大港油田灘海地區(qū)酸化工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

＊季鵬 馬魁魁

（中國石油集團海洋工程有限公司天津分公司 天津 300451）

大港油田灘海地區(qū)酸化工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

＊季鵬 馬魁魁

（中國石油集團海洋工程有限公司天津分公司 天津 300451）

通過深入分析灘海油田儲層的地質(zhì)、流體、巖礦和儲層所隱藏著的各種傷害機理，在理論分析、大量試驗以及工藝方案的基礎(chǔ)上，將類似油田和儲層酸化實驗研究有關(guān)的經(jīng)驗結(jié)合起來，全面且深入的對大港油田灘海地區(qū)酸化工藝技術(shù)進行了細致的研究，以此將與之相適應(yīng)的配套技術(shù)提出來，并應(yīng)用到具體的實踐活動當中。酸化工藝的成功施工率與有效率都高達100%，極大的促進了增產(chǎn)效果的顯著提升，進一步將油層中所包含的自然產(chǎn)能釋放出來，有助于提高人們對于儲層的認識程度。

大港油田；灘海地區(qū)；酸化工藝技術(shù)；研究與應(yīng)用

前言

酸化工藝的成功與否在很大程度上受儲層因素制約，故要求酸液必須具備良好的穩(wěn)定性，較強的配伍性，并且濾失和污染小、具備較低的殘渣率和摩阻性，尤其是當酸液逐漸滲入到地層與巖石發(fā)生一定的反應(yīng)時，與之相關(guān)的沉淀物應(yīng)該盡可能少的產(chǎn)生。同時，待完成酸化施工以后應(yīng)該迅速進行返排，以此來有效的避免再次污染儲層。近年來，基于大港油田灘海地區(qū)儲層本身的特點，對其堵塞和酸化的機理，酸液的類型、配方、模擬、工藝和施工設(shè)計方案等進行了系統(tǒng)化、綜合性的研究，在此基礎(chǔ)上將與之相適應(yīng)的高效灘海油田酸化配套方案提出來，所取得的應(yīng)用效果十分顯著。

1.酸液配方的研究

通過對大港油田灘海地區(qū)油田儲層巖性、巖石結(jié)構(gòu)和溶蝕實驗結(jié)果、酸液添加劑單項評價結(jié)果的分析與研究，科學(xué)的篩選各種平均添加劑，借助SA系統(tǒng)添加劑和土酸、復(fù)合酸、鹽酸以及氟硼酸等充分的配合，以此組合成配方，客觀且公正的評價其綜合性能。

在設(shè)計配方的過程中，需要對巖礦的組成、酸液本身的蝕性、巖石本身的物性、儲層的溫度條件以及流體的性質(zhì)進行綜合的考慮：第一，針對那些儲層為疏松砂巖、溶蝕性比較弱的，需要對其巖石結(jié)構(gòu)進行保護，確保深部能夠穿透成功；第二，緩蝕劑最好應(yīng)用那些性能比較優(yōu)良、能夠和酸液產(chǎn)生良好配伍作用，本身防腐蝕作用相對比較良好的；第三，對酸液的配方、地層流體與有機物之間的互溶性進行充分的考慮，以此來促進酸液對反應(yīng)產(chǎn)物本身的懸浮能力的顯著提高；第四，通過采取那些具備優(yōu)良性能的粘土穩(wěn)定劑，來促進配方中酸液防膨性能的顯著提高；第五，通過化學(xué)助排劑性能的強化，將助排劑與乙二醇丁醚應(yīng)用其中，以此來促進酸液表面張力的有效降低和殘酸返排速度的快速提升；第六，促進地層孔隙表面油組分的快速溶解，保持地層的水潤性以此來促進油滲透率的有效提升；第七，保持反應(yīng)物本身的懸浮性與分散性的良好。

通過科學(xué)的分析酸液、各種添加劑的單項與綜合試驗，在此基礎(chǔ)上得出以下重要結(jié)論：

第一，根據(jù)單項試驗證明，本次研究所使用的復(fù)合酸、土酸、氟硼酸能夠與添加劑之間產(chǎn)生良好的配伍作用，SA系統(tǒng)的添加劑反應(yīng)作用最為明顯，其次便是CT系列的，通過對結(jié)果的篩選與分析，可以將大港油田灘海地區(qū)油田儲層與之相適應(yīng)的酸液配方組合出來。第二，通過對組合前置液、處理液以及后置液的綜合評價與分析，優(yōu)先選擇使用那些能夠?qū)崿F(xiàn)與地層良好配伍、表面張力較低、破乳效果相對較好。具備較高絡(luò)合鐵離子能力的、粘土膨脹性低以及抗腐蝕能力較強的酸液配方，其中氟硼酸體系的酸液返排能力最好，能夠最大限度的降低對儲層的傷害，效果最佳。

2.酸化酸液返排和確定關(guān)井條件

(1)確定快速且高效的酸液返排方式

大量的實踐研究表明，有效的酸化后排液方式主要包括層內(nèi)助排、自噴和人工舉升排液。但是，不管選擇哪種返排方式，在排液的過程中都應(yīng)該注意以下幾個重要環(huán)節(jié)：

第一，應(yīng)該及時且徹底的將酸液排出，盡量連續(xù)進行，最好能夠在較短的時間內(nèi)將潛伏在儲層中的各種液體全部排空，晶內(nèi)殘余的液體和經(jīng)過酸巖反應(yīng)之后的物質(zhì)也應(yīng)該盡快從井筒中排出；第二，不能因為排液而造成儲層的塌陷、油層套管的擠毀；第三，采取各種行之有效的措施來保證施工的安全，避免儲層水和殘酸對周邊環(huán)境的污染。

同時，根據(jù)大港灘海油田試驗和試采的特點，結(jié)合豐富的實踐經(jīng)驗，如果油井不能單獨進行自噴，則需要借助排液方式進行，具體的排液方式有以下幾種：

第一，連續(xù)油管的排液。這種排液方式主要是借助連續(xù)性油管不斷的將液氮注入到井內(nèi)，待液氮產(chǎn)生膨脹作用以后來促進液柱的密度，并且在增能的作用下完成排液，這種方式在技術(shù)上具有一定的可行性，效率相對較高，但是在作業(yè)方面所花費的費用相對較高；第二，射流泵排液。這種排液方式隨著技術(shù)的愈發(fā)成熟，廣泛的應(yīng)用在各種灘海油田和酸化作業(yè)中。射流泵排液在使用之前需要進行一定的酸化，對其井內(nèi)的管柱進行測試，在此基礎(chǔ)上將其下部的帶射流泵工作筒管柱進行酸化，待完成注酸以后將射流泵的泵心投入其中，然后在地面的作用下將動力液從井底的殘酸中盡可能的排出來；另外，還可以將一定劑量的互溶劑添加到后置液中，以此來促進巖石水濕性的恢復(fù)，促進排液效率與速度的顯著有效提升。

(2)關(guān)井的條件

關(guān)井條件需要從多個方面進行綜合的考慮，如酸液進行有效作用的時間、反應(yīng)產(chǎn)物的具體狀態(tài)、反應(yīng)生成氣體的助排能量以及鐵離子是否會產(chǎn)生沉淀物等。

第一，最大限度的從儲層中將反應(yīng)副產(chǎn)物排出來，進而避免堵塞儲層，對酸化效果造成不必要的影響；第二，排液之前以及過程中應(yīng)該確保鐵化合物不會產(chǎn)生沉淀或者沉淀產(chǎn)生的很少；第三，針對儲層中所包含的各種能量和由反應(yīng)所生成的各種膨脹氣體進行合理的利用，以此來當做助排的重要能量；第四，對酸液作用的有效時間進行科學(xué)的分析，以此來確保儲層和酸能夠進行充分的反應(yīng)。

針對上述所講，前三個方面明確的指出關(guān)井反應(yīng)的時間應(yīng)該盡可能的縮短，即在完成注酸之后應(yīng)該在第一時間內(nèi)進行開井排液。同時，根據(jù)室內(nèi)酸巖的各種反應(yīng)試驗證明，由篩選得到的處理液體系和儲層巖粉之間的有效作用時間通常為30到120分鐘之間，故關(guān)井反應(yīng)的時間最好能夠保持在處理液中儲層中反應(yīng)的30到120分鐘，基于對注后置液、頂替液從進入到地層中時便可以進行一系列的反應(yīng)，故應(yīng)該將注后置液與頂替液的時間扣除掉，以此將關(guān)井反應(yīng)的時間計算出來，即關(guān)井反應(yīng)實際所用的時間在30分鐘到1個小時之間。

3.現(xiàn)場應(yīng)用

(1)已經(jīng)實施井的基本情況

為了能夠更好的與大港灘海油田儲層進行快速勘探和試油等方面的要求，可以采用一邊研究，一邊實踐與一邊完善的方式，對現(xiàn)場試驗與應(yīng)用進行探究，可以在灘海地區(qū)先后進行五井次，之后在實施的具體過程中進行經(jīng)驗的不斷總結(jié)，實現(xiàn)對酸液體系和酸化工藝的有效完善，極大的促進增產(chǎn)，實現(xiàn)理想的增產(chǎn)效果。通過在實踐過程中的不斷探索，目前為止相對比較規(guī)范的灘海酸化設(shè)計方法與原則應(yīng)該初具規(guī)劃化。如下表1所示現(xiàn)場實施井。

表1 現(xiàn)場酸化實施井的基本情況

(2)分析酸化的效果

莊海4X1井在酸化之前是可以進行自噴生產(chǎn)的，但是其本身的氣油相對來說比較高，每立方米可得到3074．4m3，并且根據(jù)測試結(jié)果，該層的污染非常嚴重，表皮系數(shù)已經(jīng)達到78．6，氣的產(chǎn)量相對較大，故極有可能對原油的產(chǎn)量造成一定程度的影響，故油溶性暫堵劑實施以后，可以有效的降低酸化后的表皮系數(shù)，大幅度的促進油產(chǎn)量的提升，在此基礎(chǔ)上氣油的產(chǎn)量也逐漸降低，增產(chǎn)達到理想的效果，油層中的產(chǎn)能也獲得了有效的釋放，進而能夠強化人們對儲層的準確認識。這也從某種程度上進一步證明酸液體系應(yīng)用的正確性、工藝的合理性，并且暫堵分流技術(shù)的成功應(yīng)用在一定程度上促進了對氣層暫堵效果的實現(xiàn)，分流的目的也進一步達到。

根據(jù)張海5井和501井、莊海9X1井酸化之前的排液結(jié)果證明油田并沒有任何的產(chǎn)出，在深部解堵酸化試驗之后，自噴生產(chǎn)完全可以實現(xiàn)，油氣的產(chǎn)量較之前也會逐漸獲得大幅度的顯著提升，能夠促進酸化解堵效果的顯著增強，進而有助于預(yù)期目的的實現(xiàn)。同時，進一步證明酸化酸液體系在儲層條件下的適宜性，不僅能夠有效的實現(xiàn)解堵，并且再次有效的驗證了工藝本身的正確性，為該地區(qū)其他井試油進行科學(xué)的改造提供了重要的指導(dǎo)與借鑒。

張海7井在酸化的前后，均借助的水力泵的方式實現(xiàn)排液求產(chǎn)，并且本層只能將水產(chǎn)出來，油氣很難甚至不能產(chǎn)生。根據(jù)這種情況，酸化仍然有助于儲層滲流條件的改善。

4.結(jié)論與建議

第一，通過客觀且公正的評價酸液和添加劑本身的篩選試驗，可以從中將合適的酸型選出來，并對酸液的具體配方進行有效的優(yōu)化，由此便形成可與海灘砂巖儲層酸化相適應(yīng)的酸液配方體系。第二，通過對酸化施工參數(shù)的優(yōu)選、排液方式的科學(xué)選擇、施工方案的優(yōu)化，可以將極具操作性、適用性非常高的酸化設(shè)計方案編寫出來，以此來促進灘海油氣產(chǎn)能的顯著提高。在酸液中對如何防止碰撞、微粒的運移、鐵離子的沉淀以及巖石潤濕性的改變等進行充分的考慮，以此來對酸液的類型、濃度以及添加劑等進行全面的分析與合理的選擇，尤其是那些敏感性相對比較高的層系來說，早酸液類型、添加劑以及液體的組合等方面更需要進行慎重的考慮與選擇。第三，出于對大港灘海油田儲層特性、流體性質(zhì)等方面的考慮，以此將酸化工藝有關(guān)的一系列工藝提出來，在此基礎(chǔ)上有助于油層有效清洗、流體流動效率的有效改善、解堵、儲層保護目的以及酸液合理分流的實現(xiàn)，如互溶酸、膠束酸等。第四，針對海上酸化試驗，所提出的方案具有很強的可操作性和安全性，并且在此基礎(chǔ)上出于對各種因素的綜合考量，如經(jīng)濟與技術(shù)等，所采取的排液方式主要是射流泵排液為主。

[1]李瑩,董萍,曲昌萍,吳世剛,李漱巖.大港油田灘海地區(qū)地面配套工藝技術(shù)[J]. 油氣田地面工程,2003,(10).

[2]趙愛軍,方華,楊宏飛,張光軍.大港油田灘海地區(qū)酸化工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 油氣井測試,2011,(03).

季鵬（1986～），男，中國石油集團海洋工程有限公司天津分公司，研究方向：油氣田工程。

((責(zé)任編：李燕)

Acidification Technology Research and Application for Dagang Oilfield in Sea Beach Area

Ji Peng, Ma Kuikui

（Tianjin Branch Office, Marine Engineering Co. , Ltd, China National Petroleum Corporation, Tianjin, 300451）

Through the deep analysis of the geology, fluid and all the hidden damage mechanism in rock ore and reservoir of sea oilfield reservoir and on the basis of theoretical analysis, a large number of trials and technology solutions, this paper has combined the similar oilfields with the relevant experience of reservoir acidification experimental researches and carried on the detailed, comprehensive and in-depth study of the acidification technology for Dagang oilfield in beach area, on which basis, the corresponding supporting technologies have been pushed out and applied to the concrete practice. The success construction rate and efficiency rate of acidification technology are as high as 100%, which has greatly promoted the significant increase of yield-increasing effect and further released the natural capacity contained in reservoir, besides, it is helpful for people to raise their awareness degree for the reservoir.

Dagang oilfield；sea beach area；acidification technology；research and application

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