1、中石化勝利油田有限公司海洋石油開發公司二OO四年八月勝利油田海上油水井作業油層保護工藝勝利海上油田基本情況介紹埕島油田 勝利海上油田埕島油田隸屬于勝利油田海洋石油開發公司，位于渤海灣南部極淺海海域，水深2-18m，水深2-18m；區域構造位于渤海灣盆地埕寧隆起、渤中坳陷、濟陽坳陷交匯處。主力含油層系地飽壓差小，主體部位僅3.4MPa河流相沉積的高滲透高飽和稠油疏松砂巖層狀巖性構造油藏非均質突出，平均孔隙度33.9，平均空氣滲透率225710-3m2平均地面原油密度0.9409g/cm3，粘度267mPas，地下原油密度0.893g/cm3，粘度54mPas 埕島油田歷經十年的開發，由于注水滯后

2、，老區普遍存在地層虧空的情況，地層壓降逐漸增大，現在隨著注水井網的完善，地層壓力有所回升，但2004年上半年地層壓降仍達到了3.49MPa（比2003年地層壓力下降了0.13MPa），部分區塊地層壓降高達6Mpa，地層壓力系數不到0.6。根據主力油層館陶組年壓差與注采比關系曲線，預測年底地層壓力保持水平仍較低，地層壓降3.34MPa。圖1 埕島主體館陶地層壓降，注采比與時間關系曲線地層壓降情況介紹 受海上安全、環保限制，作業施工不能采取不洗壓井作業工藝，這些老區作業由于地層壓降大，入井液漏失嚴重而污染油層，影響作業效果甚至不出油，并且造成部分井出砂加劇，因此在作業過程中保護好油層成為作業成功的

3、關鍵因素之一。埕島油田油層保護的重要性埕島油田油層保護的主要做法機械式防漏失技術油田化學保護體系低密度充氮泡沫壓井液技術井下雙向流動閥永久封和球閥開關系統館陶組油層東營組油層古潛山油層三位一體：目前我公司油層保護配套工藝和技術1.1 井下雙向流動閥1.2 永久式封隔器和球閥開關系統 1 機械式防漏失技術的推廣和應用2 應用油田化學方法減輕油層污染的技術3 低密度泡沫壓井液系統在埕島油田的開發應用4 油層保護的管理工作1.1 RF井下雙向流動閥 圖2 井下雙向流動閥結構圖密封插頭:插入到丟手封內腔起密封作用中部:內通道是一個單流閥，生產中液流可頂開鋼球向上流動。外通道是滑套開關，從井筒加液壓6-

4、8Mpa即可打開向下通道，擠注的施工液即可從該通道進入油層。打撈頭，配套有打撈筒 RF井下流體雙向流動閥是一種實用的新型專利產品。是用來在油井作業洗壓井時阻擋入井液向地層漏失，而需要對油層進行處理時，可以將處理液擠入地層的一種井下工具。 1 機械式防漏失技術的推廣和應用1.1.1 結 構1.1.2 井下流體雙向流動閥的技術參數 1.1.3 井下流體雙向流動閥的使用方法 該工具主要配套5-1/2in、7in井眼2種規格，外焊有與井眼內徑匹配的扶正塊，保證工具在斜井中準確插入到防砂丟手封內腔。 該工具與油層上部防砂管柱丟手封隔器配套使用，從井口直接將工具投入井中，待數分鐘后，該工具的密封插頭插入到

5、油井丟手封隔器中心管密封腔內，井筒憋壓，試驗該工具的開啟壓力。然后下入完井管柱，當油層需要處理（酸化、解堵等），地面泵車向井筒打壓6-8Mpa開啟雙向流動閥的擠注通道，實現對地層的處理施工。停泵卸壓后，雙向流動閥的通道關閉。1 機械式防漏失技術的推廣和應用1.1.4 井下雙向流動閥在埕島油田的應用情況及效果 1. 在作業中只要有防砂魚頂的基本上都下入井下雙向閥;有效地減少了入井液漏失，油層保護效果顯著，凡井內具有雙向流動閥的，進行洗井等施工入井液基本不漏失，老井作業取得了較好效果。現場井下雙向流動閥有兩種使用方式： a. 防砂施工后投入雙向流動閥，然后下完井管柱，下完井管柱過程中入井液不漏失，

6、油層不受侵害； b. 老井作業探原井防砂管柱無砂后投入雙向流動閥，再進行通井、刮管、下完井管柱施工，入井液不漏失，因此入井液中無需添加用于保護油層的化學藥劑（如粘土穩定劑），節約作業成本。1 機械式防漏失技術的推廣和應用 井下流體雙向流動閥對于有防砂管柱、地層壓降大的油井作業能起到減少入井液漏失的重要作用，是一種施工簡單、經濟可靠的油層保護工藝技術，值得推廣。1.2 永久式封隔器和CIV-S球閥開關系統1 機械式防漏失技術的推廣和應用圖3 永久封隔器和球閥開關系統 我們在古潛山油井投產中推廣應用了井下插管永久封隔器技術，下入永久式封隔器封閉井底高壓油氣：在下完井管柱前在井底座封永久式封隔器（見

7、圖3），型號為威德福7或9-5/8，球閥開關總成則是防腐蝕材質的。 該工具將油層的高壓油氣完全封閉起來，耐壓差可達70Mpa，井下開關位置以上的井筒，可以安全地進行施工：如倒封井器、裝油管大四通（采油樹）時，井口無防護措施可敞開施工。下完井管柱后，完井管柱最頂端的插管精確地插入永久式封隔器內腔，開啟球閥，這時油層的高壓油氣才與完井管柱連通。 進行作業施工時，上提完井管柱，插管從永久式封隔器中拔出，球閥關閉，油層油氣又被封閉起來，可以安全作業，不會發生井涌井漏的問題，有效地避免了油層污染，提高油層保護效果。2.1 館陶組油層保護技術 2.3 古潛山油層保護技術2.2 東營組油層保護技術1 機械式

8、防漏失技術的推廣和應用2 應用油田化學方法減輕油層污染的技術3 低密度泡沫壓井液系統在埕島油田的開發應用4 油層保護的管理工作2.1 館陶組油層保護 埕島油田主力油層館陶組為粘土膠結的疏松砂巖油藏，粘土礦物含量為7.515，粘土礦物中蒙脫石平均含量45.4，伊利石平均含量11.2。研究表明，易造成館陶組油層污染的主要因素是水敏，其次是速敏和酸敏，而蒙脫石、伊利石這兩種礦物遇水易膨脹、分散和運移，導致砂巖中孔隙喉道的堵塞。因此，圍繞防止入井液侵入油層造成傷害這一關鍵問題，通過立項進行了室內及現場試驗研究，最后確定了該區塊入井液體系。2 應用油田化學方法減輕油層污染的技術 埕島油田開發中采用海水作

9、基液配制入井液是最經濟、方便的，海水取之不竭，不需要車輛、船舶運輸，使入井液成本大大降低，但由于埕島海域為泥質海底，存在海水中固體懸浮物含量太高的問題，在冬季更為嚴重，因此必須過濾。 過濾海水來源有兩種：1.直接采用平臺注入水，這是通過中心平臺海水過濾系統過濾的清潔海水，一般提供為水井的注入水。2.采用小型海水過濾器進行現場過濾，海水通過多層濾芯2級精細過濾后達到標準，濾芯一般一口井一換。 海水過濾后達到的標準為：過濾精度5m，機雜含量5mg/L。2.1.1 選用過濾海水作為基液 我們在借鑒陸地同類油田低傷害入井液技術的基礎上，以過濾海水作為基液，加入化學添加劑，在埕島油田作業中進行推廣應用。

10、海水基入井液是指：以清潔海水為基液，加入粘土穩定劑、防乳劑等化學藥劑配制成的射孔液、壓井液和洗井液。 通過在應用過程中的不斷完善和篩選，在洗井、射孔、防砂、投產完井等作業施工過程中，目前應用的入井液主要配方為： 過濾海水+2%F21+2%QS-07+0.5%SP-169+0.5%AM-C+2%DL-08 F-21粘土穩定劑，抑制粘土膨脹，使孔隙得以較好保護 QS-07原油清洗劑，清洗管柱或套管內原油，方便施工，減輕污染 AM-C助排劑，降低施工液的表面張力和油水界面張力，有助于 施工液的返排，提高施工效果。 DL-08酸化互溶劑 SP-169破乳劑，防乳化并可抑制氣泡的產生2 應用油田化學方法

11、減輕油層污染的技術 2.1.2 過濾海水中加入各種化學劑配制成海水基入井液 室內試驗綜合性能評價表明，過濾海水基入井液懸浮顆粒少、密度可調，具有良好的防乳（破乳）、防腐性能，界面張力低，對儲層傷害低，且能防止地層粘土膨脹、分散、運移，有較好的控砂能力，與埕島油田館陶組地層有良好的配伍性，是埕島油田館陶組油層理想的入井液。2 應用油田化學方法減輕油層污染的技術2.1.3 海水基入井液的性能評價表1 三種入井液性能對比入井液類型海水基入井液過濾海水無固相壓井液密度，g/cm31.021.151.021.20固相顆粒粒徑，m55含量，mg/L3.59927488h100406612h1005666表

12、界面張力，mN/mw313271.276.9o/w2.516.121.5注：由于無固相壓井液樣粘度較大（13.4mPa.s），室內采用5m濾膜無法過濾，故其固相顆粒粒徑和含量無法測定。 室內實驗結果表明，海水基入井液具有良好的防腐、防乳（破乳）、低表（界）面張力、低傷害等綜合性能，固相顆粒粒徑小于5m、含量低于3.5，腐蝕速度僅0.044g/(m2h)，表面張力ow小于2.5mN/m，對巖心的傷害率僅為7.95。2 應用油田化學方法減輕油層污染的技術表2 三種入井液巖心傷害對比數據入井液類型海水基入井液過濾海水無固相壓井液巖心傷害率，%7.9520.3767.9注：試驗所用巖心為按埕島館陶組地

13、層巖心成份配比制備的人造巖心。 埕島油田主力油層館陶組新投產井一般壓力系數較高，用海水基入井液密度不夠，壓不住井，容易發生安全事故和造成環境污染，因此也配套有館陶組專用無固相壓井液配方，可根據壓力系數調配密度，過濾精度5m，機雜含量5mg/L。2 應用油田化學方法減輕油層污染的技術 2.1.4 在館陶組壓力系數較高的油井中應用無固相入井液 在開發初期階段我們采用過TR-5屏蔽暫堵劑，但隨著地層壓力的下降已不能有效解決地層漏失問題。油溶性屏蔽暫堵劑使用中存在缺陷，改由老井作業使用水溶性暫堵劑堵漏，但在壓降特別大的井區使用效果較差，因此現在作業過程中不采用暫堵劑而盡量通過應用其它更好的工藝技術以減

14、少污染。 限量壓洗井技術就是方法之一，即根據井筒容積，確定洗壓井入井液用量，老井動管柱前下沖管沖洗管柱內的原油，探砂面無砂則不沖砂，盡可能減少洗壓井、沖砂入井液的用量，避免了以前作業循環洗壓井，地層大量漏失的情況。2.1.5 油層暫堵技術和限量壓洗井措施減少入井液漏失2 應用油田化學方法減輕油層污染的技術2.2 東營組油層保護技術 通過分析CB32A區塊東營組儲層潛在損害因素與損害機理，利用室內敏感性實驗定量評價儲層的常規“五敏”損害程度，綜合國內外預測碳酸鹽垢、硫酸鹽垢的相關理論和經驗公式，對CB32井區溫度壓力條件下，海水、地層水、混合水等體系結垢類型、結垢溫度和臨界礦化度進行預測和分析，

15、認為CB32井區儲層主要的損害機理為水敏、堿敏和外來固相侵入，粘土礦物是該區塊儲層主要的傷害源，CB32井區儲層保護的重點是防膨。研制出低損害、無固相的優質完井液，其配方中添加了防膨劑、防垢劑、助排劑、緩蝕劑、羥乙基纖維素、HPS降失水劑，室內動態條件下檢測完井液對儲層巖芯的損害率均小于20%，保護儲層效果好。 CB32A井組4口井投產使用東營組專用完井液，油井投產效果好于地質預測，2口井初期可自噴生產，4口井日產油超過400噸。2 應用油田化學方法減輕油層污染的技術2.3 古潛山油層保護技術 裂縫是儲層重要的儲集、滲流空間，儲層非均質性極強，縫、洞、孔發育，該區塊油井鉆井過程經常出現鉆井液大

16、量漏失的現象，對儲層造成傷害。我們開展了埕島油田潛山油藏優質完井液研究，研制的低損害、無固相優質完井液，其配方中添加了防膨劑、防垢劑、助排劑、緩蝕劑、HPS降失水劑等，我們在CB30區塊7口井投產作業采用古生界專用完井液，投產效果良好，達到和超過了地質預測產能。 該類型油層應力敏感性強，因此我們在施工中盡量避免壓力激動，降低應力損害；該區塊某些巖層段富含Sr、Ba、Fe、Mg等二價離子，海水中的硫酸根離子易與它們結合形成相對應的各種硫酸鹽沉淀，酸化作業時不使用海水基工作液，縮短返排周期。3.1 低密度泡沫壓井液系統的主要設備及原理 3.3 在埕島海上油田的應用情況3.2 泡沫流體的主要技術參數

17、3.4 模塊尺寸大小及應用費用1 機械式防漏失技術的推廣和應用2 應用油田化學方法減輕油層污染的技術3 低密度泡沫壓井液系統在埕島油田的開發應用4 油層保護的管理工作3 低密度泡沫壓井液系統在埕島油田的開發應用 前面講到了埕島油田主力含油層系館陶組地層壓降大，在沒有雙向閥的井中或者對于大修拔濾的井，作業過程中地層漏失嚴重，暫堵劑也沒有很好的效果，因此必須考慮其它方式以降低入井液的污染。 埕島海域過濾海水的密度為1.03，對于地層壓降很大的油井來說，這個密度太大，如果能根據地層壓力系數調配降低入井液密度，則能大大降低漏失量。我們經過充分的調研和研究，發現低密度泡沫液具有密度小、漏失量小、粘度大、

18、攜砂能力強等優越性，能很好地達到這一目的，因此研究出了適用于埕島油田館陶組油層的低密度泡沫壓井液及其配套工藝和裝備。3 低密度泡沫壓井液系統在埕島油田的開發應用 優選了海水充氮氣低密度泡沫液系統，主要由空壓機、制氮機組、泡沫發生器、計量調節單元、工控計算機等部分組成。 圖4 空壓機及氮氣生成組裝撬塊3.1 低密度泡沫壓井液系統的主要設備及原理 出口壓力10Mpa，氮氣流量600-720m3/h，氮氣純度95%，氮氣中的含氧量5%。用于將壓縮空氣中的水分除去，并經過濾、加熱使空氣達到純凈、干燥、恒溫，經過膜分離制氮機產出合格的氮氣，再經增壓機使氮氣達到現場使用要求。3.1.1 制氮機組（包括空氣

19、壓縮機）3 低密度泡沫壓井液系統在埕島油田的開發應用包括質量流量計、壓力變送器、電動調節閥等；用于對泡沫液密度進行測量、調節。圖5 泡沫壓井液工藝流程示意圖3.1.2 泡沫發生器3.1.3 計量、調節單元3.1.4 工控計算機 即氣液相混合器，工作壓力25Mpa。壓力混合液高速經過固定式或旋轉式渦輪葉片時，產生強烈的渦流和多次旋轉，流體經過多次分割和剪切，將氣體破碎成微小直徑的氣泡。攪拌的過程越長，切割次數越多，渦流越強烈，泡沫越均勻，氣泡直徑越小，泡沫液體越穩定。用于對數據進行運算處理。3 低密度泡沫壓井液系統在埕島油田的開發應用3.2 泡沫流體的主要技術參數 由于泡沫的存在阻止了水的濾失，

20、因此泡沫液具有很好的防濾失作用，相同條件下，其濾失量比清水要小得多。泡沫直徑越小，液體的濾失量越小。密 度十分容易在0.5-0.9g/cm3之間調整，甚至還可更低穩定性氣泡直徑可達微米級，氣泡越小越穩定；分散度好，流體均勻據觀察，泡沫在井下靜止72h后返出地面，仍未產生氣液分離配方洗井液中摻入氮氣產生的氣液兩相流，泡沫液的化學穩定性也非常好懸浮攜砂能力充分攪拌的泡沫在液體中的初始直徑0.01mm，而砂粒直徑大得多而被泡沫承托，如右圖濾失性由于砂粒的重量較輕，其重量遠小于氣液相間的表面張力，因此泡沫液體的懸浮能力很強3 低密度泡沫壓井液系統在埕島油田的開發應用3.3 在埕島海上油田的應用情況 配

21、備情況：目前埕島油田已裝備四套低密度泡沫壓井液系統，主要的四個作業平臺都已配備。初期也準備配備船載低密度泡沫壓井液設備，但后來由于各種原因沒有付諸實施。 2003年3月作業三號平臺配備設備首次在CB11F-6井試驗成功后一直應用，作業一號和勝利八號平臺都是2004年4月份才配套該套設備并投入使用，截至6月底已在27口油井中成功應用，應用油層壓力系數0.6-0.95之間，采用的泡沫液密度0.70-0.95g/cm3，應用過程中泡沫液基本不漏失，轉注井或檢修水井也已應用近10口井。3 低密度泡沫壓井液系統在埕島油田的開發應用3.3 在埕島海上油田的應用情況 有些情況下還未使用低密度入井液：一是在地