優(yōu)化海上水井酸化增注工藝措施探討

程強(qiáng)

【摘 要】本文就海二采油管理區(qū)所轄水井船舶酸化解堵施工低效問題，分析其主要因素：注水水質(zhì)、注采強(qiáng)度、酸化規(guī)模、酸化工藝及其他因素。提出了工藝優(yōu)化方案，正擠前置液（平臺注入水+降壓增注表面活性劑）→正擠主體酸增注液（磷酸配方）→正擠后置液（平臺注入水+降壓增注表面活性劑）→正擠頂替液（高泵壓大排量擠入與增注液等量頂替液），并在CACB1C-3、CACB25E-5兩口水井進(jìn)行了試驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】水井酸化；埕島油田；近井地帶；低效因素

一、水井管理現(xiàn)狀

隨著海上油田的開發(fā)，埕島區(qū)塊地層能量逐年下降，補(bǔ)充地層能量保證水驅(qū)開發(fā)效果是接下來很長一段時(shí)間海上油田開發(fā)首要任務(wù)之一。

海二采油管理區(qū)現(xiàn)有注水井59口，其中同心雙管井7口。開井58口（CACB251D-3增壓增注，長停井），日注水量12987方（配注13320方）。平均下井年限2.98年，5-8年的13口。分注井52口，分注率88.1%，層段合格率69.2%。

二、常規(guī)水井酸化增注工藝低效因素分析

酸化又稱酸處理，是油層改造、增產(chǎn)增注的重要措施之一。它是將酸液注入到地層中，依靠酸液的化學(xué)溶蝕作用，使酸液與油層巖石中的粘土礦物、碳酸鹽巖類等成分發(fā)生化學(xué)作用來提高油層的滲透性，改善油、氣、水的流動狀況，從而增加油、氣井的產(chǎn)量或注水井注入量的工藝方法。其目的主要有：（1）改造低滲透地層，提高油層滲透率；（2）解除油層孔隙堵塞，打開油氣流入井的通道。

統(tǒng)計(jì)分析海二采油管理區(qū)2015年9月至2018年5月利用常規(guī)海上船舶解堵酸化工藝施工對水井19井次，平均有效期146.42天，其中CACB251C-1兩次酸化施工完仍然欠注，CACB25A-3、CACB20CB-4井因酸化后效果不佳對配注進(jìn)行相應(yīng)降低處理。利用主要因素分析法，查找注水井酸化低效因素。分析認(rèn)為：

（1）注水水質(zhì)因素：埕島油田注水初期注入水采用海水，礦化度、鹽堿度極高，對地層造成了不可逆的污染破壞。目前平臺注入水大多采用生產(chǎn)污水和水源井水混合注入方式，該種混合注入水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低，含有大量懸浮固體和油污，容易產(chǎn)生碳酸鹽、鐵氧化物等無機(jī)垢物及殘余油污染，從而導(dǎo)致地層滲透率顯著降低，注水能力下降；

（2）注采強(qiáng)度因素：埕島油田投產(chǎn)初期注采關(guān)系不平衡，造成地層能量虧空驟減、地層骨架坍塌等傷害。目前強(qiáng)采強(qiáng)注是海上油田最普遍生產(chǎn)方式，為彌補(bǔ)地層虧空，平均單井日注水量較大，在注入水長期沖刷以及酸化過程中的溶蝕作用，導(dǎo)致微粒運(yùn)移和出砂現(xiàn)象，造成注水油壓上升、注水能力下降；

（3）酸化規(guī)模受限：由于海上油田酸化施工完全依靠船舶，受船舶罐存小、平臺空間小、施工成本高等諸多因素影響，主體酸增注液用量一般在15—95m3，酸化解堵半徑多為1.5m左右，僅可解決進(jìn)井地帶的部分堵塞；

（4）酸化工藝因素：常規(guī)酸化工藝通常為正擠前置液（平臺注入水+粘土穩(wěn)定劑+油層清洗劑）→正擠主體酸增注液（土酸配方）→正擠頂替液（少量平臺注入水），改工藝由于受配方及酸巖面容比較大的影響，導(dǎo)致酸巖反應(yīng)速度快、易在地層中發(fā)生乳化效應(yīng)，酸液有效作用距離小，易產(chǎn)生二次沉淀再次堵塞地層；

（5）其他因素：埕島油田注水井多為油井轉(zhuǎn)注井，注水層位存在一定的殘余油，且地層原油粘度較高，有機(jī)質(zhì)含量較高，容易形成乳化堵塞。

三、優(yōu)化工藝，改善注入環(huán)境

受海洋惡劣工作環(huán)境以及海況的影響，一直以來海上油田開發(fā)均處于高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的狀態(tài)，水井欠注不僅直接影響對應(yīng)油井產(chǎn)量，另一方面措施施工也會造成原油生產(chǎn)成本的增加。因此如何降低采油成本，提高開發(fā)效益，延長水井酸化解堵有效周期是我們亟待解決的一個(gè)重難問題。

經(jīng)過海二采油管理區(qū)技術(shù)管理室相關(guān)技術(shù)人員可研攻關(guān)，我們對水井酸化工藝進(jìn)行優(yōu)化，遴選更適合埕島區(qū)塊儲層的主體酸增注液配方，并應(yīng)用到CACB1C-3、CACB25E-5兩口問題水井上。

CACB1C-3井于2018年3月14日下新型同心雙管作業(yè)完投注，投注后內(nèi)管呈現(xiàn)油干持平欠注，3月27日進(jìn)行第一次酸化，內(nèi)外管油壓均緩降至0.2MPa，仍欠注51%，酸化效果極差，且在4天后內(nèi)管油壓驟漲，油干持平。我們對酸化增注液配方及酸化工藝進(jìn)行深層次優(yōu)化：

正擠前置液（平臺注入水+降壓增注表面活性劑）→正擠主體酸增注液（磷酸配方）→正擠后置液（平臺注入水+降壓增注表面活性劑）→正擠頂替液（高泵壓大排量擠入與增注液等量頂替液）

5月4日，利用降壓增注表面活性劑耐酸、降低表面張力、防止生成乳狀液、優(yōu)良潤濕改變性能等優(yōu)點(diǎn)，磷酸電離度低，緩速效果明顯的作用，更好地對油管、地層進(jìn)行結(jié)構(gòu)性保護(hù)，增加酸作用距離實(shí)現(xiàn)地層深部解堵。直至目前該井內(nèi)管油壓穩(wěn)定在2MPa，持續(xù)注水31天均能達(dá)到配注要求。

總結(jié)CACB1C-3井成功解堵案例，5月10日組織對CACB25E-5井運(yùn)用同一工序、同一配方進(jìn)行酸化解堵。泵入部分前置液利用降壓增注表活劑對油管及地層進(jìn)行保護(hù)，改變潤濕性；高泵壓大排量泵入復(fù)合酸稀釋液對進(jìn)井地帶進(jìn)行解堵；在泵車及油管耐壓承受范圍之內(nèi)，以最大排量將后置液及足量頂替液泵入井中，向地層深部持續(xù)推進(jìn)增注液的同時(shí)對酸化后的進(jìn)井地帶進(jìn)行結(jié)構(gòu)性修復(fù)。通過一系列的努力，CACB25E-5井酸化解堵施工取得由油壓7.2MPa欠注38.7%變?yōu)橛蛪?.1MPa超注的優(yōu)良成果（見下表）。

四、結(jié)論

根據(jù)對前文所述酸化低效因素分析，本次就酸化工藝進(jìn)行優(yōu)化并實(shí)際應(yīng)用。得出以下結(jié)論：

（1）磷酸配方增注液電離度低，緩速效果明顯，可增加酸液作用距離，達(dá)到深部解堵的效果；

（2）在前置液及后置液中加入降壓增注表面活性劑可降低表面界面張力，防止生成乳化液，保護(hù)油管地層的同時(shí)又增加了酸液有效作用距離；

（3）后置液的泵入可進(jìn)一步改善井壁附近儲集層物性，盡量減少或消除酸巖反應(yīng)可能產(chǎn)生的有害沉淀物，恢復(fù)儲集層固相和沉淀性酸反應(yīng)生成物的親水性，可有效防止乳化形成，改善儲集層粘土礦物的水敏性，從而達(dá)到延長酸化有效期的目的；

（4）高泵壓、大排量泵入相當(dāng)體積的頂替液既可將主體酸增注液向更深部的地層孔隙推進(jìn)，起到深部解堵效果，還可以使孔隙中一些二次沉淀物沖洗開，防止二次堵塞污染。

（5）目前已試驗(yàn)的兩口水井酸化效果較常規(guī)工藝酸化水井效果明顯改善，我們將持續(xù)對這兩口井進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并在接下來的工作中增加試驗(yàn)對象進(jìn)行深入分析。