注水井酸化增注工藝技術探討

黑龍江 李宏宇 李紅梅 趙玉珍

注水井酸化增注工藝技術探討

黑龍江 李宏宇 李紅梅 趙玉珍

為解決注水井的吸水能力下降問題，在油田開發過程中，先后有針對性地采取了多種增注措施，如壓裂、酸化、擠活性水、物理法解堵等，但增注效果不理想，增注難度越來越大。為解決這一問題，筆者認為必須系統、全面地研究儲層地質特征，實驗分析儲層的潛在傷害因素、各種工程作業、酸化增注過程以及注入水本身對儲層的傷害機理和傷害程度，研究適宜的酸化工作液體系和酸化工藝技術，解除近井地帶的傷害，恢復和提高油層的吸水能力。

注水井；酸化增注

一、開展酸化增注技術研究的必要性

大慶油田外圍大多數注水井注水壓力逐年增高，注水量逐漸減少，嚴重影響了注水開發效果。分析認為，酸化工作液的針對性差、酸化過程中的二次傷害的存在、酸巖反應認識的不足、質量控制的不完備是導致注水井酸化增注效果差的主要原因。為解決這一問題，必須系統、全面地研究儲層地質特征，實驗分析儲層的潛在傷害因素、各種工程作業、酸化增注過程以及注入水本身對儲層的傷害機理和傷害程度，研究適宜的酸化工作液體系和酸化工藝技術，解除近井地帶的傷害，恢復和提高油層的吸水能力。因而，有必要針對上述問題進行研究。

因此，我們對大慶油田幾個區塊進行了酸化工藝技術研究，將重點解決油層傷害而導致的吸水能力下降的注水井的酸化增注問題，對于改善以注水開發為主的大慶油田的注水開發效果，保持產量的穩定具有重要意義。

二、儲層地質分析研究

大慶油田外圍的特低滲透油田，油藏埋深1500～2200m，開采層位主要是扶余和楊大城子油層，個別區塊發育埋藏較淺的葡萄花油層。扶楊油層儲層物性屬特低滲透級，其平均孔隙度為12.3%，平均空氣滲透率為2.71×10-3μm2。孔隙半徑較小，主力油層的孔隙半徑為1.0～1.5μm，小于0.5μm的細小孔隙體積超過總體積的50%。油層巖石顆粒較細，為極細砂和粗粉砂巖，以泥質膠結為主，礦物成分中泥質含量為5～19.5%，平均12.3%，石英含量為25～30%，長石含量為28～34%，巖屑含量為22～30%，方解石含量2～8%，屬混合砂巖。因此，總的來看，大慶油田儲層滲透率低，儲層孔喉小，粘土礦物含量高，反映了儲層的低滲特點。

三、儲層敏感性分析研究

分析油氣儲層的敏感性，是研究儲層損害機理、保護儲層或減小儲層損害的重要技術。儲層敏感性的評價分析是一項綜合性的實驗研究工作。

儲層速敏性的大小主要與儲層巖石礦物中各種成份的膠結程度，孔隙孔喉的分布和流體種類及其流速大小有關。通常顆粒膠結疏松，喉道彎曲，潤濕性流體和流速高易將巖石顆粒沖刷下來，堵塞孔隙孔喉，降低儲層的滲透率。

儲層鹽敏性的大小與進入儲層的流體的鹽度有關，通常注入流體的鹽度高于儲層流體的鹽度，不會導致儲層巖石的鹽敏性發生，但也有可能引起粘土的收縮、失穩和脫落。但是當較低鹽度的流體進入地層，并與儲層巖石礦物接觸時，粘土具有的離子交換特性，使粘土中的離子朝進入水中的方向移動，粘土表面凈負電荷增加，導致粘土顆粒之間因靜電排斥作用而膨脹和分離，引起孔隙空間和吼道收縮，從而發生鹽敏。注入淡水時巖石的滲透率與注入地層水時巖石的滲透率之比表示鹽敏系數，此值越小，表示巖石鹽敏性越嚴重。

儲層水敏性的大小主要與巖石礦物中水敏性粘土礦物的含量有關，蒙脫石遇水后體積膨脹，使流動喉道縮小，而高嶺石遇水后易分散運移，從而隨著注入水流動造成堵塞，使儲層的滲透率急劇下降。

儲層酸敏性的大小與儲層中的酸敏感礦物酸的類型和濃度有關，通常儲層中的綠泥石和綠蒙混層的含量直接相關，其含量越高，越易導致儲層的酸敏，形成絮狀膠體，堵塞儲層的孔隙孔喉，使滲透率降低。

砂巖的膠結物以泥巖為主，一般泥質含量6～21%。構成泥質的粘土礦物主要由綠泥石和伊利石組成，其含量占粘土礦物總含量的60～70%，其次是蒙脫石—綠泥石混合層和蒙脫石—伊利石混合層，結合流動實驗，證明儲層存在中等的酸敏性。

四、結論

通過以上敏感性實驗分析，結合儲層粘土礦物成分的分析結果，對其潛在的傷害機理作如下分析：

1.掃描電鏡分析砂巖儲層的高嶺石單晶為硅氧四面體和鋁氧八面體組成六角板狀，水中不易膨脹，但地層中集結體常呈頁狀結構，松散附著在砂粒表面或粒間孔隙，形成橋塞，且易受液體沖刷而分散運移，堵塞吼道。因其含量小，不會對儲層造成嚴重的傷害。

2.扶楊儲層伊礫石含量相對最高，在儲層中呈彎曲針狀結晶，附著在砂粒表面，增加孔隙吼道的彎曲性，且易受流體作用而脫落，進入孔隙吼道，造成堵塞。因含量較大，對儲層的傷害也處于主要地位，因此應加粘土穩定劑預防。

3.綠泥石單晶為針葉狀，集結為絨球狀。在酸性介質中，釋放出Fe3+，當pH≥2.2時，開始產生Fe(OH)3沉淀，在pH≥4.3時，Fe(OH)3沉淀完成，這是一種具有片狀結晶的凝膠物質，極易在吼道處堵塞。因其在儲層中的含量較高，因此在酸化中應預防處理，減小其傷害。

4.扶楊儲層都有一定量的綠/蒙混層和伊/蒙混層，這種片狀和絮狀結構體由于層間分子力弱，水易侵入，離解陽離子而發生膨脹、分散、運移，堵塞儲層孔隙通道，也要在酸液體系中加強預防。

（作者單位：大慶油田技術培訓中心）

（編輯 王旸）