机晶核形成,如果没有其他的外力阻止这种趋势的发展,这些小颗粒很快就凝结成大的颗粒沉淀下来。
地层岩样中总含有一定粉砂、细砂等微小颗粒,这里颗粒在地层中是不稳定的,只要外力超过了颗粒的启动压力(油井的生产压差比较大2.0-4.0MPa),这些微粒就会随着原油而流动,有可能在流动通道的某个地方堆积起来,造成原油流动通道的阻塞,增大流动阻力。
三.酸化液体设计
3.1推荐的工作液体系
对BZ34-3-2D井进行解堵作业,需要解决以下几个问题
1)对有机堵堵塞物的清除
2)对由于微粒运移带来的,堵塞孔隙吼道的粉砂/细砂颗粒等物质的清除。
3)高温带来的缓蚀问题,
4)高温带来的缓速问题。
针对地层有机堵塞的问题,使用有机溶剂对有机堵塞物质进行有效溶解,COSL在有机溶剂的开发和应用方面很有经验,有自己的化学品。
使用酸液体系,能对堵塞喉道的微粒进行溶蚀,可以通过实验的方法选择优良的酸液体系。
多氢酸体系能在地层温度条件下缓慢释放5个H+离子,不仅能使得酸液体系保持长时间的活性,使得新鲜的酸液体系进入油层深处,解除深部污染;而且,多氢酸体系还有优良的螯合能力,能对多种离子有效络合,不形成第二次沉淀,不会重新伤害储层。
由于井底温度较高,接近132℃,COSL选择的室内实验温度条件为140℃。
试验日期
2007年1月25日
试片材料
N80
试验温度℃
140
试验开始时间
10:
30
酸液配方
主体酸(详细配方见下)
试验结束时间
14:
30
试验时间h
4
酸液用量mL
220
缓蚀剂及质量分数
%
缓蚀剂
2%
缓蚀剂
2%
缓蚀剂
2%
试片长、宽、高、孔直径
mm
挂片编号287
L1=39.66a1=12.00
b1=2.10r=4.98
挂片编号288
L2=39.64a2=12.00
b2=2.00r=5.00
挂片编号263
L2=39.66a2=12.08
b2=2.00r=4.82
试验前质量g
m1=7.316
m2=7.406
m1=7.378
试验后质量g
m1′=5.753
m2′=7.312
m2′=7.247
腐蚀量g
Δm1=0.063
Δm2=0.094
Δm2=0.131
腐蚀速率g/(m2·h)
v1=26.07
v2=20.43
v2=28.26
试片表面变化情况描述
均匀腐蚀,没有坑蚀现象
备注
国家标准<50g/(m2·h)
预处理液:
柴油+5%PA-RH(互溶剂)
前置酸:
10%HCl+2%PA-CO21(缓蚀剂)+1.5%PA-TL(铁稳定剂)+1%PA-NT(防膨剂)+1.5%PA-PR(破乳剂)+1%PA-ZP(助排剂)+2%PA-RH(互溶剂)
主体酸:
8%HCl+2%PA-MF+6%PA-MH5+2%PA-CO21(缓蚀剂)+1.0%PA-TL(铁稳定剂)+2%PA-NT(防膨剂)+1%PA-PR(破乳剂)+1%PA-ZP(助排剂)+2%PA-RH(互溶剂)
后置酸:
5%HCl+2.0%PA-CO21(缓蚀剂)+1.0%PA-TL(铁稳定剂)+2%PA-NT(防膨剂)+1%PA-PR(破乳剂)+1%PA-ZP(助排剂)+2%PA-RH(互溶剂)
顶替液:
2%PA-RH(互溶剂)+1%PA-ZP(助排剂)+淡水
3.2酸液规模设计
酸化目的层段基本参数
1)射孔井段:
垂深井段:
2644.0~2655.0m垂厚/层数:
3.4m/1层
垂深井段:
2970.7~2975.4m垂厚/层数:
4.7m/1层
垂深井段:
3116.0~3121.9m垂厚/层数:
5.9m/1层
2)酸化井段:
见射孔井段数据。
3)酸化层厚度:
斜厚14.0m,垂厚9.9m;
4)油层静压:
约30.61MPa
5)油层温度:
E3d1-E3d3油组油藏温度111.1-132.2℃;
6)油层孔隙度:
18.6—27.3%;
7)油层渗透率:
E3d2(岩心分析平均渗透率)227×10-3μm2;
E3d3岩心分析平均渗透率)38×10-3μm2。
8)含油饱和度:
41.3-67%
9)泥质含量:
6.4-16.6
项目
序号
体系名称
酸液强度
(m3/m)
液体量
(m3)
液体总量
(BBL)
累计液量
(m3)
备注
1
预处理液
20
126
20
2
前置酸
1.5
15
94
35
3
主体酸
2.0
20
126
55
4
后置酸
1.5
15
94
60
5
顶替液
10
63
70
根据管柱计算
酸化半径:
1.35-1.40m
3.3现场配液方法以及要求
现场配制液体时,严格按照下表进行配制,需要配备必要的劳保用品。
预处理液20m3
序号
名称
代号
实际用量
1
柴油
-
19m3
2
互溶剂
PA-HR
1000KG
前置液15m3
序号
名称
代号
实际用量
1
工业盐酸
HCL
4.40m3
2
缓蚀剂
PA-CO21
300KG
3
粘土稳定剂
PA-NT
150KG
4
破乳剂
PA-PR
230KG
5
助排剂
PA-ZP
150KG
6
铁离子稳定剂
PA-TL
230KG
7
互溶剂
PA-HR
300KG
8
淡水
H2O
9.50m3
主体酸20m3
序号
名称
代号
实际用量
1
工业盐酸
HCL
4.70m3
2
多氢酸MF
PA-MF
400KG
3
多氢酸MH
PA-MH5
1200KG
4
缓蚀剂
PA-CO21
400KG
5
粘土稳定剂
PA-NT
400KG
6
破乳剂
PA-PR
200KG
7
助排剂
PF-ZP
200KG
8
铁离子稳定剂
PA-TL
200KG
9
互溶剂
PA-HR
400KG
10
淡水
H2O
12.0m3
备注:
在搅拌罐中加入约1.5m3淡水,加入50Kg缓蚀剂并搅拌均匀后,缓慢倒入(边搅拌边倒入)PA-MF,待其全部溶解后,将其泵入酸罐(配液罐);直到配完所有PA-MF。
后置液15m3
序号
名称
代号
单位
1
工业盐酸
HCL
2.2m3
2
缓蚀剂
PA-CO21
300KG
3
粘土稳定剂
PA-NT
300KG
4
破乳剂
PA-PR
150KG
5
助排剂
PA-ZP
150KG
6
铁离子稳定剂
PA-TL
150KG
7
互溶剂
PA-HR
300KG
8
淡水
H2O
12.0m3
顶替液10m3
序号
名称
代号
单位
1
互溶剂
PA-HR
200KG
2
助排剂
PA-ZP
100KG
8
淡水
H2O
9.70m3
3.4酸化施工管柱
详细参见钻井部关于本井酸化的施工设计
3.5酸化施工泵注程序
序号
泵注程序
液量
施工压力
排量/
备注
m3
bbl
MPa
psi
m3/min
bpm
1
打开酸化施工管柱中
2
低压替预处理液(柴油+PA-RH)10m3。
关套管闸门
3
低压替预处理液
10
63
<3045
0.5-1.0
2-4
5
高压挤前置酸
15
94
<21
<3045
0.5-1.0
2-4
可根据地层吸酸情况调整施工参数
6
高压挤主体酸
20
126
<21
<3045
0.5-1.0
2-4
7
高压挤后置酸
15
94
<21
<3045
0.5-1.0
2-4
8
高压挤顶替液
10
63
<21
<3045
0.5-1.0
2-4
9
停泵记录压降曲线10min,关井反应0.5-1.0小时。
然后启泵排液。
备注:
泵注压力的计算
取邻井当量破裂压力梯度1.62作参考,
Po=3121.9*1.62/100=50.57MPa
Ph=31.2MPa,Pm=6.5MPa
Ps=(50.57-31.2+6.5)*0.8=22.1MPa
四、施工程序
4.1.酸化前准备工作
1)下入酸化管柱(详细参见钻井部酸化管柱设计);
2)用地下水或过滤海水正循环洗井,保证油套环空完全充满液体,返出液无油无气为止;
3)紧固采油树螺栓;
4)接好酸化施工管线(由油田生产事业部完井增产中心负责准备31/2″EUE扣型与1502硬管线之间的连接短节及其以上配酸、酸泵等泵注设备)后,使用清水试压,要求从酸化泵出口到采油树(包括酸化泵、高压硬管线、井口采油树等)试压30MPa/4290psi×5min时不刺不漏为合格;
5)导通本井正循环流程;
6)准备5吨碳酸钠用于中和返排出的残酸;
7)备罐,清罐(各罐阀门灵活好用,罐内干净)。
①25m3酸罐1个;20m33个;
②12m3搅拌灌1个,先用来配制多氢酸,然后清洗干净,准备在施工时用其配制纯碱液;
③按照满足酸化施工排量、压力要求准备酸化泵注设备一套并配套数据采集系统;
4.2酸化施工
根据酸化施工泵注程序进行。
4.3残酸返排
酸化后启泵生产排酸,酸化施工关井反应完启泵生产排酸。
残酸排入完井增产中心准备的酸罐(35m3×3)中(通过注碱液流程注入5-10%碳酸钠水溶液),同时检测残酸的pH值(要求残酸中和后pH值达到7)、残酸中的絮状物情况,要求记录返排的总量、油压、日产液量、日产油量、含水等的变化情况。
必要时可取返排液1000ml,保存好带回。
排酸期间防污染注意事项
1)所有作业设备必须保持良好的工作状态,无跑、冒、滴、漏现象。
2)不论是设备的漏油,还是井口带出的油,都必须用吸油材料擦掉后回收处理,禁止用消油剂处理后用水冲入海中。
3)在任何情况下油污、发泡剂洒落在甲板或设备上,必须清除干净。
4)不准用柴油、汽油和轻质油冲、拖甲板或用水冲洗有油质的甲板。
5)任何作业垃圾、固体废弃物要分别装箱运回陆地处理,不准抛入和倒入海中。
6)凡发生油类跑、漏、渗入海中造成海洋污染的,应立即采取相应的措施进行处理。
4.4、资料录取
1.施工过程中需录取挤注清洗液和酸液的准确用量、关井反应时间以及挤注过程中的参数,包括:
(1)泵压、排量;
(2)起止时间;(3)异常情况等。
2.酸化施工前后该井的液面、产液(油)量、油压、含水等(酸化后连续计量一周)。
5.分工与协作
1.天津分公司钻井部
负责酸化施工的组织、协调、监督等工作。
2.中海油服油田生产事业部技术部
全面负责酸化技术工作,包括酸化设计、酸化施工方案、现场酸化施工技术指导。
3.中海油服油田生产事业部修井项目组
负责泥浆池的清洗、清洗液的配制与挤注、紧固采油树螺栓、挤酸过程中观察井口密封情况及测电泵绝缘情况等工作。
4.中海油服油田生产事业部完井增产中心
负责酸液材料组织、装卸、存放、调运;负责酸化流程的连接、酸液和中和剂(碳酸钠溶液)的配制、返排液PH值的检测、施工后井场的整理与资料录取等工作。
5.作业平台
负责、货物、人员的吊运,井口闸门的导通与关闭、淡水与柴油的提供、酸化后动液面的测量、酸化施工的安全等工作。
6.安全及环保
1、所有参加施工的人员必须服从管理,严格遵守各项操作规程和安全措施,杜绝人身、设备、井下、污染等事故发生,确保安全。
2、所有参加施工人员必须遵守平台的各种规章制度。
3、施工前由天津分公司钻井部和中海油服油田生产事业部技术部负责向参加施工的人员进行方案交底,施工中各关键部位要由专人负责。
4、无关人员远离酸化作业区,所有人员不得踩踏高压管线。
5、施工中,完井增产中心和作业平台要派专人观察井口,如有异常情况,及时汇报并采取相应措施。
6、各施工单位严格按设计要求施工,如出现意外,应立即组织应急处理同时向主管单位汇报。
7、运输和施工过程中严禁明火、严禁泄漏。
8、施工使用的液体为酸性,因此,施工前在甲板上应准备清水水源以被应急使用,现场施工人员要穿戴好防护用品(防护面具、防护眼镜、防护手套、防护皮裙等)。
9、施工中若误将酸液溅入皮肤等处时,应立即用大量清水冲洗;若误将酸液溅入口、眼等处时,应立即组织抢救。
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