中低滲油藏水井增注技術(shù)的完善與推廣

孫鵬

摘要：興隆臺(tái)采油廠的一些典型高壓低滲砂巖油藏，除了大型水力壓裂地層改造增產(chǎn)增注措施外，油水井化學(xué)解堵是油田主要應(yīng)用的增產(chǎn)增注措施，年實(shí)施工作量在20-30井次左右。目前黃于熱油田、歐31塊共有水井40口，其中開井21口，這些砂巖油藏因高壓低滲易產(chǎn)生深部堵塞的特性決定了對(duì)其實(shí)施的化學(xué)酸化和解堵技術(shù)所選用的解堵液必須要較常規(guī)解堵液更具有反應(yīng)速度慢，穿透距離大的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)將直接影響低滲油藏油層的解堵成功率及作用效果。而目前，在這些油田多采用的是常規(guī)通用解堵酸，因作用速度相對(duì)較快，無法較好解決這些低滲油田油水井深層次產(chǎn)生的次生堵塞，故存在著措施效果差、有效期短的問題。

為切實(shí)提高低滲油田化學(xué)解堵效果，需要在解堵劑緩速長效深穿透機(jī)理方面進(jìn)行深入細(xì)致的研究，以求有效提高低滲油田化學(xué)解堵技術(shù)效果。

關(guān)鍵詞：砂巖;水井;解堵

1.地質(zhì)概況及存在的問題

1.1地質(zhì)概況

歐力坨、黃于熱油田均屬于低滲透油藏，儲(chǔ)層物性普遍較差。儲(chǔ)層巖性以不等粒砂巖和礫巖為主，其次為細(xì)砂巖、中砂巖和粉砂巖，膠結(jié)類型以接觸式為主，孔隙式次之。儲(chǔ)層孔隙度平均為15.7%，滲透率平均為87.76×10μm，碳酸鹽含量平均0.72%，泥質(zhì)含量平均4.23%，屬中孔、低滲儲(chǔ)層。

1.2存在問題

黃于熱油田多為小斷塊油田，連通性不好，地層能量較低，由于注入水質(zhì)不配伍，地層存在堵塞，導(dǎo)致注水井注入壓力高。歐31塊邊底水能量較弱，天然能量不充足，必須依靠注水實(shí)現(xiàn)地層能量補(bǔ)充，而斷塊在常壓下注水困難或注不進(jìn)，投入開發(fā)至今已經(jīng)兩次提壓，注水壓力已達(dá)30MPa。給生產(chǎn)管理和測試帶來較大的安全隱患，突出的注水矛盾也影響了水驅(qū)開發(fā)效果的進(jìn)一提高。

2.堵塞因素確定

2.1該油田孔隙度平均為15.7%，滲透率為87.76×10-3μm2，屬于低孔低滲儲(chǔ)層，粘土礦物含量為6.13%，且高嶺石及伊利石所占比例較大，低礦化度的注入水易造成儲(chǔ)層水化膨脹、顆粒分散運(yùn)移形成堵塞。

2.2注入水硬度高于產(chǎn)出水，易產(chǎn)生Ca、Mg 等離子的沉淀，形成結(jié)垢現(xiàn)象，垢堵發(fā)生在儲(chǔ)層內(nèi)部也可存在于井筒中。

2.3注入水中微生物、細(xì)菌堵塞。

在確定黃于熱油田、歐31塊堵塞因素后，在細(xì)致油藏分析的基礎(chǔ)上，研究解堵劑解堵的針對(duì)性，經(jīng)過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的反復(fù)篩選、各種常用解堵酸液體系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，確定出酸液解堵體系的組成，在歐31塊、黃于熱油田進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用。

3.技術(shù)的研究與改進(jìn)

通過研究應(yīng)用對(duì)原有的技術(shù)進(jìn)行升級(jí)和改進(jìn)，目前酸液的主要成份是膦酸酯復(fù)合物，可以逐步電離出氫離子與氟鹽反應(yīng)，緩慢生成HF和膦酸鹽，在低pH值環(huán)境下膦酸酯復(fù)合物電離出的氫離子的濃度將保持較低的水平，HF的濃度也就保持較低的水平，并且膦酸酯復(fù)合物和氟鹽形成了一個(gè)緩沖調(diào)節(jié)體系。當(dāng)HF與巖石礦物反應(yīng)時(shí)，溶液中的氫離子濃度降低，膦酸酯復(fù)合物不斷釋放氫離子，一直到溶液重新建立新的平衡。因此只要溶液的濃度足夠大，酸液中HF的濃度基本保持恒定，酸液與巖石礦物的反應(yīng)速度是常數(shù)。多氫酸還由于物理吸附和化學(xué)吸附作用在粘土表面形成一層“薄層”，這一“薄層”可以減緩酸液與粘土礦物的反應(yīng)速度，也可達(dá)到緩速的目的。

該酸液還對(duì)溶液中多價(jià)金屬離子具有絡(luò)合能力，可以在很低的濃度下將金屬離子“鰲合”于溶液中，從而使一些容易生成沉淀的金屬離子保持溶液狀態(tài)，從而抑制二次沉淀生成。

4.技術(shù)特點(diǎn)

4.1緩速

在酸液與地層開始反應(yīng)時(shí)，由于化學(xué)吸附作用，在粘土表面形成硅酸-磷酸鋁膜的隔層。這個(gè)隔層的厚度不超過1微米，在弱酸（HF酸/碳酸）和水中溶解度小，在有機(jī)酸中溶解其次，但在HCL酸中溶解很快。這個(gè)薄層將阻止粘土與酸的反應(yīng)，減小粘土溶解度，并且防止了地層基質(zhì)被肢解。由于粘土的表層是可溶于酸的，因此，可以用少量的鹽酸和甲酸調(diào)整粘土的溶解度，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)。

HCl的酸度曲線只有一個(gè)突變點(diǎn)，而且曲線的突變部分是很陡峭的，說明HCl是一元強(qiáng)酸，在溶液中H+一級(jí)完全電離。

SA601的酸度曲線有多個(gè)突變點(diǎn)，而且突變部分是平滑的，說明SA601是多元弱酸，在溶液中H多級(jí)電離。

對(duì)于不同濃度的SA601的初始PH差別不大。濃度越大的最終能釋放的H量越大。SA601的濃度越大曲線變化越平緩，說明SA601的濃度越大酸液的緩沖效果越好。

4.2深穿透

由于酸液的緩速作用和在施工過程中保持較高的注入速度，可以對(duì)地層遠(yuǎn)井地帶實(shí)施深部酸化，常規(guī)酸化處理半徑只能在兩米以內(nèi)，而多氫酸處理半徑可以達(dá)到2.5米以上。

4.3溶蝕石英能力強(qiáng)

該酸液體系具有極強(qiáng)的吸附能力和水濕的性質(zhì)，能催化HF酸與石英的反應(yīng)。而且隨時(shí)間的推移，石英的溶解度將增加。

酸體系對(duì)石英的溶蝕試驗(yàn)

對(duì)石英溶蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果

該酸液對(duì)石英的溶蝕率從反應(yīng)開始就一直高于土酸和氟硼酸。

土酸的最終溶蝕率為8.35%，氟硼酸為0.50%，多氫酸體系為14.78%。

試驗(yàn)結(jié)果表明，該酸液具有增加酸液體系對(duì)石英的溶蝕速度和溶蝕率這一特性。有利于酸液更多溶解構(gòu)成巖石基質(zhì)的石英礦物，增加儲(chǔ)集層的流動(dòng)空間，從而提高儲(chǔ)集層的滲透率。

4.4能有效防止二次沉淀

該酸液還對(duì)溶液中多價(jià)金屬離子具有絡(luò)合能力，并且可以在很低的濃度下將金屬離子“鰲合”于溶液中，從而使一些容易生成沉淀的金屬離子保持溶液狀態(tài)。同時(shí)，對(duì)Ca、Na等離子有很強(qiáng)的吸附能力，使之很難有機(jī)會(huì)與F、SiF形成氟鹽沉淀和氟硅酸鹽沉淀，從而抑制二次沉淀生成。也就避免了二次污染發(fā)生。

分散和防垢性能——定性描述

從圖中三種溶液的顏色對(duì)比可以看出，對(duì)Ca有較好的鰲合能力。所以能一定程度的減少金屬離子沉淀的產(chǎn)生，從而改善酸化效果。

圖a為多氫酸酸液體系、CaCl和NaHCO;圖b為多氫酸加堿調(diào)至中性、CaCl和NaHCO 加熱80℃兩小時(shí);圖c 為CaCl和NaHCO，加熱80℃兩小時(shí)。

5.現(xiàn)場應(yīng)用

投入現(xiàn)場實(shí)施了4口井：黃30、歐31-27-33、歐31-20-32、于4-3。施工后降壓增注效果明顯，全部實(shí)現(xiàn)地質(zhì)配注設(shè)計(jì)要求。

結(jié)束語

6.1酸化解堵技術(shù)對(duì)改善歐31塊、黃于熱油田儲(chǔ)層物性、解除垢堵、細(xì)菌堵塞等效果明顯，是歐31塊、黃于熱油田水井降壓增注的有效手段。

6.2酸化解堵技術(shù)在低滲油藏歐31塊、黃于熱油田取得了理想效果，進(jìn)而在其它中高滲油藏推廣應(yīng)用，如大洼油田、馬圈子油田等，應(yīng)用效果表明該技術(shù)同樣適應(yīng)這幾個(gè)油田的解堵需求。

6.3下步建議在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，加強(qiáng)堵塞機(jī)理研究與該技術(shù)的結(jié)合，在有效改善注入水質(zhì)的條件下，實(shí)行“一井一配方”，提高措施效果，進(jìn)一步延長措施有效期，對(duì)興隆臺(tái)采油廠注水效率低的水井進(jìn)行全面有效治理。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 楊友榮，金新銘，王軍.低滲透油田降壓增注技術(shù)進(jìn)展.遼寧化工，2014（4）：414-416。

作者簡介：

姓名：薛健飛，性別：女，出生年月日：1987年12月06日，畢業(yè)日期：2015年7月，畢業(yè)院校：東北石油大學(xué)，學(xué)位：學(xué)士學(xué)位，工作單位：興隆臺(tái)采油廠采油作業(yè)五區(qū)。