特超稠油藏裸眼水平井泡沫酸洗工藝技術的應用

閆廣域 劉宇洋 姜 慧 鮑 霞

①長江大學石油工程學院 ②長江大學地球科學學院 ③勝利油田石油開發中心

在疏松砂巖油藏開發中，消除泥漿濾餅和鉆井對油層的傷害，是一個具有挑戰性的課題。鄭411塊屬超稠油油藏，自1984年鉆探到2003年直井采不理想，2007年開展裸眼水平井開發試驗，采用酸洗消除泥漿濾餅和鉆井對油層的傷害，取得了一些經驗和認識。

鄭411塊位于勝利油田鄭家-王莊油田西部，主力含油層系沙三上，砂礫巖體，油層埋深1280～1425米，孔隙度32.8%～34.0%，滲透率4910×10-3μm2～7278×10-3μm2，地層溫度65 ℃～68 ℃，壓力系數為0.98～1.0，屬于常溫、常壓系統，80 ℃時原油粘度5020 MPa·s～60980 MPa·s（50 ℃下原油粘度最高為80×104MPa·s），是具有邊、底水的高孔、高滲、特超稠油油藏。自1984年鉆探到2003年，先后開展冷采試油、常規熱采、SAGD先導試驗，終因原油粘度高、邊底水強、出砂、井深等不利因素的綜合制約，一直無法動用。2007年開展裸眼水平井完井、配合蒸汽吞吐開發試驗，平均酸洗水平段長180 m，為該類油藏解除鉆井污染提供了寶貴的借鑒經驗。

1 污染傷害分析

鄭411塊水平井主要具有以下傷害[1]：①鉆井液固相浸入傷害。室內模擬實驗顯示，當固相顆粒進入巖心約為1 cm～4 cm時，井壁表面厚度約3 mm泥餅，出現堵塞地層，儲層物性越好，其對地層的傷害越嚴重；②鉆井液的濾液對儲層造成傷害。鉆井液的濾液與地層流體不配伍，易產生沉淀或者乳化堵塞；③乳化堵塞。外來的流體與地層原油在一定地層條件下易形成乳狀液，形成乳狀液堵塞。

2 酸洗工藝技術應用

2.1 技術難點

比同類儲層條件下的直井酸化相比存在難點：①水平井井身結構比較復雜：水平井段長，難實現全井段均勻布酸，殘酸返排的難度大；②稠油：酸化后高溫注氣、燜井作業極易形成有機殘渣，對地層進行二次傷害；③腐蝕：酸化工藝后的高溫注氣、燜井環境加劇殘酸對井內管柱的嚴重腐蝕。

2.2 酸洗管柱設計

井下管柱組合（由下及上）：絲堵＋防砂服務器＋充填防砂裝置＋增阻器＋酸洗封＋油管。

2.3 常規酸洗工藝技術

（1）應用情況。常規酸洗4口井。第一步：首先替入油層清洗劑、前置酸，并清洗井筒泥漿、泥餅；第二步擠入剩余前置酸和主體酸，沖洗井筒和近井地帶，減少二次污染，主體酸處理泥餅和地層顆粒；第三步：關井反應40 min～60 min；第四步：放噴；第五步：活性水反循環洗井排殘酸。

（2）應用效果。常規酸洗4口井，第一周期平均注氣壓力18.5 MPa，平均采注比0.84，平均油氣比0.742。

表1 常規酸洗第一周期生產情況統計表

2.4 泡沫酸洗工藝技術的應用

泡沫流體是由不溶性或微溶性的氣體分散于液體或者固液混合流體中所形成的分散體系，泡沫中氣相一般是N2、CO2或空氣，鄭411區塊酸洗工藝中采用的泡沫氣相是空氣。

（1）酸液體系的優選。新投裸眼水平井，其主要矛盾是鉆井泥漿的污染。通過對堵塞類型與解除酸液體系的數據對比及試驗分析，我們選取常規酸液體系“鹽酸＋土酸”作為泡沫流體酸化的主體酸液。

（2）泡沫酸洗工藝技術的主要特點。鄭411塊特超稠油裸眼水平井由于井身結構復雜，泡沫酸洗技術具有以下優勢：①暫堵、分流效果好，酸液分布均勻；②能長時間保持較高活性，具有深部緩速酸的功能；③表面張力較低，泡沫攜帶能力強，返排效果好；④腐蝕速率較低，酸液對井內管柱腐蝕影響小。

（3）現場應用。現場實施3口井，以鄭411－平79井（水平段長196m）為例分析。

酸洗工藝設計（井筒容積為35 m3為設計依據）如下所示。

預處理液：2%NH4CL＋有機防膨劑＋油層清洗劑＋本地熱污水（大于80 ℃），替出管外環空的泥漿初步清洗管壁，清洗殘留在井壁附近的重質組分；設計用量40 m3。

前置酸量：9%HCL＋緩蝕劑＋有機防膨劑＋互溶劑＋鐵穩劑，清除地層中的鈣、鎂離子，驅替地層中的地層水，防止形成氟硅酸沉淀，保持地層酸性環境；設計前置酸用量為10 m3，為裸眼段環空體積的2～3倍。

主體酸：9%HCL＋2%HF+緩蝕劑＋有機防膨劑＋互溶劑＋鐵穩劑，溶蝕井壁附近泥餅；設計用量20 m3，為裸眼段環空體積3～5倍。

頂替液、循環洗井液：2%NH4CL＋1%助排劑＋本地熱污水（大于80 ℃），設計用量40 m3。

（4）應用效果對比。共進行泡沫酸洗3口井，第一周期平均注氣壓力17.47 MPa，平均采注比1.95，平均油氣比0.88，與常規酸洗井相比，注氣壓力降低了0.86 MPa，平均采比提高1.11。

表2 泡沫酸洗第一周期生產情況統計表

3 結論及認識

（1）對裸眼水平井的泥漿污染，通過采取酸洗可有效解決。土酸體系可以有效的清除泥餅對篩管及近井地帶的污染。

（2）泡沫酸洗工藝助排性能對低壓油藏排酸效果顯著，暫堵作用優良，能提高土酸的有效作用范圍，達到均勻酸化的目的。

（3）土酸用量需進一步研究，注入土酸的體積與處理層厚度無關[3]。主體酸清除了近井地帶的堵塞傷害之后，殘余酸選擇性進入阻力最小的通道，而不再與井壁殘留傷害部位接觸。因此，研究泡沫流體段塞的轉向就更為重要。