老井高效作業工藝技術研究與應用

宋連銀，趙志平，魏江偉，馬紅星，王忍峰

（1.中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安 710200；2.川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術研究院，陜西西安 710018）

本項目以姬塬油田老井高效作業為目標，結合姬塬油田三疊系、侏羅系兩大主力油藏的地質特征，提出了重復壓裂改造工藝的基本思路和方法。重點研究了稠化水酸性清潔壓裂液壓裂和酸蝕多縫體積改造壓裂、水井微弱酸酸化工藝和負壓返排工藝，取得了較好的應用效果，對姬塬油田提高穩產水平和開發效益具有重要意義。

2013 年，長慶油田明確了連續四年油井措施增油40 萬噸的目標，這就對老井壓裂酸化等修井作業提出了更高的要求。面對措施增油任務重、措施工作量大等挑戰，采油五廠以提高采收率、提高單井產量，降低成本的“兩提一降”為目標，深入貫徹“體積壓裂”理念，開展“重復壓裂年”活動。在實施過程中，采油五廠通過稠化水酸性清潔壓裂液、酸蝕多縫體積改造等多種工藝技術，提高措施作業效率，努力提升措施增產水平，實現了姬塬油田經濟有效的開發。

1 高效作業工藝技術研究

姬塬油田是典型的低滲透油田，壓裂是低滲油田開發必不可少的一個作業環節，姬塬油田在壓裂技術方面已積累豐富的經驗和成績，并一直在探索適合姬塬地層特點的壓裂技術。多年來，為了提高單井產量，提高采收率，在姬塬油田先后開展了縫內轉向壓裂、前置酸壓裂等一系列老井重復改造壓裂技術，這些技術目前在低滲油田的重復改造中仍扮演著重要的地位[1]。

但隨著技術進步，材料科學的發展，出現了多種技術組合與集成，這些技術在油井的增產和增注措施方面發揮巨大的作用。壓裂酸化向提高油藏采收率方向發展，在所有措施完井過程中，低－無傷害是所有工作液的發展方向和要求。提高壓裂酸化施工作業效率和降低作業成本，是今后老井措施新的目標和方向。

1.1 稠化水酸性清潔壓裂液高效作業工藝

采用稠化水酸性清潔壓裂液無論進行重復壓裂，還是進行新井投產壓裂，都取得了一定的改造效果，證明該技術具有較強的實用性[2]。另外，其具有無需現場配液，壓后不用抽汲的技術特色，能夠節省大量的時間，縮短試油周期，這對如何提高單井或井組試油作業效率提供了一個新思路。

圖1 稠化水酸性清潔壓裂液現場施工流程示意圖

稠化水酸性清潔壓裂液體系具有現場連續混配、壓后不抽汲等技術特色，能夠簡化目前施工工序，無需提前配液，可減少現場備罐量，壓后不清罐；在施工時，主要依靠清水和稠化劑混合產生交聯反應從而攜砂進行壓裂施工，只要準備好足夠的稠化劑、清水和石英砂，就可連續實現加砂壓裂；壓后無需抽汲直接投產，可以提高施工效率，縮短作業周期。

表1 作業周期對比表

圖2 采用稠化水酸性清潔壓裂液現場壓裂過程

1.2 酸蝕多縫體積改造壓裂

通過酸改造來實現天然微裂縫的開啟，降低滲流阻力，提高儲層基質向裂縫壁面的供油能力，通過造多縫而不是造長縫，擴大泄流面積，已成為超低滲儲層改造新的技術方向[3]。

圖3 酸蝕多縫體積改造示意圖

該技術通過使用較大的前置酸量，使用大排量擠酸，并在擠酸后關井反應，酸液可實現對近井地層、裂縫壁面、遠端裂縫周圍地層進行深部解堵處理，并且在大排量擠酸的過程中通過溶蝕作用可以開啟地層微裂縫，形成新的產油通道。擠酸關井反應后對儲層壓裂改造，在擴大裂縫規模的同時，將酸溶蝕開啟的微裂縫填砂延伸，實現對儲層的體積改造目標。該工藝施工參數特點如下：

（1）大前置酸量，30～50 m3前置酸，擴大酸處理范圍，溝通近井地帶微裂縫。

（2）大排量擠酸，1.4～1.6 m3/min 排量擠酸，高于地層破裂壓力開啟微裂縫。

（3）擠酸后關井反應，擠酸后關井1～2 h，保證酸巖反應時間。

酸蝕多縫體積改造不僅實現了近井地帶酸處理，而且對裂縫深部及與主裂縫溝通的微裂縫進行深部處理改造，將裂縫井的線性流改造后實現了井筒周圍大范圍的徑向流，實現提高改造效果的目的。前置酸壓裂施工前，往往需要在酸罐中配制，配酸的過程中難免造成酸液外濺或漏失，由于原酸不同于殘液，對環境及人體傷害較大。目前酸改造井逐漸增多，酸量逐漸增大，而且使用酸罐車配酸會增加很大的成本，因此有必要探索應用連續混配酸改造施工工藝。由于酸量大，施工時上水可分別接原酸和水，通過閥門控制比例，實現連續混配，安全環保。這樣只需要將原酸拉運至井場，直接連接混砂車，同時上水和原酸，并在攪拌罐或管線中混合，這樣避免了原酸泄漏造成的污染和傷害。而且混配后可根據工藝在攪拌罐中加入化學藥劑，適用于復雜工藝的施工。

2013 年酸蝕多縫體積改造47 口井，酸量均在40～50 m3，在初期仍使用原始配酸方式，工序復雜，后期40口采用連續混配施工，平均施工時間減少1 h 以上，并且原酸無泄漏，實現了環保要求。

1.3 水井微弱酸酸化

微弱酸酸化液是一種酸性分子成膜溶液，稀釋后通過撬裝式柱塞泵每天隨著注入水定量注入，不影響水井的正常注水，達到快捷酸化的目的[4]。酸液主要有以下作用：（1）酸液將注水井中的碳酸鹽垢和硫酸鹽垢緩慢溶解，疏通水流通道；（2）酸液進入儲層降低儲層pH 值環境，增大巖石表面的Zeta 電位和巖石表面接觸角，降低巖石表面親水性，從而提高儲層滲透率；（3）微弱酸酸化液中表面活性劑利用陰陽離子靜電吸附的反應特性，在油藏礦物表面沉積形成的單層分子膜，由于砂巖顯電負性，成膜劑進入儲層后會在砂巖表面發生吸附，憎水基向外排列，除剝落水膜外還具有改變巖心潤濕性和粘土防膨的作用，達到降壓增注目的。液體由儲液罐進入隔膜泵，在隔膜泵作用下，通過出口接頭、不銹鋼高壓截止閥，進入高壓耐酸管線，通過井口單流閥接頭進入單流閥，在隔膜泵壓力作用下，酸液進入進口注水主管線，隨主水管線進入地層，酸解底層。

圖4 工作流程圖

1.4 負壓返排工藝

油水井在生產過程中，近井周圍常常發生因蠟（膠）質、垢、無機顆粒等沉積造成的堵塞，嚴重影響油水井的產量和注水量。為了解除近井地帶的堵塞，提高油水井的產量和注水量，目前全國各油田多采用物理或化學的方法，如水力脈沖、壓裂、酸化、爆壓等工藝措施，取得了不同程度的效果。但上述工藝措施有可能增加地層滲流面積，而對于剝落的機雜顆粒和二次沉淀物無法徹底排除（目前采用返洗或泡排），導致措施效果低，有效期短。為了有效地提高低滲油層的措施效果和延長其有效期，適時引進負壓返排工藝技術，提高了措施有效率及措施效果[5]。

2 現場應用效果分析

2.1 稠化水酸性清潔壓裂應用效果

2013 年，稠化水酸性清潔壓裂液在油井重復改造中應用18 口井，累計增油量超過5 000 t，平均單井日增油1.05 t，平均單井日增油238.9 t，取得了較好的應用效果（見表2）。

表2 姬塬油田2013 年稠化水酸性清潔壓裂液效果表

從整體效果看，延安組應用效果好于延長組應用效果。主要表現在延安組儲層物性明顯優于延長組，壓裂裂縫內部和裂縫附近巖石孔隙中的垢物堵塞得到有效解除后，壓裂裂縫及其附近導流能力明顯提高，使得油井產液量明顯增加；而延長組儲層地層結垢程度明顯弱于延安組儲層，由于儲層物性差，油層平面注采矛盾突出，除近井及裂縫內存在堵塞外，注水見效程度低是延長組儲層油井低產的主要原因。

2.2 酸蝕多縫體積改造壓裂應用效果

2013 年，酸蝕多縫體積改造壓裂在油井重復改造中應用47 口井，累計增油量超過5 000 t，平均單井日增油1.05 t，平均單井日增油238.9 t，取得了較好的應用效果（見表3）。

表3 姬塬油田2013 年酸蝕多縫體積改造效果表

從整體效果看，酸蝕多縫體積改造壓裂在長4+5儲層應用效果好于長2 和長8。主要是由于長2 儲層在酸蝕多縫體積改造壓裂措施解堵后，含水明顯上升，嚴重影響了措施效果。長8 儲層僅應用1 口井，并不能說明工藝的適用性。而長4+5 儲層酸蝕多縫體積改造壓裂后，地層堵塞得到有效解除，油井產能得到恢復，措施效果良好。

2.3 負壓返排應用效果

2013 年，負壓返排工藝在油井重復改造中應用36口井，累計增油量超過3 000 t，平均單井日增油0.61 t，平均單井日增油89.8 t（見表4）。

表4 姬塬油田2013 年負壓返排改造效果表

3 結論和認識

（1）姬塬油田老井措施工作量大，措施增油任務重，這就對老井措施工藝的選擇有更高的要求。高效作業工藝技術有良好的適用性，可顯著提高老井措施的施工效率和措施效果。

（2）稠化水酸性清潔壓裂液是一種具有廣泛應用前景的壓裂液體系，其清潔無殘渣、高攜砂性能、傷害低和易返排等優良性能對低滲和特低滲油藏改造具有明顯的技術優勢。施工無需提前配液，連續混配施工，節約水資源，措施后可采用不抽汲排液直接投產，縮短整個油井大修周期，實現快速恢復生產。

（3）酸蝕多縫體積改造工藝技術，實現對近井地層、裂縫壁面、遠端裂縫周圍地層進行深部解堵處理，并通過酸液溶蝕開啟地層微裂縫，實現對儲層的體積改造目標，并在酸蝕多縫體積改造中探索并應用了連續混配酸改造施工，實現了酸液無殘留的綠色施工工藝。

（4）注水井微弱酸酸化工藝施工簡單快捷，可直接注酸進入注水流程，不影響正常注水。設備中單流閥、高壓管線、接頭、截止閥承壓均可以達到25 MPa，輸出設備最大承壓24 MPa，該設備適合于注水壓力在20 MPa 以下注水加藥，設備安全系數為1.2，滿足微弱酸技術施工安全要求。

（5）負壓返排工藝的裝置管柱結構簡單，入井液返排率均在80 %以上, 可以使入井液量最大限度的返排, 從而降低人井液體對儲層的傷害，尤其是對地層能量較低，普通酸化排液不及時效果欠佳的井更有優勢。

［1］ 王鴻勛.水力壓裂原理［M］.北京:石油工業出版社，1987.

［2］ 任雁鵬，等.酸性清潔壓裂液技術應用研究［A］.國際壓裂酸化大會，陜西西安，2010.

［3］ 劉紅現，趙立強，劉平禮，等.前置酸改善水力壓裂效果機理分析［J］.石油天然氣學報，2008，30（1）：332-334.

［4］ 孟令浩，鄭艷芬，張娟，等.注水井微弱酸在線酸化增注技術研究［J］.石油化工應用，2013，32（1）：37-39.

［5］ 張寧利，周學富，田育紅，等.油水井負壓返排工藝技術研究與應用［J］.石油化工應用，2010，29（12）：39-42.