低滲油藏注水井深度酸化

李國勇 胡玲 師靜靜 張文飛

摘要：為了研究低滲油藏注水井深度酸化一水力脈沖增注技術(shù)的研究情況以及實(shí)驗(yàn)匹配性。通過對延長油田某區(qū)塊真實(shí)環(huán)境下巖心進(jìn)行匹配性測試，運(yùn)用多重復(fù)合型配方結(jié)合現(xiàn)場相關(guān)經(jīng)驗(yàn)在子長N1-N21油藏屬地所在的天然巖心實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行塔架搭設(shè)下進(jìn)行相關(guān)酸化解堵實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，綜合評定相關(guān)解堵效果和實(shí)驗(yàn)成效，然后進(jìn)行配方的升級與進(jìn)一步優(yōu)化。進(jìn)行相關(guān)研究，最終得出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：低滲透;酸化;震蕩;水力脈沖;增注

中圖分類號：TE357.44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）10-0051-05

隨著社會的進(jìn)步與時代的發(fā)展，人類對于化石能源的需求不斷擴(kuò)大，以新技術(shù)、新裝備、新工藝為代表的油氣田勘探開發(fā)技術(shù)也在不斷的運(yùn)用于現(xiàn)場幫助老區(qū)油田開發(fā)。當(dāng)前我國油田普遍面臨低滲油田注水開發(fā)成效地，綜合穩(wěn)定性差。不同品質(zhì)的注人水極大改變或破壞儲層物性、電性誘發(fā)油水動態(tài)分布的不均一性。為后續(xù)的開采帶來多重因素的復(fù)雜性油層堵塞問題，誘發(fā)地面工藝的注水壓力負(fù)荷增大。當(dāng)前雖然有一些較好的解堵降壓措施但往往成效不連續(xù)，且成本昂貴，因?yàn)椴煌貙拥奶厥庑?，大?guī)模推廣和套用現(xiàn)有技術(shù)也不現(xiàn)實(shí)。需要長效而定制式的實(shí)驗(yàn)式論證。所以當(dāng)前相關(guān)運(yùn)用大多還是基于較為常見的物理化學(xué)方法進(jìn)行相應(yīng)工作的展開。但是盲目的水力壓裂會導(dǎo)致不同程度的水竄，運(yùn)用常規(guī)酸化技術(shù)相關(guān)的時效性較弱，有效距離也很短短。下步需要完善相關(guān)工藝并在新材料的開發(fā)下運(yùn)用現(xiàn)場試驗(yàn)去逐步論證其可行性。

振動采油技術(shù)是當(dāng)前石油工業(yè)又一成熟性開創(chuàng)技術(shù)，主要是將兩種不同的傳統(tǒng)開采方式進(jìn)行結(jié)合，運(yùn)用物理法采油的不損壞儲層一大優(yōu)勢進(jìn)行相關(guān)工藝的開發(fā)，在結(jié)合振源產(chǎn)生的振動波輸送化學(xué)增產(chǎn)劑進(jìn)行全方位復(fù)合型開采。其主要機(jī)理為依靠振動能量進(jìn)行地層擾動式互助以傳導(dǎo)振動波于地層，并最終達(dá)到油水混合物驅(qū)替全面優(yōu)化油層滲流條件以至于解堵，優(yōu)化巖石物性結(jié)構(gòu)。最終運(yùn)用合理的工藝措施進(jìn)行增產(chǎn)增油。在開發(fā)成本方面，該項(xiàng)技術(shù)主要有投入少，回報高，相應(yīng)工藝條件簡單，配套措施連貫且對環(huán)境污染小，并且可持續(xù)發(fā)展。據(jù)相關(guān)報告，在國內(nèi)外老區(qū)勘探開發(fā)過程中運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)能全面優(yōu)化儲層，極大提高可采儲量。文章基于此新興技術(shù)發(fā)展，在理論結(jié)合實(shí)際的前提下結(jié)合現(xiàn)場巖層實(shí)際預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)研究低滲油藏注水井深度酸化開發(fā)結(jié)果，為同行提供建設(shè)性意見。

1工區(qū)簡介

某油田油藏儲量豐富當(dāng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)復(fù)雜，其N1-N21油藏依據(jù)地質(zhì)深度排布至上而下為第三系中新統(tǒng)以及第三系上新統(tǒng)下部，沉積體系顯典型第三系三角洲。湖泊沉積。儲層特點(diǎn)明顯，主要為高產(chǎn)層薄，且較為分散，在較多的體系下雜亂分布。由此可見油層細(xì)則相關(guān)分布情況較為復(fù)雜，產(chǎn)狀聯(lián)系方面的研究也不成體系，歷史研究表明平面上僅有少數(shù)連片分布的油層，且大多的平面展布較差，成零星分布多。特別是油層非均質(zhì)性在縱向和橫向上都較強(qiáng)?？梢娧芯繀^(qū)的特征較為明顯。

在前期勘探開發(fā)中得出，研究區(qū)子長N1-N21油藏部分注水井由于多重互為模式下的不利因素最終觸發(fā)油藏地質(zhì)特征、注水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)和相關(guān)儲層潛在傷害導(dǎo)致的復(fù)雜性嚴(yán)重儲層污染，且傷害規(guī)模都較大。所以基于前期調(diào)研和巖層特征需要制定相應(yīng)的施工細(xì)則，以保證注水井酸化過程中，相應(yīng)酸化反應(yīng)速度的合規(guī)性和匹配性。以求施工過程中及時全面的控制酸巖反應(yīng)速度，在酸液緩速性能上達(dá)到最優(yōu)，使其擴(kuò)散作用范圍最大，在后續(xù)解除儲層過程中在治理深部污染下也達(dá)到最優(yōu)化。前期在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)及其相關(guān)現(xiàn)場運(yùn)用調(diào)研交互基礎(chǔ)上，充分分析了子長N1-N21油藏特點(diǎn)和后續(xù)發(fā)展能力，分別進(jìn)行了不同濃度不同配方類比實(shí)驗(yàn)，細(xì)則上進(jìn)行了鹽酸、土酸、多氫酸（兩種）、氟硅酸等酸液的實(shí)驗(yàn)配對，并在經(jīng)濟(jì)性為第一原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行常見的緩蝕劑、防膨劑等復(fù)合型參數(shù)配比及其相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并通過現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)用進(jìn)行多重干擾下的合適性延展性研究，在巖心流動設(shè)計(jì)和現(xiàn)場工藝流程匯總一致后進(jìn)行子長N1-N21油藏最終施工過程的注水井深穿透酸化施工過程的良好解堵體系配方，在不違背保密原則的前提下，進(jìn)行細(xì)節(jié)性實(shí)驗(yàn)參數(shù)展示。

2巖心酸化流動實(shí)驗(yàn)評價

實(shí)驗(yàn)開始前首先選定測試實(shí)驗(yàn)儀器，巖心驅(qū)替動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行儀器校正和相應(yīng)標(biāo)樣調(diào)試。然后明確實(shí)驗(yàn)過程中的機(jī)理及其最終基于實(shí)際情況的巖心流動實(shí)驗(yàn)全過程和后續(xù)數(shù)據(jù)評價過程中細(xì)則性物理量（溫度、壓力、動力指數(shù)）最終便于后續(xù)的擬合仿真。當(dāng)一切測定結(jié)束后選取差異性酸化工作液按照一定計(jì)量一定流速和一定壓力進(jìn)行不同時段的動態(tài)注入對比，以了解不同巖心模擬環(huán)境下的滲透率變化趨勢，以收集全過程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行酸化效果及其過程的全方位評價。本次試驗(yàn)結(jié)合現(xiàn)場取芯樣品隨即展開如表1所示。

巖樣制備過程中，需要根據(jù)相關(guān)儀器測定精度與裝載藏尺寸進(jìn)行原始巖心的修正。督促細(xì)則如下：①依次進(jìn)行不同層位巖心鉆取，設(shè)固定直徑2.4cm取其長度在2.5～5cm整塊柱狀巖心并進(jìn)行端面打磨，在編號良好，外觀無明顯損壞情況下存檔待用。②運(yùn)用相關(guān)巖心洗油儀進(jìn)行待用巖心的抽提清理操作，可運(yùn)用甲苯和乙醇等清洗劑進(jìn)行混合式操作，并保證樣品徹底清潔達(dá)標(biāo)后方可待用。③隨即運(yùn)用巖心抽空設(shè)備處理實(shí)驗(yàn)環(huán)空容積然后載人標(biāo)定待用巖心并進(jìn)行后續(xù)的加壓飽和化實(shí)驗(yàn)，最終進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)測定。

整個實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)保證安全高效，在備用樣品充足的前提下依次進(jìn)行中間容器的基液（地層水）和模擬酸液的裝載。并運(yùn)用恒溫加熱裝置進(jìn)行飽和好基液浸泡巖心的變溫流動性實(shí)驗(yàn)，在此設(shè)定為70°C。在一切準(zhǔn)備工作妥當(dāng)后先期開始基液測巖心的多重滲透率初始液測定，隨后運(yùn)用反向通路酸液進(jìn)行處理，在泵體壓力充足，物氣蝕雜音前提下開始剛剛悶井模擬實(shí)驗(yàn)，在此設(shè)定實(shí)驗(yàn)溫度為1h。運(yùn)用泵體壓力進(jìn)行正向驅(qū)替，然后設(shè)定評價指標(biāo)，依次進(jìn)行不同工況下的酸液體系酸化效果模擬比對得出最優(yōu)配方，在此可以運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)分析以及相關(guān)數(shù)學(xué)算法類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配方實(shí)驗(yàn)過程優(yōu)化，以取得最佳實(shí)驗(yàn)過程和經(jīng)濟(jì)效益。本次試驗(yàn)中最終選用切合實(shí)際的專用酸液配方，實(shí)驗(yàn)標(biāo)定選用常規(guī)路徑，分別在QA2、QB2、Qc3、QD2巖心樣品平臺上進(jìn)行A、B、C、D不同實(shí)驗(yàn)酸液體系的相關(guān)測定。隨后依次得出QB2、Qc3和QD2的粘度和流量等相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并依據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行酸液體系滲透率變化率擬合。

在此簡化實(shí)驗(yàn)過程，做相關(guān)實(shí)驗(yàn)巖心流動測試結(jié)果有用數(shù)據(jù)曲線由相關(guān)數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最優(yōu)的綜合模擬酸化效果由相關(guān)的多氫酸CH-59酸液體系取得，相反土酸體系在模擬環(huán)境中工作效果極其酸化程度最差，進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，土酸的酸化過程會產(chǎn)生一定量的微粒分散運(yùn)移，析出的相關(guān)污染物會影響并堵塞巖石孔道最終導(dǎo)致滲透率變低，甚至發(fā)生二次沉淀后果導(dǎo)致的污染物具備或者完全阻礙最終酸化措施成效如圖1所示。多重論證可得，在一定濃度的多氫酸體系及氟硅酸體系配比下進(jìn)行反應(yīng)溫度催化會達(dá)到良好的巖心洗滌效果從而得出最優(yōu)滲透率，進(jìn)一步論證得出相關(guān)的巖石骨架破壞小，能最大化穩(wěn)定巖石微粒，規(guī)避一系列不良損失。

綜分析評價，進(jìn)一步得出細(xì)節(jié)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。土酸體系處理后相關(guān)滲透率最終測試結(jié)果較差，測定相關(guān)比值僅為1.35左右。但是運(yùn)用CH-59多氫酸體系進(jìn)行處理能達(dá)到2.0的滲透率比值，效果優(yōu)良;其次配備良好的CMH+CMF多氫酸體系滲透率比值也僅為1.6，細(xì)節(jié)測試其他物質(zhì)得出：氟硅酸體系1.5左右。進(jìn)一步進(jìn)行靜態(tài)性能評價，巖心動態(tài)流動實(shí)驗(yàn)均一可行，能很好的進(jìn)行兩種多氫酸體系的相關(guān)性論證，最終的酸化效果能達(dá)到工業(yè)開采價值。在實(shí)際情況的真實(shí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)更是能保證油藏注水井深度酸化解堵工藝標(biāo)準(zhǔn)。

3水力脈沖一化學(xué)復(fù)合流動試驗(yàn)評價

繼續(xù)運(yùn)用相關(guān)巖心及實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行酸液和水力脈沖相結(jié)合式的復(fù)合式實(shí)驗(yàn)，設(shè)定先脈沖后酸化、先酸化后脈沖和邊脈沖邊酸化三個流程框架下的實(shí)驗(yàn)步驟。繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，以下分別依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?；A(chǔ)數(shù)據(jù)。

在此前期準(zhǔn)備完畢后進(jìn)行脈沖時間優(yōu)選，首先需要明確相關(guān)實(shí)驗(yàn)脈沖時間需要根據(jù)間斷性實(shí)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行，并不是越長越好，杜絕液體回流等不良現(xiàn)象的發(fā)生。在此將相關(guān)的基液（地層水）部署于中間容器，分別進(jìn)行QA4、QA6和QA7巖心測試，結(jié)果如圖2所示。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束，用飽和好基液的巖心進(jìn)行恒溫70℃巖心流動實(shí)驗(yàn)。分別用基液進(jìn)行QA4初始液滲透率測定。隨后進(jìn)行水力脈沖器的開啟并進(jìn)行5min脈沖+5min震蕩式的驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，周而復(fù)始，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

依據(jù)前述和相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)論科學(xué)可行，其中綜合驗(yàn)證研究區(qū)代表性巖心累計(jì)脈沖時間以半小時最佳，如若后續(xù)增加脈沖時間對滲透率無明顯幫助。單一情況下的振動時間10min最優(yōu)。該時間下的振動效果可以達(dá)到最優(yōu)。在相關(guān)的復(fù)合實(shí)驗(yàn)過程中相關(guān)記錄和結(jié)論如下：

3.1單獨(dú)脈沖

將相關(guān)基液（地層水）配備置于中間容器內(nèi)，然后運(yùn)用QA8巖心飽和好基液系統(tǒng)進(jìn)入夾持器。通用進(jìn)行恒溫70%的巖心流動實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用基液測巖心初始液進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)滲透率的測定，并運(yùn)用水力脈沖器進(jìn)行10min脈沖，10min間隔式的操作，總共需要進(jìn)行1h。隨后在載人QD4做相同的實(shí)驗(yàn)。巖心QA8的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合后，分別進(jìn)行隨機(jī)性10PV開始脈沖和20PV后的停止脈沖，然后運(yùn)用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行巖心滲透率的脈沖式測量。隨后通過擬合算法得出QB3、Qc5和QD4的脈沖流動數(shù)據(jù)，得出綜合數(shù)據(jù)表如圖3所示。

由以上相關(guān)圖譜及數(shù)據(jù)結(jié)論可知。脈沖剛剛開始時會出現(xiàn)滲透率大幅度波動變化，其中在實(shí)驗(yàn)過程的三次脈沖中均出現(xiàn)了三個峰點(diǎn)。可見剛剛開始的脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)時活塞中的余隙容積壓差恢復(fù)正常。但是綜合實(shí)驗(yàn)全過程單獨(dú)脈沖的滲透率比值在1.10左右效果欠佳，單井模擬巖心數(shù)據(jù)分別為：QA為1.08，QB為1.07，Qc為1.12，QD為1.13。

3.2先脈沖后酸化

在此前期準(zhǔn)備完畢后進(jìn)行脈沖時間優(yōu)選，首先需要明確相關(guān)實(shí)驗(yàn)脈沖時間需要根據(jù)間斷性實(shí)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行，將相關(guān)基液（地層水）配備置于中間容器內(nèi)，然后運(yùn)用QA9巖心飽和好基液系統(tǒng)進(jìn)入夾持器。通用進(jìn)行恒溫70%的巖心流動實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用基液測巖心初始液進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)滲透率的測定，并運(yùn)用水力脈沖器進(jìn)行10min脈沖，10min間隔式的操作，總共需要進(jìn)行1h。隨后在載人做相同的實(shí)驗(yàn)。巖心的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合后，分別進(jìn)行隨機(jī)性10PV開始脈沖和20PV后的停止脈沖，然后運(yùn)用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行巖心滲透率的脈沖式測量。隨后通過擬合算法得出QB6、Qc6和QD5的脈沖流動數(shù)據(jù)，得出綜合數(shù)據(jù)表如圖4所示。

由相關(guān)圖譜及數(shù)據(jù)結(jié)論可知。脈沖后酸化效果比單獨(dú)酸化效果更優(yōu)，脈沖通過振動后巖心壁面相關(guān)物質(zhì)及污染物會逐步脫落破壞，運(yùn)移出去后的酸液會隨著擴(kuò)散作用在近井地帶富集。

3.3先酸化后脈沖

將相關(guān)基液（地層水）配備置于中間容器內(nèi)，然后運(yùn)用QA11巖心飽和好基液系統(tǒng)進(jìn)人夾持器。通用進(jìn)行恒溫70%的巖心流動實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用基液測巖心初始液進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)滲透率的測定，并運(yùn)用水力脈沖器進(jìn)行10min脈沖，10min間隔式的操作，總共需要進(jìn)行1h。隨后在載人QD4做相同的實(shí)驗(yàn)。巖心QA8的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合后，分別進(jìn)行隨機(jī)性10PV開始脈沖和20PV后的停止脈沖，然后運(yùn)用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行巖心滲透率的脈沖式測量。隨后通過擬合算法得出QB8、Qc8和QD6的脈沖流動數(shù)據(jù)，得出綜合數(shù)據(jù)表如圖5所示。

綜上所述，由相關(guān)實(shí)驗(yàn)及其最終影響因素可知，滲透率比值土酸可達(dá)1.68最大化，而CH-59多氫酸體系2.38，CMH+CMF多氫酸體系2.03，氟硅酸體系為1.85。通過多重實(shí)驗(yàn)論證可知，相關(guān)數(shù)據(jù)得出了，基于現(xiàn)場實(shí)際情況下的先酸化后脈沖的效果總體上比先脈沖后酸化效果好的多。且酸化后的巖石物性良好，成膠結(jié)疏松結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)后續(xù)的脈沖振動機(jī)械物理現(xiàn)象對于顆粒堵塞物的排除和吼道重制。

4結(jié)語

“薄、多、散、雜”等多重工程和地質(zhì)特點(diǎn)是研究區(qū)子長N1-N21油藏儲層的主要綜合表現(xiàn)。子長油田實(shí)際生產(chǎn)過程中的注水井注水壓力急劇上升和相關(guān)不良效果主要是由于儲層滲透率非均質(zhì)性強(qiáng)所致。其次儲層傷害導(dǎo)致的水敏、速敏以及后續(xù)注入水水質(zhì)不良和油水井連通性差異會對相應(yīng)注水效果帶來影響。通過實(shí)驗(yàn)得出：運(yùn)用水力脈沖和酸化工藝能全面優(yōu)化相關(guān)現(xiàn)場疑難雜癥，CH-59多氫酸體系為代表的實(shí)驗(yàn)最終滲透率比值為1.9，如若進(jìn)行脈沖酸化工藝的復(fù)合型運(yùn)用能將滲透率比值增加到2.22-2.64。