酸化技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐

張瑞山

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

酸化技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐

張瑞山

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和地質(zhì)情況，研究了新型的分質(zhì)轉(zhuǎn)向酸化工藝技術(shù)，并且將適應(yīng)不同層系的酸液配方與多級(jí)轉(zhuǎn)向技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)一次施工處理兩個(gè)不同層系，結(jié)果表明：適合于上層系的有機(jī)酸體系平均可提高巖心滲透率147%；適合下層體系的有機(jī)酸和復(fù)合酸體系平均可提高巖心滲透率148%。并對(duì)7口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，初期平均降壓2.5MPa，平均單井增加注水量6.4m3，施工效果比較理想，作用時(shí)間長(zhǎng)，達(dá)到了預(yù)期的效果。

海拉爾油田；分質(zhì)轉(zhuǎn)向酸化工藝；多級(jí)轉(zhuǎn)向技術(shù)；注水量

通過對(duì)海拉爾蘇仁諾爾油田的地層礦物的組成分析，研究和提出適合該地層的新型酸化技術(shù)，通過改變以往的酸化配方和施工工藝來提高地層的滲透率，進(jìn)而提高原油的采收率。在酸化配方方面，在上層采用有機(jī)酸體系[1]，在下層系采用有機(jī)酸和復(fù)合酸的復(fù)配體系，這樣可以明顯提高油層的滲透率，在施工工藝上，采用分質(zhì)轉(zhuǎn)向酸化工藝[2]，這樣既不傷害地層，又可以達(dá)到酸化的目的。

1 區(qū)塊巖層、物性分析

海拉爾油田蘇仁諾爾油田地處海拉爾盆地烏爾遜凹陷北部，開發(fā)目的層主要為下白堊統(tǒng)南屯組二段。對(duì)蘇仁諾爾油田區(qū)塊各小層巖芯的孔隙度、滲透率、礦物含量進(jìn)行了詳細(xì)分析，見表1。從孔隙度、滲透率數(shù)據(jù)來看，蘇仁諾爾油田區(qū)塊儲(chǔ)層存在兩個(gè)層段，孔隙度、滲透率較低的16號(hào)小層以上層段，孔隙度、滲透率均較高的18號(hào)小層以上層段，上下兩段物性差異較大。從礦物含量數(shù)據(jù)可看出，16號(hào)小層伊蒙混層含量較高為14%，黑云母含量也較高平均為32%，易發(fā)生水敏及酸敏；17-18號(hào)層為混雜的過渡層；從18-20號(hào)層，高嶺石含量逐漸增多，伊蒙含量逐漸減少，NⅡ419到NⅡ420黑云母含量減少，僅為20%左右，易發(fā)生速敏及酸敏[3]。

表1　蘇仁諾爾油田井巖性、黏土礦物

2 蘇仁諾爾油田敏感性分析及以往酸化效果分析

2.1儲(chǔ)層敏感性分析

（1）水敏，蘇仁諾爾油田區(qū)塊屬于中等程度水敏類型儲(chǔ)層，水敏指數(shù)在0.31～0.67之間[4]。

（2）酸敏，酸敏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2　酸敏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表2中可見，2套層系有不同的酸敏類型：上一層系鹽酸敏，說明酸液中不能含有無機(jī)酸。而下一層系，土酸酸敏說明酸液選擇上應(yīng)采用緩速酸體系，不能使用強(qiáng)酸體系，同時(shí)酸液中，必須含有無機(jī)酸才能保證酸化有效。

2.2以往酸化效果

海拉爾油田于2002、2003年共進(jìn)行了3口井5井次注水井酸化解堵施工，效果不理想，有效井有效期也較短，見表3。

表3　海拉爾油田2002、2003年酸化施工效果

以往酸化，采用的酸液是由廊坊分院研究的新型土酸，即13.5：1.5土酸。由表2可知，上層系鹽酸酸敏，下層系土酸酸敏，又由于注水井為籠統(tǒng)注水，因此，酸化過程中酸液會(huì)對(duì)兩套層系都產(chǎn)生酸敏，從而導(dǎo)致酸化效果不理想。為解決海拉爾油田酸化效果差的問題，保證蘇仁諾爾油田區(qū)塊注水開發(fā)，有必要進(jìn)行適應(yīng)海拉爾油田儲(chǔ)層特征的酸化技術(shù)研究，加強(qiáng)酸液針對(duì)性，優(yōu)選施工工藝，保證酸化效果。

3 酸液體系研究

3.1酸液綜合性能

根據(jù)儲(chǔ)層特性，研究出適合鹽酸敏的有機(jī)酸體系[5]以及適合土酸敏的復(fù)合酸體系，2套酸液體系都具有良好的溶蝕、破乳、防二次沉淀、低破碎等性能，酸液綜合性能見表4。

表4　酸液綜合性能

3.2巖心模擬實(shí)驗(yàn)

有機(jī)酸對(duì)于上覆儲(chǔ)層較為有效，提高巖心滲透率64%以上，平均提高147%，但對(duì)于下伏儲(chǔ)層提高有限。而有機(jī)酸+復(fù)合酸適用于下伏儲(chǔ)層（主力油層），可以更好地提高巖心滲透率，提高巖心滲透率達(dá)148%，可以確保施工效果。見表5。

表5　巖心模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

4 分質(zhì)轉(zhuǎn)向酸化工藝研究

針對(duì)儲(chǔ)層2套層系層間差異大，又由于水井皆為籠統(tǒng)注水，因此研究了分質(zhì)轉(zhuǎn)向酸化工藝，可以解決酸化施工中，2個(gè)層系同時(shí)存在勢(shì)必要舍棄一個(gè)層系，實(shí)現(xiàn)分質(zhì)酸化，使酸化達(dá)到最佳效果。

根據(jù)儲(chǔ)層的2個(gè)層系層間差異，通過控制施工壓力、排量，并與轉(zhuǎn)向劑有機(jī)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)一次施工酸化2個(gè)不同層系，達(dá)到分層酸化的目的，使酸液達(dá)到最大功效。

根據(jù)水井和地質(zhì)狀況的不同，確定了不同的現(xiàn)場(chǎng)施工方案。

單一層段：較為簡(jiǎn)單，采用一種酸液即可，通過控制施工壓力和排量，采用化學(xué)轉(zhuǎn)向劑，實(shí)現(xiàn)分層處理。

交互存在：但層間滲透率差異較大，可以先擠入與滲透率較高層段相適應(yīng)的酸液，再擠入化學(xué)轉(zhuǎn)向劑以及與滲透低較層段相適應(yīng)的酸液，實(shí)現(xiàn)分層處理，不傷害巖石骨架。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

2004年現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)7口水井，施工后平均單井降壓2.6MPa，平均單井增加注水量6.5m3，取得很好的效果，目前平均降壓0.8MPa，增加水量14.5m3，先期試驗(yàn)井有效期已達(dá)7個(gè)月，依然有效，見表6。

蘇66-64井為2002年轉(zhuǎn)注井，從蘇66-64井小層數(shù)據(jù)表（見表7）可以看出，它屬于第2種類型：兩個(gè)主力層段交互存在，但層間滲透率差異較大。因此，采用有機(jī)酸為前置酸，復(fù)合酸為主酸轉(zhuǎn)向后，再擠入前置酸的方案進(jìn)行施工。施工中壓力變化見圖1。

從圖1可見，擠入有機(jī)酸后壓力從13MPa降到10MPa，隨后擠入復(fù)合酸。由于測(cè)試資料顯示，2002年8月壓力在11MPa下，水量是10 m3，主力層吸水50%以上，目前水量只有4m3。因此可以判定壓力在10MPa時(shí)，只能是主力層18號(hào)小層進(jìn)液，同時(shí)壓力下降1MPa，說明復(fù)合酸起到了作用。此后投入2㎏轉(zhuǎn)向劑，壓力上升1MPa，這說明主力層被堵住，轉(zhuǎn)向工藝成功。再向16號(hào)小層擠入有機(jī)酸壓力下降了1MPa，說明有機(jī)酸起到作用。替擠清水停泵后，繼續(xù)用注入水替擠，施工后16h觀察壓力由停泵的6MPa下降到4MPa，表明有機(jī)酸發(fā)揮了緩速性，同時(shí)酸液被擠入到地層深部，起到深部解堵的作用。

表6　海拉爾蘇仁諾爾油田區(qū)塊水井酸化施工效果 MPa

圖1　蘇66-64施工壓力隨液量變化曲線

表7　蘇66-64井小層測(cè)試數(shù)據(jù)

蘇62-62井亦為2002年轉(zhuǎn)注井，其電測(cè)滲透率解釋資料不全。但由2003年吸水剖面測(cè)試數(shù)據(jù)可看出，蘇62-62井屬于第3種類型：交互存在，但兩個(gè)層系吸水量差異不大。2003年6月主力層吸水層為19號(hào)小層與15+16號(hào)小層（見表8）。因此可以判定施工時(shí)，兩個(gè)小層同時(shí)進(jìn)液，因此，只能使用有機(jī)酸。通過施工壓力的變化可知，有機(jī)酸也起到很好的作用，壓力由13MPa下降到10MPa，投入轉(zhuǎn)向劑壓力上升到11MPa，這說明主力層被堵住，轉(zhuǎn)向工藝成功。隨后下降到8.5MPa，說明有機(jī)酸起到作用。替擠清水停泵后，繼續(xù)用注入水替擠，施工后16h觀察壓力由停泵的8.5 MPa下降到6.4MPa，蘇62-62井施工壓力隨產(chǎn)液量變化曲線見圖2。

通過2個(gè)典型井的分析，說明分質(zhì)轉(zhuǎn)向酸化工藝是成功的，使不能分層的2個(gè)層系在不動(dòng)管柱的情況下，均得到較好的處理，工藝簡(jiǎn)便可行。

表8　蘇62-62井小層測(cè)試數(shù)據(jù)

圖2　蘇62-62井施工壓力隨產(chǎn)液量變化曲線

6 結(jié)論

（1）根據(jù)儲(chǔ)層特點(diǎn)研究出的兩套酸液體系具有較佳的酸化效果，其中適用于上層系的有機(jī)酸體系，可以提高巖心滲透率147%；適合下層系的有機(jī)酸+復(fù)合酸體系，可以提高巖心滲透率148%，增大了降壓半徑，大大降低了注水井的壓力。

（2）在施工方面，將多級(jí)轉(zhuǎn)向技術(shù)以及根據(jù)單井實(shí)際情況合理確定施工方案，實(shí)現(xiàn)了一次酸化兩個(gè)不同層系的分質(zhì)轉(zhuǎn)向酸化工藝，解決了海拉爾蘇仁諾爾油田試驗(yàn)區(qū)注水井巖層分布復(fù)雜和物性差異大的問題。

（3）在現(xiàn)場(chǎng)施工7口井中，施工初期平均降壓2.5MPa，平均單井增加水量6.4m3。施工效果理想，作用時(shí)間長(zhǎng)，適應(yīng)海拉爾油田蘇仁諾爾油田試驗(yàn)區(qū)的新型分質(zhì)轉(zhuǎn)向酸化技術(shù)。

[1] 張艷琴.臨商油田砂巖油層低傷害酸酸化試驗(yàn)研究[J].油氣采收率技術(shù)，1995，（3）：66-69.

[2] 陶德倫，湯井會(huì).系列酸化解堵技術(shù)研究及應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1998，17（4）：35-37.

[3] 蔣衛(wèi)東，王振鐸.有機(jī)緩速土酸的性能研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[J].鉆采工藝，1998，21（5）：31-33.

[4] Martin.A.N 著，吳太平，李生莉譯.新氫氟酸系統(tǒng)在砂巖地層中的增產(chǎn)效果[J].國(guó)外油田工程.1999，（4）：6-9.

[5] 傅陽(yáng)朝 等譯.美國(guó)石油工程師學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)載叢書之32：酸化[M].北京：石油工業(yè)出版社，1996：50-57.

New Acidizing Technology Application in Suzy Noel Oilfield

Zhang Rui-shan

Based on fi eld conditions and geological study of a new type of sub-quality steering acidifi cation process technology，and will adapt to different strata acid formulation with multi-level steering technology combine to achieve a construction deal with two different strata，the results show：organic system suitable for the upper line of the average core permeability can be increased by 147%；the lower system suitable organic acids and acid system compound average increase of 148% core permeability.7 wells and conducted a fi eld test，the initial average blood pressure 2.5MPa，the average single well increasing the water injection 6.4m3，construction effect is ideal，the role of a long time to achieve the desired results.

Hailar oilfi eld；sub-quality steering acidifi cation；multi-level steering technology；water injection

TE357.2

A

1003-6490（2016）01-0123-03

2016-01-15

張瑞山（1985—），男，黑龍江鶴崗人，助理工程師，研究方向?yàn)槊夯?、油田化學(xué)。