一种注采系统的地层化学产热深部解堵方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210453961.9

申请日:

2012.11.14

公开号:

CN103806885A

公开日:

2014.05.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 43/22申请日:20121114|||公开

IPC分类号:

E21B43/22; C09K8/58

主分类号:

E21B43/22

申请人:

中国石油天然气股份有限公司

发明人:

郭钢; 李琼玮; 杨全安; 孙雨来; 李明星; 刘伟; 奚运涛

地址:

100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦

优先权:

专利代理机构:

北京市中实友知识产权代理有限责任公司 11013

代理人:

谢小延

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内容摘要

本发明涉及一种注采系统的地层化学产热深部解堵方法;利用油水井注采系统,通过含氮化合物与氧化物化学剂在井下进行反应,在井筒产生气体,达到混相乳化和增压气举的双重作用,同时大量反应伴生热将堵塞物分解,解除油水井堵塞;在堵塞井的注入水中加入化学剂A;对相应的油井采出水中化学剂A的含量进行检测,直到检测浓度为0.5~2mol/L;将含缓蚀剂的有机酸溶液挤注到近井地带;关井反应,反洗井;在油井替入化学剂B,挤注化学剂B到堵塞深部;关井反应,注水井不停注,待注水压力下降2MPa,采油井压力下降5MPa,反洗井;本方法工艺的可控性强,操作简单,具有解堵和生气、助排的作用,反应产物对管柱无腐蚀。

权利要求书

1.一种注采系统的地层化学产热深部解堵方法,其特征在于:利用油水井注采
系统,通过含氮化合物与氧化物化学剂在井下进行反应,在井筒产生气体,达到混相
乳化和增压气举的双重作用,同时大量反应伴生热将堵塞物分解,解除油水井堵塞;
其施工工艺是:
①在堵塞井的注入水中加入化学剂A,浓度为0.5~2mol/L;
②对相应的油井采出水中化学剂A的含量进行检测,通过紫外分光光度方法,
直到检测浓度为0.5~2mol/L;
③用水泥车替入配制好的含缓蚀剂的有机酸溶液到炮眼段,挤注酸液到近井地
带,挤注压力≤20MPa;有机酸重量浓度为10%,在有机酸中添加重量0.5%的缓蚀
剂HS;
④关井反应30min,反洗井;
⑤用水泥车在油井替入化学剂B,挤注化学剂B到堵塞深部,挤注压力≤20MPa;
化学剂B的浓度为2mol/L;同时,注入化学剂B重量3%的铁离子稳定剂、1.5%
的pH调节剂;
⑥关井反应,注水井不停注,待注水压力下降2MPa,采油井压力下降5MPa,
反洗井;
所述的化学剂A是能发生产气产热的无机小分子胺类;
所述的化学剂B是能发生产气产热的含氮化合物;
所述的有机酸是能电离多个氢离子的多氢酸。
2.根据权利要求1所述的注采系统的地层化学产热深部解堵方法,其特征在于:
所述的化学剂A包括碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵;
所述的有机酸包括甲基苯磺酸、甲基磺酸、氨基磺酸、磷酸复合物;
所述的化学剂B包括硝酸钾、亚硝酸钠。
3.根据权利要求1所述的注采系统的地层化学产热深部解堵方法,其特征在于:
所适用的注采系统,采油井出液必须已见注入水,且综合含水大于20%,井底温度大
于50℃,pH值小于10,储层应为非盐敏性地层,渗透率大于0.5×10-2μm2,堵塞
物应以钙垢和有机垢为主。
4.根据权利要求1所述的注采系统的地层化学产热深部解堵方法,其特征在于:
油井挤注入的是液体的氧化物和酸,或是具备缓释能力的氧化物颗粒和酸。

说明书

一种注采系统的地层化学产热深部解堵方法

技术领域

本发明涉及油水井的一种化学法解堵工艺,特别涉及一种注采系统的地层化学产
热深部解堵工艺,利用油水井注采系统,通过含氮化合物与氧化物化学剂在井下进行
反应,通过井下产气产热解除油水井堵塞的工艺。

背景技术

目前,油气田解堵工艺主要包括:化学解堵和物理解堵。但普遍存在以下问题:
对层的二次伤害,同时人员劳动强度大,且对人身健康危害较大;由于是长时间高压
挤注,有些地层物性极差,属特低渗透储层,挤注压力在35MPa以上,现场所以危险
系数大;堵塞物只是变松散或是运移并没有消除,也没有从地层排出,存在很大的潜
在伤害。并且,解堵往往只针对单一油井或是水井,不是针对注采井网或全系统,经
常出现水井达到配注,而对应的油井不出液的情况,解堵有效期较短,只解除近井地
带堵塞,深部堵塞不能得到有效清除。

中国专利公开号:CN 101418680A,提供了一种化学法解堵工艺,利用酸与然酸
盐反应,只能对近井地带的碳酸盐垢及金属腐蚀物垢进行解除,地层深部堵塞未能得
到有效解决,解堵周期短。中国专利公开号:CN 101285378A,提供了一种HSA符合
解堵工艺,利用复合酸与表面活性剂复配对油水井近井地带进行解堵,见效较快,但
维持周期有限。中国专利公开号:CN 102031945A,提供了一种油水井解堵方法及油
水井解堵系统,利用在井口的脉冲抽压,在井筒与井底形成负压,周期向储层注入酸
液解堵,这种方法成本较高,对注水井解堵成功,不能对对应油井起到明显作用。

发明内容

本发明的目的:利用油水井注采系统,通过含氮化合物与氧化物化学剂在井下进
行反应,在井筒产生气体,造成“气举作用”,同时大量反应伴生热将堵塞物分解,解
除油水井堵塞。

本发明采用的技术方案是:

本发明施工工艺是:

①在堵塞井的注入水中加入化学剂A,浓度为0.5~2mol/L;

②对相应的油井采出水中化学剂A的含量进行检测,直到检测浓度为0.5~2mol/L
(通过紫外分光光度等方法);

③用水泥车替入配制好的有机酸溶液(含有配套缓蚀剂)到炮眼段,挤注酸液到
近井地带,挤注压力≤20MPa;

④关井反应30min,反洗井;

⑤用水泥车在油井替入化学剂B,挤注化学剂B到堵塞深部,挤注压力≤20MPa;

⑥关井反应,注水井不停注,待注水压力下降2MPa,采油井压力下降5MPa,反
洗井。

上面所述的化学剂A是能发生产气产热的胺类化合物,包括但不仅限氯化铵等;
所述的有机酸是酸性较强酸类,包括但不仅限甲基磺酸等;所述的化学剂B是能发生
产气产热的含氮化合物,包括但不仅限亚硝酸钠等。不仅仅针对某个注水井或是油井,
主要针对一个注采系统深部解堵,打通注采通道。不是同时注入反应化学剂,是经过
一定注水周期在油井产出水检测化学剂A含量达到一定值时,再向油井注入化学剂B,
达到充分反应,深部解堵的目的。化学剂A和化学剂B的浓度均为2mol/L,所用有机
酸重量浓度为10%,在有机酸中添加重量0.5%的缓蚀剂HS。其中注化学剂B的同时,
注入铁离子稳定剂3%(EDTA、DTA等)、pH调节剂1.5%(醋酸甲酯、尿素等)。

本发明的有益效果:

1、工艺的可控性强,操作简单,兼具有解堵和生气、助排的作用,反应产物对管
柱无腐蚀,这种解堵模式可实现多次、连续解堵施工;

2、良好的产气产热能力,对于常规解堵剂不能解决的有机堵塞物有较好的解堵效
果,不受高矿化度、凝析油含量等地层水质因素影响;

3、本发明无毒无害,使用环保安全可靠,对地层无二次伤害,实现了长效地层深
部反应。

附图说明

图1是施工初期在注水井加注化合物A,并在同一注采系统的油井采出水检测化
合物A的含量。

图2是待油井采出水检测化合物A的含量达到2mol/L,在油井挤入化合物B和C,
三种物质在地层深部接触反应,产热解堵。


具体实施方式

实施例1

室内进行化学产热清垢试验,取符合条件的6口井有机垢样,清垢配方:有机酸+
含氮化学物A+氧化物B+反应控制物催化剂C,先加有机酸,反应后,再加化学生热
清垢的三种化合物A、B、C,在不同温度条件下进行清垢试验,结果如下:


从室内试验结果来看,清垢剂清垢率在72.73%~88.03%之间,清垢效果较好,能
够进行现场试验,进一步推广应用。

实施例2

现将某注采系统(注水井某73-64井--油井某74-65井)实施技术验证应用情况作
以下介绍:

综合含水大于28.7%,井底温度60℃,产出水pH值8,储层为碱敏性地层。

表1某73-64井基本数据


表2注水现状


上表数据说明,该区块储层物性极差,为低孔、特地渗透储层。该井2011年7月
23日投注,投注初期注水压力17.0MPa,目前油压为19.8MPa,注水压力19.0MPa,
注水压力逐渐增大,对应油井产量持续下降,判断该井油水通道存在堵塞,可采用注
采系统的地层化学产热进行深部解堵作业。

现场在73-64井的注入水中加入化学剂A,浓度为1mol/L。持续注水,14天后,
在同一注采系统对应的油井某75-65采出水中检测化学剂A(紫外分光光度法),注水
1个月后,在油井采出水中化学剂A浓度达1mol/L。

对该油井进行化学产热产气解堵作业。对油井进行洗井,用水泥车替入配制好的
10%有机酸溶液(在有机酸中添加0.5%的缓蚀剂HS)到炮眼上部,挤注酸液4m3
近井地带(挤注压力19.2MPa);关井反应30min,反洗井;用水泥车替入化学剂B,
浓度为2mol/L,挤注化学剂B 20m3到堵塞深部,施工中挤注最高压力19.5MPa,关
井反应60min;最后大排量反洗井,反洗井生成大量的气体和热量,迅速涌出井口,
大概产生氮气150m3,瞬间产生热量6651600kJ。该井施工后注水良好,油压由原来的
23MPa降至10MPa;对应的油井某74-65日产液量、油量明显增加,有效期较常规解
堵明显增长。

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1、10申请公布号CN103806885A43申请公布日20140521CN103806885A21申请号201210453961922申请日20121114E21B43/22200601C09K8/5820060171申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦72发明人郭钢李琼玮杨全安孙雨来李明星刘伟奚运涛74专利代理机构北京市中实友知识产权代理有限责任公司11013代理人谢小延54发明名称一种注采系统的地层化学产热深部解堵方法57摘要本发明涉及一种注采系统的地层化学产热深部解堵方法;利用油水井注采系统,通过含氮化合物与氧化物化学剂在井下进行反应,在。

2、井筒产生气体,达到混相乳化和增压气举的双重作用,同时大量反应伴生热将堵塞物分解,解除油水井堵塞;在堵塞井的注入水中加入化学剂A;对相应的油井采出水中化学剂A的含量进行检测,直到检测浓度为052MOL/L;将含缓蚀剂的有机酸溶液挤注到近井地带;关井反应,反洗井;在油井替入化学剂B,挤注化学剂B到堵塞深部;关井反应,注水井不停注,待注水压力下降2MPA,采油井压力下降5MPA,反洗井;本方法工艺的可控性强,操作简单,具有解堵和生气、助排的作用,反应产物对管柱无腐蚀。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10申请。

3、公布号CN103806885ACN103806885A1/1页21一种注采系统的地层化学产热深部解堵方法,其特征在于利用油水井注采系统,通过含氮化合物与氧化物化学剂在井下进行反应,在井筒产生气体,达到混相乳化和增压气举的双重作用,同时大量反应伴生热将堵塞物分解,解除油水井堵塞;其施工工艺是在堵塞井的注入水中加入化学剂A,浓度为052MOL/L;对相应的油井采出水中化学剂A的含量进行检测,通过紫外分光光度方法,直到检测浓度为052MOL/L;用水泥车替入配制好的含缓蚀剂的有机酸溶液到炮眼段,挤注酸液到近井地带,挤注压力20MPA;有机酸重量浓度为10,在有机酸中添加重量05的缓蚀剂HS;关井反应。

4、30MIN,反洗井;用水泥车在油井替入化学剂B,挤注化学剂B到堵塞深部,挤注压力20MPA;化学剂B的浓度为2MOL/L;同时,注入化学剂B重量3的铁离子稳定剂、15的PH调节剂;关井反应,注水井不停注,待注水压力下降2MPA,采油井压力下降5MPA,反洗井;所述的化学剂A是能发生产气产热的无机小分子胺类;所述的化学剂B是能发生产气产热的含氮化合物;所述的有机酸是能电离多个氢离子的多氢酸。2根据权利要求1所述的注采系统的地层化学产热深部解堵方法,其特征在于所述的化学剂A包括碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵;所述的有机酸包括甲基苯磺酸、甲基磺酸、氨基磺酸、磷酸复合物;所述的化学剂B包括硝酸钾、亚硝酸钠。。

5、3根据权利要求1所述的注采系统的地层化学产热深部解堵方法,其特征在于所适用的注采系统,采油井出液必须已见注入水,且综合含水大于20,井底温度大于50,PH值小于10,储层应为非盐敏性地层,渗透率大于05102M2,堵塞物应以钙垢和有机垢为主。4根据权利要求1所述的注采系统的地层化学产热深部解堵方法,其特征在于油井挤注入的是液体的氧化物和酸,或是具备缓释能力的氧化物颗粒和酸。权利要求书CN103806885A1/4页3一种注采系统的地层化学产热深部解堵方法技术领域0001本发明涉及油水井的一种化学法解堵工艺,特别涉及一种注采系统的地层化学产热深部解堵工艺,利用油水井注采系统,通过含氮化合物与氧化。

6、物化学剂在井下进行反应,通过井下产气产热解除油水井堵塞的工艺。背景技术0002目前,油气田解堵工艺主要包括化学解堵和物理解堵。但普遍存在以下问题对层的二次伤害,同时人员劳动强度大,且对人身健康危害较大;由于是长时间高压挤注,有些地层物性极差,属特低渗透储层,挤注压力在35MPA以上,现场所以危险系数大;堵塞物只是变松散或是运移并没有消除,也没有从地层排出,存在很大的潜在伤害。并且,解堵往往只针对单一油井或是水井,不是针对注采井网或全系统,经常出现水井达到配注,而对应的油井不出液的情况,解堵有效期较短,只解除近井地带堵塞,深部堵塞不能得到有效清除。0003中国专利公开号CN101418680A,。

7、提供了一种化学法解堵工艺,利用酸与然酸盐反应,只能对近井地带的碳酸盐垢及金属腐蚀物垢进行解除,地层深部堵塞未能得到有效解决,解堵周期短。中国专利公开号CN101285378A,提供了一种HSA符合解堵工艺,利用复合酸与表面活性剂复配对油水井近井地带进行解堵,见效较快,但维持周期有限。中国专利公开号CN102031945A,提供了一种油水井解堵方法及油水井解堵系统,利用在井口的脉冲抽压,在井筒与井底形成负压,周期向储层注入酸液解堵,这种方法成本较高,对注水井解堵成功,不能对对应油井起到明显作用。发明内容0004本发明的目的利用油水井注采系统,通过含氮化合物与氧化物化学剂在井下进行反应,在井筒产生。

8、气体,造成“气举作用”,同时大量反应伴生热将堵塞物分解,解除油水井堵塞。0005本发明采用的技术方案是0006本发明施工工艺是0007在堵塞井的注入水中加入化学剂A,浓度为052MOL/L;0008对相应的油井采出水中化学剂A的含量进行检测,直到检测浓度为052MOL/L(通过紫外分光光度等方法);0009用水泥车替入配制好的有机酸溶液(含有配套缓蚀剂)到炮眼段,挤注酸液到近井地带,挤注压力20MPA;0010关井反应30MIN,反洗井;0011用水泥车在油井替入化学剂B,挤注化学剂B到堵塞深部,挤注压力20MPA;0012关井反应,注水井不停注,待注水压力下降2MPA,采油井压力下降5MPA。

9、,反洗井。说明书CN103806885A2/4页40013上面所述的化学剂A是能发生产气产热的胺类化合物,包括但不仅限氯化铵等;所述的有机酸是酸性较强酸类,包括但不仅限甲基磺酸等;所述的化学剂B是能发生产气产热的含氮化合物,包括但不仅限亚硝酸钠等。不仅仅针对某个注水井或是油井,主要针对一个注采系统深部解堵,打通注采通道。不是同时注入反应化学剂,是经过一定注水周期在油井产出水检测化学剂A含量达到一定值时,再向油井注入化学剂B,达到充分反应,深部解堵的目的。化学剂A和化学剂B的浓度均为2MOL/L,所用有机酸重量浓度为10,在有机酸中添加重量05的缓蚀剂HS。其中注化学剂B的同时,注入铁离子稳定剂。

10、3(EDTA、DTA等)、PH调节剂15(醋酸甲酯、尿素等)。0014本发明的有益效果00151、工艺的可控性强,操作简单,兼具有解堵和生气、助排的作用,反应产物对管柱无腐蚀,这种解堵模式可实现多次、连续解堵施工;00162、良好的产气产热能力,对于常规解堵剂不能解决的有机堵塞物有较好的解堵效果,不受高矿化度、凝析油含量等地层水质因素影响;00173、本发明无毒无害,使用环保安全可靠,对地层无二次伤害,实现了长效地层深部反应。附图说明0018图1是施工初期在注水井加注化合物A,并在同一注采系统的油井采出水检测化合物A的含量。0019图2是待油井采出水检测化合物A的含量达到2MOL/L,在油井挤。

11、入化合物B和C,三种物质在地层深部接触反应,产热解堵。0020具体实施方式0021实施例10022室内进行化学产热清垢试验,取符合条件的6口井有机垢样,清垢配方有机酸含氮化学物A氧化物B反应控制物催化剂C,先加有机酸,反应后,再加化学生热清垢的三种化合物A、B、C,在不同温度条件下进行清垢试验,结果如下说明书CN103806885A3/4页500230024从室内试验结果来看,清垢剂清垢率在72738803之间,清垢效果较好,能够进行现场试验,进一步推广应用。0025实施例20026现将某注采系统(注水井某7364井油井某7465井)实施技术验证应用情况作以下介绍0027综合含水大于287,井。

12、底温度60,产出水PH值8,储层为碱敏性地层。0028表1某7364井基本数据00290030表2注水现状00310032上表数据说明,该区块储层物性极差,为低孔、特地渗透储层。该井2011年7月23日投注,投注初期注水压力170MPA,目前油压为198MPA,注水压力190MPA,注水压力逐渐增大,对应油井产量持续下降,判断该井油水通道存在堵塞,可采用注采系统的地层化学产热进行深部解堵作业。0033现场在7364井的注入水中加入化学剂A,浓度为1MOL/L。持续注水,14天后,在同一注采系统对应的油井某7565采出水中检测化学剂A(紫外分光光度法),注水1个月说明书CN103806885A4。

13、/4页6后,在油井采出水中化学剂A浓度达1MOL/L。0034对该油井进行化学产热产气解堵作业。对油井进行洗井,用水泥车替入配制好的10有机酸溶液(在有机酸中添加05的缓蚀剂HS)到炮眼上部,挤注酸液4M3到近井地带(挤注压力192MPA);关井反应30MIN,反洗井;用水泥车替入化学剂B,浓度为2MOL/L,挤注化学剂B20M3到堵塞深部,施工中挤注最高压力195MPA,关井反应60MIN;最后大排量反洗井,反洗井生成大量的气体和热量,迅速涌出井口,大概产生氮气150M3,瞬间产生热量6651600KJ。该井施工后注水良好,油压由原来的23MPA降至10MPA;对应的油井某7465日产液量、油量明显增加,有效期较常规解堵明显增长。说明书CN103806885A1/1页7图1图2说明书附图CN103806885A。

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