ZFJ05復合降壓增注技術研究及應用

李曉明，田育紅，朱名昭，張紅崗，馬 騰，王衛忠

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

ZFJ05復合降壓增注技術研究及應用

李曉明，田育紅，朱名昭，張紅崗，馬 騰，王衛忠

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

長慶油田是“低滲、低壓、低產”的特低滲透油田，隨著油田開發時間的延長，有機物沉積、結垢和微粒運移導致的油水井地層堵塞日趨嚴重，地層能量得不到及時補充，給油田穩產工作帶來困難。黃39、池46等區塊都存在儲層非均質性強、注水壓力高、儲層深部堵塞等問題，特別是一些中高含水期的油井，地層堵塞產量低，常規酸化后高滲水層被打開而低滲油層得不到有效解決針對以上問題，2011年采油三廠引進ZFJ05復合降壓增注工藝，并在現場進行試驗，取得了較好的現場應用效果。

降壓增注；酸化效果；壓力高；深部堵塞

酸化工作液是酸化作業必不可少的物質基礎，其質量的好壞直接關系到酸化作業的成敗，對增產增注的效果起著關鍵作用。為了保護地層，提高酸化效果，最大限度地發揮酸液的作用，必須依據地層特點及酸液和添加劑的作用、性能，綜合篩選酸液配方，使之滿足酸化工藝要求，與地層配伍，以達到有效解除地層污染的目的。

現場施工中，常規酸化一般采用鹽酸與氫氟酸的混合酸(土酸)，砂巖地層由砂粒和粒間膠結物組成，砂粒主要成分是石英、長石，膠結物主要成分是粘土、碳酸鹽礦物。常規酸液與砂巖反應后，存在以下問題：

（1）酸巖反應生成的二次沉淀不易返排，容易造成油層污染等缺點。對于有機垢污染嚴重的油水井，土酸不能與有機垢反應，解堵效果不明顯。

（2）與巖石反應非常劇烈 ，但反應速度過快，所以酸化作用半徑小，穿透力差，有效期較短。

（3）無法解除深部堵塞、部分區塊酸化后層內矛盾加劇。

1 ZFJ05復合酸基本原理和技術理論

1.1 儲層堵塞原因分析

老油田長期開采后，多數油水井都要出現產量和注水量的下降，一個重要原因是壓裂后未完全破膠而殘留在地層的植物膠殘渣的堵塞，以及碳酸鈣垢和硫化亞鐵等酸溶性垢的堵塞，原油中的蠟、膠質、瀝青質、鐵細菌、硫酸鹽還原菌的代謝產物堵塞，這些堵塞物經常規酸化作業不能完全解除。尤其注水井長期欠注,可致油藏注采關系不完善,中低滲透層難以啟動等,嚴重影響了油田的整體開發效果。通過對低滲油藏注水欠注原因進行分析，其主要影響因素有:

（1）儲層滲透物性差、滲透率低，有一定程度的水敏，儲層傷害造成注水啟動壓力高，注水壓力上升快。

（2）井筒不清潔和注入水水質不穩定因素的影響,與儲層配伍性差，導致細菌、雜質、鹽類在地層中長期積累造成傷害。

（3）受巖石潤濕性的影響,導致巖石的孔隙內存在束縛水,使注水壓力上升,甚至注不進水。

1.2 ZFJ05工藝技術針對儲層堵塞的解除思路

（1）應用酸質解堵劑：解除各類酸溶性無機鹽垢、溶蝕儲層礦物顆粒、儲層孔隙填充物，增大儲滲空間；

（2）應用氧化性解堵劑：解除各類有機堵塞污染，如壓裂成膠劑、殘渣，原油膠質、瀝青等重質組分；

（3）應用堿質解堵劑：配合氧化性解堵劑，協助解除有機堵塞污染；

（4）應用氣、熱解堵：由反應生成的CO2及反應熱：

①解除儲層“冷傷害”；②可以使原油降粘；③CO2可以在儲層中形成弱酸進行深部解堵；④降低油—水界面張力，增加水的粘度20%～30%，提高水驅動用程度，增加對應油井的產量。

2.3 基本技術原理

該技術可清除油層內部的酸溶性無機鹽垢及有機污染堵塞物,同時，處理劑在油層內部混合反應后,生成CO2氣體。當生成CO2氣體的溶液注入地層后,溶液首先到達地層的高滲透層,溶液內部物質之間發生化學反應,放熱并生成CO2氣體。反應形成的大量CO2可以在儲層中形成弱酸進行深部解堵。該技術在酸化增產液中加入氧化性解堵劑，將把親油的硫化亞鐵氧化為親水的氧化鐵水化物，它將被酸中的添加劑螯合。氧化性解堵劑還將氧化由于硫化亞鐵與酸反應產生的H2S，以減少H2S對油套管的腐蝕，還可氧化生物有機質殘余物和植物膠壓裂液殘留物。處理液中的膠束劑和互溶劑可溶解巖石孔隙內殘留的重烴，并作為反應殘物的結合劑，有效的防止了二次污染，使儲層的產能得以恢復。總之，不同組分處理劑的協同解堵作用達到注水井降壓增注的目的。

2 適用條件和現場應用工藝參數設計研究

2.1 選井選層條件

（1）油層均質性強、發育好、區塊封閉性好；（2）油水井對應關系明確，層系相對單一；（3）原油中膠質、瀝青質含量相對較低；（4）對于低滲透油田地層垢堵、乳化堵、壓裂液傷害、細菌FeS堵塞等有機無機復合堵塞、復雜堵塞類型的油水井比較適應；（5）適應于有深部堵塞的油水井。

2.2 應用工藝參數設計

2.2.1 工藝設計原則 實施ZFJ05復合解堵降壓增注工藝技術時,應針對不同情況,采用不同的設計方法：

（1）對于欠注不太嚴重,水驅控制儲量大,對應油井日產油量較低、含水高的注水井,采用施工處理液平衡設計方法,以突出其驅油功能。

（2）對欠注較為嚴重的注水井,突出其降壓增注的功能,采用施工處理液不平衡設計方法。

2.2.2 現場施工工藝參數設計

注入方式：分段塞連續注入；

注入壓力：低于油層破裂壓力；

注入量：建議每米油層厚度8～10 m3；

注入速度：根據油井壓力和注水井吸水量決定，采取低速注入，防止層內生成的CO2氣體出現“突進”現象，一般注入速度小于10 m3/h；

關井反應時間：控制在20～30 min。

處理液用量，按單井7～10 m油層計算，預計施工液體用量。

表1 ZFJ05油水井復合解堵增注工藝技術施工液體用量

2.2.3 現場施工工藝設計 （1）現場施工液體組成，（見表2）；（2）現場施工設備和條件（見表 3）。

表2 ZFJ05油水井復合解堵增注工藝技術施工液體組合

表3 ZFJ05油水井復合解堵增注工藝技術施工設備和條件

表4 ZFJ05復合解堵降壓增注效果表

表5 坊102-93措施效果表

2.2.4 處理劑配液方案 1號處理液可現場配制；2號處理液要求用熱水配制，或配好后用水罐車拉入現場；1號處理液和2號處理液要用隔離液隔開，地面嚴禁混合。

3 ZFJ05的現場應用效果評價

2011年共試驗ZFJ05油水井復合解堵降壓增注工藝33口，措施有效率84.3%，累計增注57822 m3，單井平均年累計增注1806 m3，取得了較好的措施效果。ZFJ05技術在現場應用試驗中，取得了顯著的降壓增注效果：措施后水井注水壓力平均壓力由15.8 MPa下降到12.5 MPa，單井壓力下降幅度最高9 MPa。具體情況（見表4）。

典例1坊102-93井，該井于2011年6月分注長8、長9層，投注后注不進。2011年7月28日改反注后，油套壓為14.2/14.2 MPa，反注后仍注不進，分析認為該井長8層儲層物性較差，導致注不進，因此要求對該井長8層實施酸化降壓增注，以達到地質配注要求，及時補充地層能量。

措施后壓力由12.5 MPa下降到8.5 MPa，日增注32 m3。ZFJ05復合降壓增注技術對于黃39區塊長8長9儲層，具有較好的適應性，能有效解決該區域的地層堵塞問題；與壓裂增注的措施效果相比，效果好于壓裂增注，且具有增注幅度大，有效期長的特點。

4 結論

4.1 現場應用試驗表明

ZFJ05復合降壓增注技術采用多組分復合體系，具有近井地帶和遠井地帶綜合解堵的作用，對低滲砂巖儲層、堵塞類型復雜、污染嚴重的油層具有顯著的解堵、降壓增注效果，且明顯優于常規酸化解堵，有效期長；對敏感性地層有較好的適應性。

（1）ZFJ05復合降壓增注工藝技術對于油層均質性強、發育好、區塊封閉性好的區塊；以及油水井對應關系明確，層系相對單一的油田區塊，措施效果較好。

（2）ZFJ05復合降壓增注工藝技術對于注水過程中，地層中形成的復合型堵塞較多的井，措施效果較好。

（3）在長慶油田現場應用實踐表明：ZFJ05復合降壓增注技術對于長慶復雜堵塞類型的油水井和安塞低滲透油田長2、長6、長8等各個儲層，都有較好的適應性，尤其是對于其它措施無效的復雜地層，具有較好的適應性，在某些區塊，措施效果甚至好于壓裂措施。

4.2 ZFJ05復合降壓增注技術具有如下突出特點

（1）堵塞高滲透層，形成新的地下流體平衡，增加波及體積。

（2）驅替低滲透層內的剩余油。

（3）解除油藏深部污染：集酸化解堵、氧化解堵、熱解堵、堿解堵、CO2強烈的溶蝕性、解吸性和提取性等多種功效于一身。

（4）降低注水壓力效果顯著，可有效改善吸水剖面。

4.3 ZFJ05復合降壓增注工藝技術的技術創新點

（1）該工藝技術研制的解堵劑是一種酸質解堵劑、堿質解堵劑、強氧化劑、氣熱劑及一些復合添加劑構成的多組分復合體系，具有近井地帶和遠井地帶綜合解堵的作用，使解堵效果明顯優于常規酸化解堵，有效期長。

（2）該技術運用了多種解堵機理，溶多種解堵技術與化學驅油技術于一體，并可產生多種技術疊加的超加和效應。

（3）該技術不是一般的酸化解堵，而是通過綜合性的治理改造，改善儲層的液相滲流環境，在解堵的同時形成的驅油段塞，有效提高驅替效果和采收率。該技術提出了一種新的解堵理念，打破了一貫的常規酸化解堵思路，是解堵技術的一大進步。

[1] 閆治濤，許新華，涂勇，等.國外酸化技術研究新進展[J] .油氣地質與采收率，2002，9（2）:86－87.

[2] 王鐵林，張建偉，馬鵬濤，等.一種新型的物化解堵增產增注工藝[J] .鉆井液與完井液，2005，22（5）:110－112.

[3] 倫納德.卡爾法亞，著.吳奇，鄒洪嵐，張汝生，汪永利，譯.酸化增產技術[M] .北京：石油工業出版社，2004.

[4] 龐彥明，郭洪巖，楊知盛，羅忠華，編譯.國外油田注氣開發實例[M] .北京：石油工業出版社，2001.

Research and application of ZFJ05 multiple technology of depressurization and stimulation

LI Xiaoming，TIAN Yuhong，ZHU Mingzhao，ZHANG Honggang，MA Teng，WANG Weizhong
（Oil Production Plant 3 of PetroChina Changqing Oilfield Conpany,Yinchuan Ningxia 750006，China）

Changqing Oilfield is a typical oilfield with low permeability,low pressure and low production.As the oilfield development goes on,the formation plugging problem raised from organics deposition,scale formation and fine migration becomes more and more serious,and it causes the timely energy supplementation so difficult that stable production can't be realized.Blocks as Hang39 and Chi46 have problems of strong heterogeneity,high water-injection-pressure,and deep plugging.For some wells in medium-high water cut stage,the formation plugging causes low yield.The conventional acidization improves the formation with high permeability while it fails for the formation with low permeability.Considering the problem mentioned above,in 2011,ZFJ05 multiple technology of depressurization and stimulation was carried out in plant 3 of Changqing oilfield,and field effect was satisfactory.

depressurization-stimulation；acidization effect；high pressure；deep plugging

TE357.2

A

1673-5285（2012）04-0052-04

2012－02-18

李曉明（1982-），2007年畢業于中國地質大學（北京），石油工程專業，現為長慶油田采油三廠工藝研究所井下室技術干部。