低滲透油田酸化增注技術(shù)研究

王剛（勝利油田方圓化工有限公司 山東東營 257000）

隨著我國石油開采業(yè)的不斷發(fā)展，油井附近的儲層水質(zhì)正在不斷下降、注水量也大幅度下降并且注水壓力也迅速上升，地層傷害的問題也日益突出。本文通過對油田油層的地質(zhì)分析，確定儲層的礦物含量。為了防止二次傷害的發(fā)生，需要對巖層進行酸化，并添加多種酸化添加劑，來降低巖層的損壞程度。采用低濃度土酸對巖層進行酸化，符合儲層礦物含量的要求，并能提高儲層的水質(zhì)。通過分析了油田采油井注水壓力大、吸水厚度低的原因，研究了油田儲層低滲透的增加的原因。油田注水壓力高主要是與地層的礦物成分有很大的關(guān)系，而且不同的酸液與砂巖地層的溶蝕率是不相同的，這就需要對酸化添加劑的種類和濃度進行優(yōu)化選擇。經(jīng)過酸液靜態(tài)溶蝕試驗，水井酸化完成后，油層的吸水能力得到了明顯提高。通過研究試驗，研制出了具有承壓能力強、效果時間長和暫作用效果好的，并適合我國油田的酸化的暫堵劑。暫堵酸化工藝和兩級酸化的同時應(yīng)用，能夠有效的控制酸化的二次傷害，并且能夠降低油田的能耗，提高油田的產(chǎn)油量，增加油田的經(jīng)濟效益。經(jīng)過對低滲透油田酸化增注技術(shù)的研究，采用新的注劑和工藝，能夠增加油田的石油產(chǎn)量，降低了油井的生產(chǎn)成本，并能保護水質(zhì)，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

一、砂巖土酸酸化的種類及作用原理

砂巖的酸化過程是研究增注技術(shù)的首要環(huán)節(jié)，其過程主要是選擇酸液的濃度和類型，并且確定鹽酸、前置液和后置液的用量。為了確保酸與地層中的所有儲層都接觸，酸化過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)注酸過程就需要仔細的設(shè)計，并安排設(shè)備監(jiān)測酸注入地層的過程，防止遺漏。酸液需加入各種添加劑，添加劑的類型和數(shù)量則要以完井、地層和油藏流體而確定。在鉆井完井過程中，泥漿和完井液會滲透到地層中，對地層產(chǎn)生傷害。對砂巖酸化則可以溶解地層中的污染物，并能對地層進行礦物溶蝕。酸化的可以分為壓裂酸化和基質(zhì)酸化兩個類別，是不同的兩種增產(chǎn)技術(shù)。基質(zhì)酸化是指將酸液注射到儲層的一種增產(chǎn)技術(shù)，需要儲層的壓力大于施工的壓力，來降低油井附近儲層的傷害。壓裂酸化則是指酸液與壓開地層的某種液體一起進行酸巖反應(yīng)的一種增產(chǎn)技術(shù)方式。由于裂縫壁面與酸的反應(yīng)是不規(guī)則的，在裂縫閉合后會形成崎嶇不平的表面，而崎嶇不平的表面就會具有很強的導(dǎo)流能力，增加巖層的滲透性，從而改善儲層的滲透能力。并且酸液能夠沿不規(guī)則的壁面裂縫滲透，穿透的距離較長，將提高控制儲層深部油氣產(chǎn)量的能力。當前對砂巖進行土酸基質(zhì)酸化的土酸主要有氟硼酸酸化、醇土酸酸化、土酸加氟化鋁酸化和有機土酸酸化。為了提高碳酸鹽巖酸化的效果，能強其的導(dǎo)流能力和防止裂縫的堵塞，需要對其進行酸化，酸化液則一般使用鹽酸。對油田地層的酸化，能夠有效的提高水井周圍的滲透率，降低注水的壓力，是降低注水壓力的有效方法。

二、酸化配方的研究

通過對我國油田地層礦物含量的勘探調(diào)查，油井儲層的滲透力低、水壓力高的原因主要是：油田儲層中孔隙的半徑較小，而且孔喉半徑比較大，導(dǎo)致了流體的滲流情況不好；油田的滲透率低，水位上升的速度慢；儲層的孔隙阻力大，并且半徑??；儲層的敏感性導(dǎo)致開采過程的容易對巖層產(chǎn)生傷害。我國大部分油田中長石的含量較高，而長石屬于快反應(yīng)礦物，酸巖反應(yīng)快，因此，在設(shè)計酸的時候要考慮酸鹽反應(yīng)速度。同時，由于油田儲層中存在著速敏行礦物，因此在配置酸液濃度時，要考慮巖層的速敏行，從而控制巖層的速敏性和水敏性的發(fā)生，從而降低對儲層傷害。油田酸化注劑過程中，油田酸液的主要是為了去除儲層中的傷害物、提高儲層的滲透性；為了防止對儲層的過度腐蝕、增加酸液的使用范圍并防止對儲層產(chǎn)生二次傷害，需要在酸液中加入添加劑。當前，酸液的添加劑主要有酸化破乳劑、鐵離子穩(wěn)定劑、粘土穩(wěn)定劑、表面活性劑和酸化緩蝕劑。將以酸液添加劑，按照一定的比例與酸液進行混合，進行試驗，發(fā)現(xiàn)該混合液能夠達到酸化的要求，具有良好的配伍性。在實際試驗過程中發(fā)現(xiàn)，一般的土酸對巖石的侵蝕比較嚴重，有可能造成儲層下陷、倒塌；低濃度的土酸則不會造成溶蝕率過大，并具有一定的緩速作業(yè)。而且一般性土酸會與礦物進行反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀，容易堵塞滲透的孔隙，傷害儲層。而低濃度土酸與油田的礦物反應(yīng)時，產(chǎn)生的沉淀較少，不會造成堵塞，并能溶解堵塞物，提高油層的滲透率。低濃度酸還具有生產(chǎn)成本低、施工簡單的特點。可見，低濃度土酸是當前比較理想的巖層酸化液。

三、酸化施工工藝的研究

在石油開采的活動中，任何的增產(chǎn)措施都有可能造成油田儲層滲透率的降低。為了對油田儲層的傷害率進行度量，我們確立了表皮系數(shù)這一度量值，度量油田儲層的傷害程度。由于低滲透率的傷害貫穿于油井開發(fā)的過程，包括增產(chǎn)措施，所以表皮系數(shù)是一個隨著油井生產(chǎn)變化而發(fā)生變化的度量值。在對油井注酸的過程中，如果表皮系數(shù)是不斷增加的，表明了地層的傷害正在不斷增大；如果表皮系數(shù)不斷下降，則表示地層的傷害正在不斷減??；如果表皮系數(shù)沒有發(fā)生變化，則表示儲層的傷害沒有發(fā)生變化，酸液對降低傷害沒有效果。酸液的注入過程是砂巖酸化的成功的關(guān)鍵。天然油藏的滲透率變化較大，在酸液注入時，酸液極易流向流動阻力小的地層，這樣的地層往往是低傷害區(qū)和高滲透區(qū)。儲層的高滲透區(qū)的滲透率高，水壓也就低，不需要進行酸化，這就需要我們采用暫堵酸化技術(shù)，將酸液堵塞，引導(dǎo)酸液進入到需要進行酸化的地方，降低酸液的使用量，從而降低成本。暫堵酸化措施主要是靠注入暫堵劑進行解決的。這就要求暫堵劑不僅需要具備濾餅滲透率低、侵入能力低并能均勻的分布在攜帶液中的物理特點，而且還要具備配伍性高和迅速清理性。暫堵劑主要分為橋堵劑和顆粒堵劑，橋堵劑顆粒較大，形成的濾餅的滲透率較大，主要用于天然微裂縫較多的碳酸鹽地層。顆粒堵劑的顆粒較小，包括水溶性暫堵劑和油溶性暫堵劑。水溶性暫堵劑用于水井，油溶性暫堵劑則應(yīng)用于油井。