鄂爾多斯盆地ML區塊長8儲層酸化體系研究

東野升富，苗 軍，李靜瑞，張 威

（長慶油田公司第二采油廠，陜西 慶陽 745100）

關鍵字：酸化；主酸體系；緩蝕劑；鐵離子穩定劑；緩速劑；抗殘渣劑

鄂爾多斯盆地ML區塊長8致密砂巖儲層具有孔隙度小、滲透率低、黏土礦物類型豐富、含量高和巖性致密等特殊的特征[1-3]。加之水平井水平段長、鉆井過程中與鉆井液接觸范圍廣、水平井初期產液速度高，容易引起一系列儲層傷害，導致地層堵塞、儲層產能難以有效發揮[4-6]。酸化技術作為水平井開發改善注采效果的主要手段，可以有效除去地層堵塞成分，改善儲層滲流條件[7-10]。該區塊前期的酸化試驗表明，酸化措施能夠較好地解除該油藏的儲層堵塞，恢復水平井的產液能力。由于未對酸液體系進行深入研究和評價，導致措施效果不穩定、機理不清楚等問題，有必要對該區酸液體系及作用機理分析研究，從而制定針對性強且有效的酸化措施。

1 儲層礦物分析

通過注入水配伍性分析、儲層敏感性分析結果表明，該儲層注入流體與地層流體配伍性良好。儲層呈弱速敏、弱酸敏、弱鹽敏、弱水敏、中等偏弱堿敏。且產液水平降低一般發生在投產1年后，因此排除了鉆井和壓裂等措施流體引起的污染、注入流體不配伍引起的結垢和黏土膨脹堵塞。由此推斷該區主要是由于水平井初期產液水平高導致的儲層顆粒運移堵塞，因此酸液體系須對儲層巖石具有較好的針對性。

該區碎屑組成中石英、長石、巖屑含量基本相等，合計86.7%；填隙物平均含量13.7%，其組分以自生黏土礦物和碳酸鹽膠結物為主，硅質膠結物含量較低。黏土礦物主要以水云母（伊利石族）為主，其次為綠泥石和高嶺石；碳酸鹽膠結物以鐵方解石為主。

2 酸液體系優化實驗

2.1 實驗材料

復合有機酸體系、多氫酸體系、土酸體系、氟硼酸體系、鹽酸體系（各體系濃度以有效組分質量分數計，其中土酸組成為鹽酸∶氫氟酸＝3∶1）；礦場常用緩蝕劑6種，標準腐蝕鋼片；常用鐵離子穩定劑4種。

2.2 實驗方法與過程

巖石顆粒溶蝕實驗方法：稱取等份適量制備好的巖心碎屑置于燒杯內，向燒杯內加入等量酸液，將燒杯置于80℃（油層溫度78℃）恒溫箱內充分反應1h后，過濾出殘余巖屑固體，烘干并稱重，酸巖反應前后的巖屑的重量之比即為巖心溶蝕率。巖心滲透率改善實驗：考慮到不同酸液成份溶蝕的礦物對象在巖石孔隙結構中所處的位置不同，同質量的吼道處溶蝕和孔隙處溶蝕對滲透率的改善意義差別巨大，因此對各酸液體系溶蝕前后巖心滲透率改善程度進行實驗對比。首先測定巖心滲透率并記錄，然后注入不同酸液體系在80℃（油層溫度78℃）恒溫箱內充分反應2h后，測試巖心反應后的水測滲透率，計算對比酸液體系對巖心滲透率的改善程度。

失重法緩蝕劑優選：實驗程序和標準參照SY／T5405-1996“酸化緩蝕劑評價指標和實驗方法”。實驗采用J55鋼材的掛片，尺寸為50mm×15mm×4mm，實驗溫度為80℃，緩蝕劑使用濃度為1.0%。實驗測試6種緩蝕劑和不加緩蝕劑作用下掛片質量變化，對比各緩蝕劑的緩蝕率，從而優選出緩蝕效果較好的緩蝕劑。

按照 《SY／T6571-2012 SY／T 6571-2012酸化用鐵離子穩定劑性能評價方法》鐵離子的穩定能力是單位質量鐵離子穩定劑體系不發生微渾時穩定鐵離子（Fe3+）的質量。

3 實驗結果

3.1 主酸體系優選結果

不同主酸體系巖心顆粒腐蝕實驗結果見圖1，巖心滲透率改善實驗結果見圖2。

圖1 不同酸液體系溶蝕曲線

實驗可見，隨著酸液濃度的增加，各酸液體系對巖屑的溶蝕率均有所增加，但酸質量分數達到12%以上時，各體系的巖心溶蝕增加程度均趨于平緩，且土酸體系的巖心溶蝕率最高，可達到9.30%。

圖2 不同酸液體系滲透率改善與溶蝕率對比圖

根據實驗結果，發現巖心滲透率改善程度依然是土酸體系最好，達到195.63%。因此，優選土酸體系作為研究區酸化措施的主酸體系。

為提高主酸體系的作用效果，還需優化確定體系中鹽酸和氫氟酸的濃度，因此采用不同濃度酸液對巖石碎屑進行溶蝕實驗。實驗表明當鹽酸質量分數達到12%、氫氟酸質量分數達到3.5%以后，繼續提高酸液濃度對巖屑的溶蝕率改善極小，因此優選主酸體系中鹽酸質量分數為12%、氫氟酸質量分數為3.5%。

3.2 緩蝕劑優選結果

緩蝕劑優選實驗結果見圖3。從圖3看出，在所考察的緩蝕劑體系中，同等濃度下HS-4緩蝕能力最強，表現出具有較好的適用性。

圖3 不同緩蝕劑緩蝕能力

為進一步提高其適用性及經濟成本，重復上述實驗步驟對HS-4體系濃度進行優化，實驗表明當緩蝕劑質量分數達到1.2%之后，其緩蝕效果雖然繼續有所增高，但幅度很小，因此，綜合經濟因素考慮，優選其最佳為1.2%（質量分數）。

3.3 鐵離子穩定劑優選

實驗選用4種鐵離子穩定劑，鐵離子穩定劑溶液質量分數為1.0%。從圖4得到，TW-2型鐵離子穩定劑穩定鐵離子的能力最高，為148.75mg／mL，因此優選出的鐵離子穩定劑為現用鐵離子穩定劑。

圖4 鐵離子穩定劑穩鐵能力實驗

4 結論

1）通過巖石顆粒溶蝕實驗和巖心滲透率改善實驗，對比了復合有機酸體系、多氫酸體系、土酸體系、氟硼酸體系、鹽酸體系（各體系濃度以有效組分質量分數計，其中土酸組成為鹽酸∶氫氟酸＝3∶1）等酸液體系，確定出鹽酸質量分數12%、氫氟酸質量分數為3.5%的主酸體系；

2）通過失重法，對比了6種緩蝕劑，優選出研究區酸化緩蝕劑為質量分數1.2%的HS-4；

3）參照按照《SY／T6571-2012 SY／T 6571-2012酸化用鐵離子穩定劑性能評價方法》，優選出鐵離子穩定劑為質量濃度1%的TW-2。