冷35塊酸化液配伍性評(píng)價(jià)研究

王雪梅

中油遼河油田公司冷家油田開(kāi)發(fā)公司 遼寧盤(pán)錦 124010

一、油藏概況

冷35塊位于冷家堡油田西南部，為冷家堡油田西部地區(qū)主體斷塊。探明含油面積3.5km2，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量319×104t?？刹蓛?chǔ)量63.5×104t。斷塊含油層位S3，主力層位為S31、S32油層埋深2500-3200 m。

二、儲(chǔ)層敏感性礦物

1.粘土礦物

冷35塊儲(chǔ)層巖心粘土礦物總量很高，屬?gòu)?qiáng)敏感性地層，其中蒙脫石相對(duì)含量很高，蒙脫石礦物具有較高的吸水膨脹性，與淡水極易發(fā)生水化膨脹，堵塞孔隙喉道，導(dǎo)致滲透率下降。膨脹后的蒙脫石膠結(jié)強(qiáng)度大大降低，在高流速的流體沖擊下容易分散，并伴隨著流體在孔隙吼道中移動(dòng)，進(jìn)一步對(duì)儲(chǔ)層造成損害。

2.非粘土礦物

除粘土礦物外，還有許多非粘土礦物也可能造成油層損害。

（1）流速敏感性礦物：冷35塊儲(chǔ)層顆粒較少，不明顯，但是粘土多，且粘土礦物中蒙脫石含量高，蒙脫石屬水敏性礦物，遇水膨脹后還會(huì)脫落，堵塞孔喉，該儲(chǔ)層存在水敏性和速敏性損害。

（2）鹽酸敏感性礦物：一些較易溶于酸的含鐵礦物對(duì)HCl及含氧量高的流體較為敏感，均可與HCl反應(yīng)釋放出Fe2+、Fe3+。當(dāng)液體pH值升高到一定程度時(shí)，會(huì)生成鐵絮狀沉淀堵塞喉道，造成油層損害。

（3）氫氟酸敏感性礦物：一些含鈣和鎂較高的礦物，與氫氟酸反應(yīng)后，溶解釋放出不溶解的氟化物滯留在孔隙中降低滲透率。該油層含少量方解石，在土酸酸化時(shí)，鹽酸溶解方解石后產(chǎn)生鈣離子，當(dāng)鈣離子與氫氟酸接觸時(shí)，生成氟化鈣沉淀，損害儲(chǔ)層。

三、儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)

1.速敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

冷35井1號(hào)和2號(hào)巖心速敏性滲透率損害值分別為15.2%和12.32%，其速敏損害程度均為弱速敏。當(dāng)實(shí)驗(yàn)流量從2.00mL/min升到2.50mL/min時(shí)，巖心滲透率出現(xiàn)明顯下降，下降值分別為12.9%和10.3%，因此臨界流量為2.00mL/min，換算成現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際臨界流量分別為2.48m3/m·d和2.45m3/m·d。

2.水敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

冷35塊儲(chǔ)層粘土礦物含量較高，因此儲(chǔ)層存在水敏的可能性就要大，其水敏指數(shù)大于0.5，損害程度中等偏強(qiáng)。

3.粘土膨脹實(shí)驗(yàn)

冷35塊巖心淡水膨脹率很大，超過(guò)了20%，從經(jīng)驗(yàn)看膨脹率超過(guò)20%即認(rèn)為水敏性損害較強(qiáng)。粘土膨脹實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了水敏性實(shí)驗(yàn)，冷35塊儲(chǔ)層水敏性損害中等偏強(qiáng)。

4.鹽度評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

鹽度評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)是從高到低逐漸改變通過(guò)巖心的流體的礦化度，測(cè)定滲透率在不同礦化度下的變化情況，預(yù)測(cè)與地層配伍的臨界礦化度的范圍，為各種工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。當(dāng)鹽水礦化度從3000mg/L下降到2000mg/L時(shí)，5號(hào)巖心滲透率下降了38.24%，6號(hào)巖心滲透率下降了33.17%，當(dāng)某一點(diǎn)的滲透率較上一點(diǎn)下降10%以上時(shí)，取上一礦化度點(diǎn)為臨界鹽度，所以冷35塊注入水臨界礦化度為3000mg/L。

5.酸敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

（1）酸敏化學(xué)實(shí)驗(yàn)

經(jīng)驗(yàn)表明：砂巖儲(chǔ)層酸溶失率在20%-30%之間為最佳。巖心在15%鹽酸作用下，溶失率為28.9%，在12%鹽酸作用下，其溶失率為20.7%，在最佳范圍內(nèi)，冷35塊油層可以用12%或15%HCl進(jìn)行酸化；土酸對(duì)該巖心溶失率超過(guò)30%，冷35塊由于砂巖膠結(jié)疏松，如果使用土酸對(duì)其進(jìn)行酸化，油層可能會(huì)出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象。

（2）酸敏性評(píng)價(jià)

酸敏實(shí)驗(yàn)是將酸液注入巖心與之反應(yīng)，反應(yīng)后排除殘酸，測(cè)定反應(yīng)前后巖心滲透率值的變化情況。實(shí)驗(yàn)時(shí)的流速應(yīng)小于臨界流速，并且僅注入0.5-1.0倍巖心孔隙體積的酸液，這是因?yàn)樵谒峄^(guò)程中，酸液的前沿端最先進(jìn)入地層，pH值迅速上升變成殘酸，也就最容易產(chǎn)生沉淀而堵塞孔道。

四、冷35塊酸化液配伍性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

1.酸化液化學(xué)實(shí)驗(yàn)

無(wú)機(jī)酸解堵劑對(duì)該巖心平均溶失率為26.8%，一般說(shuō)來(lái)，溶失率在20%-30%之間時(shí)，解堵劑使用效果最佳，因此，冷35塊適合使用該無(wú)機(jī)解堵劑；而有機(jī)低碳酸對(duì)該巖心平均溶失率僅為3.2%，基本上不與巖心發(fā)生反應(yīng)，所以不適合冷35塊改造地層滲透率使用。

2.酸化效果評(píng)價(jià)

由于冷35塊油層粘土中極易發(fā)生膨脹的蒙脫石含量較高，鹽酸和解堵劑在溶蝕巖心的同時(shí)，又使巖心中的粘土發(fā)生膨脹，所以，在酸化時(shí)，前置液中應(yīng)該加入粘土穩(wěn)定劑抑制粘土膨脹。

五、結(jié)論及建議

1.冷35塊速敏性損害較弱，但由于儲(chǔ)層巖心粘土礦物含量高，易發(fā)生水化膨脹脫落，因此存在速敏性損害，在注水開(kāi)發(fā)時(shí)，應(yīng)控制注水流量在2.45m3/m·d。

2.冷35塊儲(chǔ)層淡水膨脹率高，水敏指數(shù)大于0.5，水敏性損害中等偏強(qiáng)。冷35塊儲(chǔ)層粘土礦物總量高，且蒙脫石相對(duì)含量高達(dá)80%以上，而蒙脫石極易膨脹，淡水進(jìn)入儲(chǔ)層易損害地層。

3.冷35塊儲(chǔ)層屬于中等偏強(qiáng)水敏性地層，鹽度評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，臨界礦化度為3000mg/L，所有外來(lái)流體在注入地層前，應(yīng)調(diào)節(jié)其礦化度在3000mg/L左右，或在其中加入粘土穩(wěn)定劑，防止粘土發(fā)生膨脹，否則極易造成地層污染。

[1]張紹槐,羅平亞.保護(hù)儲(chǔ)集層技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1993:63-91.

[2]李克向.保護(hù)油氣層鉆井守井技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1993：64-66.