低滲透油田酸化增注技術研究

王剛（勝利油田方圓化工有限公司 山東東營 257000）

隨著我國石油開采業的不斷發展，油井附近的儲層水質正在不斷下降、注水量也大幅度下降并且注水壓力也迅速上升，地層傷害的問題也日益突出。本文通過對油田油層的地質分析，確定儲層的礦物含量。為了防止二次傷害的發生，需要對巖層進行酸化，并添加多種酸化添加劑，來降低巖層的損壞程度。采用低濃度土酸對巖層進行酸化，符合儲層礦物含量的要求，并能提高儲層的水質。通過分析了油田采油井注水壓力大、吸水厚度低的原因，研究了油田儲層低滲透的增加的原因。油田注水壓力高主要是與地層的礦物成分有很大的關系，而且不同的酸液與砂巖地層的溶蝕率是不相同的，這就需要對酸化添加劑的種類和濃度進行優化選擇。經過酸液靜態溶蝕試驗，水井酸化完成后，油層的吸水能力得到了明顯提高。通過研究試驗，研制出了具有承壓能力強、效果時間長和暫作用效果好的，并適合我國油田的酸化的暫堵劑。暫堵酸化工藝和兩級酸化的同時應用，能夠有效的控制酸化的二次傷害，并且能夠降低油田的能耗，提高油田的產油量，增加油田的經濟效益。經過對低滲透油田酸化增注技術的研究，采用新的注劑和工藝，能夠增加油田的石油產量，降低了油井的生產成本，并能保護水質，具有良好的經濟效益和社會效益。

一、砂巖土酸酸化的種類及作用原理

砂巖的酸化過程是研究增注技術的首要環節，其過程主要是選擇酸液的濃度和類型，并且確定鹽酸、前置液和后置液的用量。為了確保酸與地層中的所有儲層都接觸，酸化過程中的關鍵環節注酸過程就需要仔細的設計，并安排設備監測酸注入地層的過程，防止遺漏。酸液需加入各種添加劑，添加劑的類型和數量則要以完井、地層和油藏流體而確定。在鉆井完井過程中，泥漿和完井液會滲透到地層中，對地層產生傷害。對砂巖酸化則可以溶解地層中的污染物，并能對地層進行礦物溶蝕。酸化的可以分為壓裂酸化和基質酸化兩個類別，是不同的兩種增產技術。基質酸化是指將酸液注射到儲層的一種增產技術，需要儲層的壓力大于施工的壓力，來降低油井附近儲層的傷害。壓裂酸化則是指酸液與壓開地層的某種液體一起進行酸巖反應的一種增產技術方式。由于裂縫壁面與酸的反應是不規則的，在裂縫閉合后會形成崎嶇不平的表面，而崎嶇不平的表面就會具有很強的導流能力，增加巖層的滲透性，從而改善儲層的滲透能力。并且酸液能夠沿不規則的壁面裂縫滲透，穿透的距離較長，將提高控制儲層深部油氣產量的能力。當前對砂巖進行土酸基質酸化的土酸主要有氟硼酸酸化、醇土酸酸化、土酸加氟化鋁酸化和有機土酸酸化。為了提高碳酸鹽巖酸化的效果，能強其的導流能力和防止裂縫的堵塞，需要對其進行酸化，酸化液則一般使用鹽酸。對油田地層的酸化，能夠有效的提高水井周圍的滲透率，降低注水的壓力，是降低注水壓力的有效方法。

二、酸化配方的研究

通過對我國油田地層礦物含量的勘探調查，油井儲層的滲透力低、水壓力高的原因主要是：油田儲層中孔隙的半徑較小，而且孔喉半徑比較大，導致了流體的滲流情況不好；油田的滲透率低，水位上升的速度慢；儲層的孔隙阻力大，并且半徑小；儲層的敏感性導致開采過程的容易對巖層產生傷害。我國大部分油田中長石的含量較高，而長石屬于快反應礦物，酸巖反應快，因此，在設計酸的時候要考慮酸鹽反應速度。同時，由于油田儲層中存在著速敏行礦物，因此在配置酸液濃度時，要考慮巖層的速敏行，從而控制巖層的速敏性和水敏性的發生，從而降低對儲層傷害。油田酸化注劑過程中，油田酸液的主要是為了去除儲層中的傷害物、提高儲層的滲透性；為了防止對儲層的過度腐蝕、增加酸液的使用范圍并防止對儲層產生二次傷害，需要在酸液中加入添加劑。當前，酸液的添加劑主要有酸化破乳劑、鐵離子穩定劑、粘土穩定劑、表面活性劑和酸化緩蝕劑。將以酸液添加劑，按照一定的比例與酸液進行混合，進行試驗，發現該混合液能夠達到酸化的要求，具有良好的配伍性。在實際試驗過程中發現，一般的土酸對巖石的侵蝕比較嚴重，有可能造成儲層下陷、倒塌；低濃度的土酸則不會造成溶蝕率過大，并具有一定的緩速作業。而且一般性土酸會與礦物進行反應，產生沉淀，容易堵塞滲透的孔隙，傷害儲層。而低濃度土酸與油田的礦物反應時，產生的沉淀較少，不會造成堵塞，并能溶解堵塞物，提高油層的滲透率。低濃度酸還具有生產成本低、施工簡單的特點。可見，低濃度土酸是當前比較理想的巖層酸化液。

三、酸化施工工藝的研究

在石油開采的活動中，任何的增產措施都有可能造成油田儲層滲透率的降低。為了對油田儲層的傷害率進行度量，我們確立了表皮系數這一度量值，度量油田儲層的傷害程度。由于低滲透率的傷害貫穿于油井開發的過程，包括增產措施，所以表皮系數是一個隨著油井生產變化而發生變化的度量值。在對油井注酸的過程中，如果表皮系數是不斷增加的，表明了地層的傷害正在不斷增大；如果表皮系數不斷下降，則表示地層的傷害正在不斷減小；如果表皮系數沒有發生變化，則表示儲層的傷害沒有發生變化，酸液對降低傷害沒有效果。酸液的注入過程是砂巖酸化的成功的關鍵。天然油藏的滲透率變化較大，在酸液注入時，酸液極易流向流動阻力小的地層，這樣的地層往往是低傷害區和高滲透區。儲層的高滲透區的滲透率高，水壓也就低，不需要進行酸化，這就需要我們采用暫堵酸化技術，將酸液堵塞，引導酸液進入到需要進行酸化的地方，降低酸液的使用量，從而降低成本。暫堵酸化措施主要是靠注入暫堵劑進行解決的。這就要求暫堵劑不僅需要具備濾餅滲透率低、侵入能力低并能均勻的分布在攜帶液中的物理特點，而且還要具備配伍性高和迅速清理性。暫堵劑主要分為橋堵劑和顆粒堵劑，橋堵劑顆粒較大，形成的濾餅的滲透率較大，主要用于天然微裂縫較多的碳酸鹽地層。顆粒堵劑的顆粒較小，包括水溶性暫堵劑和油溶性暫堵劑。水溶性暫堵劑用于水井，油溶性暫堵劑則應用于油井。