高壓井保護油層修井作業方法
2023-12-07 06:37:41
高壓井保護油層修井作業方法
【專利摘要】本發明公開了一種高壓井保護油層修井作業方法，包括以下步驟：第一步，配製好油層保護液和準備好確定密度的滷水壓井液；第二步，從油井套管反循環注入油層保護液至井筒中油管底部；第三步，繼續注入油層保護液，使油層保護液向油層段擠入；當現場油層保護液注入完畢時，繼續使用滷水壓井液擠注，當井筒中油層保護液後端達到油層段頂部100m-200m時，開始緩慢打開油管出口，開始進行滷水壓井液循環壓井；第四步，修井作業：當滷水壓井液在井筒中循環1.3倍井筒容積後，觀察井口壓力，在井口無壓力、無溢流的情況下壓井結束，開始正常修井作業。針對油田高壓井，本發明方法實現低成本修井作業並保護油井產能。
【專利說明】高壓井保護油層修井作業方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油田修井作業過程中保護油層的方法，特別是一種高壓井「隔離法」保護油層修井作業方法。
【背景技術】
[0002]目前，在石油行業中修井作業是維持油井正常生產的必要手段。為保證修井作業過程中施工安全和保護油層，目前通常採取的方法是:全井筒使用具有保護油層作用的修井液來平衡地層壓力，並起到保護油層作用，避免油井減產。採用常規方法其優勢為:全井筒使用一種油層保護液，操作簡單，如圖1所示；不足之處是油層保護液的應用成本高。如密度範圍在1.2g/cm3-1.4g/cm3之間保護油層效果好的高密度甲酸鹽壓井液，其價格在2000元/m3-5000元/m3，成本昂貴而應用受限；而同等密度不保護油層的常規滷水壓井液成本只有200元/m3-1000元/m3之間，由於其成本低廉而現場應用較多，但是由於滷水壓井液成分主要為氯化鎂、氯化鈣等，該成分與油層流體極易不配伍而結垢，從而導致油井汙染而減產。
[0003]因而針對高壓井修井作業過程，應用低成本的保護油層工藝技術是現場急需解決的問題。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術存在的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供一種高壓井保護油層修井作業方法，降低高壓井修井作業保護油層的成本，配套低損害油層保護液體系，以較低的成本實現修井作業過程對儲層的保護。
[0005]為解決上述技術問題，本發明高壓井保護油層修井作業方法包括下述步驟:
[0006]第一步，準備工作:按照作業井油層厚度配製好油層保護液，油層保護液體積數量與油層厚度正相關，油層厚度20m-50m時對應油層保護液用量為10m3-20m3 ;另根據油層壓力係數值準備好確定密度的滷水壓井液，用量為井筒容積的1.3倍-1.5倍；滷水壓井液密度值為在油層壓力係數值上附加0.05g/cm3-0.10g/cm3 ；
[0007]第二步，注入油層保護液:作業時打開作業井油管出口，通過一臺水泥泵車從油井套管反循環注入油層保護液，當井筒油套環空中油層保護液前端到達井筒中油管底部位置時，關閉油管出口 ；
[0008]第三步，擠注油層保護液:繼續注入油層保護液，使油層保護液向油層段擠入；當現場油層保護液注入完畢時，繼續使用滷水壓井液擠注，當井筒中油層保護液後端達到油層段頂部100m-200m時，注意開始緩慢打開油管出口，開始進行滷水壓井液循環壓井；以避免滷水壓井液接觸油層而汙染油層；
[0009]弟四步，修井作業:當齒水壓井液在井筒中循環1.3倍井筒各積後，觀察井口壓力，在井口無壓力、無溢流的情況下壓井結束，開始正常修井作業。
[0010]上述油層保護液的組分及含量為:水92.5%-97.7%、氯化鉀2%_7%、陰離子表面活性劑0.3%-0.5%，所有百分數為重量百分數，其中氯化鉀的純度在95%以上，陰離子表面活性劑為烷基磺酸鹽類陰離子表面活性劑。
[0011]上述油層保護液密度在1.02g/cm3-l.05g/cm3之間。
[0012]上述滷水壓井液為以氯化鎂溶液為主的鹽田產鹽後副產物，其密度在1.20g/cm3-l.27g/cm3之間；或以氯化鈣溶液為主的工業鹼廠副產物，其密度在1.28g/cm3-l.40g/cm3之間。
[0013]與現在技術方案相比，本發明高壓井保護油層修井作業方法，通過改變作業方式，降低了高壓井修井作業保護油層的成本，主要表現在兩個方面:
[0014]一是油層保護液用量少且具有保護油層作用。如通常一口 3000米深的作業井需使用油層保護液用量為50m3-60m3，採用本發明方法後，修井作業使用油層保護液用量為10m3-20m3。僅為常規作業使用油層保護液用量的1/3-1/5。另外本發明方法避免了「滷水」壓井液與地層的接觸而造成油氣層汙染，同時油層保護液本身不含二價離子成分而與地層流體配伍，同時添加表面活性劑，具有防止水敏、水鎖損害的特點；採用本發明方法作業後油井產量恢復率在95%以上。
[0015]二是本發明方法採用的油層保護液和滷水壓井液成本低廉。以單口井需要60m3密度1.40g/cm3修井液為例，若使用該密度甲酸鹽壓井液其單價為5000元/m3，總計30萬元/井。本發明方法只需用低密度油層保護液15m3作為段塞(單價300元/m3)，加上滷水壓井液70方(單價900元/m3)就可完成作業，兩種液體總體費用為6.75萬元/井。與60m3密度1.40g/cm3的甲酸鹽壓井液費用下降75%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是常規壓井方法示意圖；
[0017]圖2是本發明高壓井保護油層修井作業方法原理示意圖；
[0018]圖3是本發明高壓井保護油層修井作業方法示意圖；
[0019]圖4是本發明實例I井作業後開井產能恢復曲線；
[0020]圖5是本發明實例2井作業後開井產能恢復曲線；
[0021]圖6是本發明實例3井作業後開井產能恢復曲線。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0023]本發明高壓井保護油層修井作業方法所採用油層保護液和滷水壓井液所需組分均為工業用品，可自市場購置。
[0024]通過改變目前修井作業採用全井筒使用單一流體的方式，本發明高壓井保護油層修井作業方法，在油層井段使用具有保護油層的修井液段塞，在油層井段以上部分使用常規壓井液的新方式，實現以應用較低成本的壓井液達到修井作業過程對保護油層的目的。
[0025]如圖1所示，常規壓井方法，是使用滷水等單一流體將整個作業井井筒充滿，以平衡地層壓力，存在汙染地層的風險。
[0026]而本發明高壓井保護油層修井作業方法，又稱「隔離法」保護油層修井作業方法，則是在儲層部位打入油層保護液「段塞」，起到處理和保護儲層、隔離滷水與地層接觸。既實現的保護儲層的目的，又降低現場應用成本。
[0027]其原理為:對於部分高壓井(地層壓力係數大於1.07)修井作業，所需壓井液密度一般在1.2g/cm3-l.4g/cm3之間，才能保持整個作業井井筒液柱壓力與地層壓力的平衡。若僅在井筒下部注入低密度油層保護液，而上部注入常規高密度壓井液，則由於密度差原因容易造成油層保護液與常規壓井液混合、井筒液柱壓力下降等問題，導致儲層汙染或壓井失敗。但如果將作業井井筒和儲層聯繫起來看成一個大的「U型管」，在「U型管」的底部(近井壁油層內)注入少量的低密度液體(為節約成本，密度一般小於1.05g/cm3)，在井筒中注入常規低成本高密度壓井液(如滷水)，這對井筒壓力系統的影響就減少。同時又巧妙的隔離開高密度壓井液和地層流體的直接接觸，最大程度減輕滷水等高密度壓井液與油層不配伍而造成的油層損害，變被動傷害為主動保護。具體原理如圖2所示。
[0028]本發明中使用的低密度流體，是在作業前根據儲層的敏感性，針對性的進行油層保護性能優化，使其成為具有防垢、防膨、減輕水鎖等功能的油層保護液。該工藝油層保護液密度低，在1.02g/cm3-l.05g/cm3之間；而且用量少,一般在10m3-20m3之間。
[0029]該工藝中在上部井筒使用密度為1.20g/cm3-l.40g/cm3的滷水壓井液，該滷水壓井液是鹽田產鹽副產物或鹼廠的副產物，相比同密度的甲酸鹽壓井液，成本大幅度降低。
[0030]本發明所用滷水壓井液，主要有兩種:一種是鹽田產鹽後的副產物，成分以氯化鎂溶液為主，密度在1.20g/cm3-l.27g/cm3之間。第二種為液鈣壓井液，是工業鹼廠的副產物，成分以氯化鈣溶液為主，密度在1.28g/cm3-1.40g/cm3之間。可以根據高壓井的壓力係數，按照井控要求選擇合適密度的滷水或液鈣壓井液。單井用量根據現場具體情況，一般為空井筒容積的1.3-1.5倍。使用前應過濾,儘可能保證滷水的潔淨。
[0031 ] 本發明所用油層保護修井液配方為:水92.5%-97.7%、氯化鉀2%_7%、陰離子表面活性劑0.3%-0.5%，所有百分數為重量百分數。其中氯化鉀為市售純度在95%以上的工業氯化鉀，陰離子表面活性劑為市售烷基磺酸鹽類陰離子表面活性劑。密度在1.02g/cm3-l.05g/cm3之間；用量按照油層厚度不同而異，一般為10m3-20m3 (對應的油層厚度為20m-50m)。主要性能如表1:
[0032]表1油層保護液性能要求表
[0033]
【權利要求】
1.一種高壓井保護油層修井作業方法，其特徵是該方法包括下述步驟: 第一步，準備工作:按照作業井油層厚度配製好油層保護液，油層保護液體積數量與油層厚度正相關，油層厚度20m-50m時對應油層保護液用量為10m3-20m3 ;另根據油層壓力係數值準備好確定密度的滷水壓井液，用量為井筒容積的1.3倍-1.5倍；滷水壓井液密度值為在油層壓力係數值上附加0.05g/cm3-0.10g/cm3 ； 第二步，注入油層保護液:作業時打開作業井油管出口，通過一臺水泥泵車從油井套管反循環注入油層保護液，當井筒油套環空中油層保護液前端到達井筒中油管底部位置時，關閉油管出口 ； 第三步，擠注油層保護液:繼續注入油層保護液，使油層保護液向油層段擠入；當現場油層保護液注入完畢時，繼續使用滷水壓井液擠注，當井筒中油層保護液後端達到油層段頂部100m-200m時，開始緩慢打開油管出口，開始進行滷水壓井液循環壓井； 弟四步，修井作業:當齒水壓井液在井筒中循環1.3倍井筒各積後，觀察井口壓力，在井口無壓力、無溢流的情況下壓井結束，開始正常修井作業。
2.根據權利要求1所述的高壓井保護油層修井作業方法，其特徵是:所述油層保護液的組分及含量為:水92.5%-97.7%、氯化鉀2%-7%、陰離子表面活性劑0.3%-0.5%，所有百分數為重量百分數，其中氯化鉀的純度在95%以上，陰離子表面活性劑為烷基磺酸鹽類陰離子表面活性劑。
3.根據權利要求2所述的高壓井保護油層修井作業方法，其特徵是:所述油層保護液密度在 1.02g/cm3-l.05g/cm3 之間。
4.根據權利要求1所述的高壓井保護油層修井作業方法，其特徵是:所述滷水壓井液為以氯化鎂溶液為主的鹽田產鹽後副產物，其密度在1.20g/cm3-l.27g/cm3之間；或以氯化鈣溶液為主的工業鹼廠副產物，其密度在1.28g/cm3-l.40g/cm3之間。
【文檔編號】E21B43/22GK104074496SQ201310103409
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月28日 優先權日:2013年3月28日
【發明者】樊松林, 郭元慶, 趙俊峰, 輝建超, 李路, 李勇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司