多氫酸酸化工藝在西柳10斷塊的應(yīng)用

翁國(guó)鵬 于偉

(1.華北油田第一采油廠工程技術(shù)研究所,河北任丘 062552;2.華北油田第三采油廠寧北作業(yè)區(qū),河北河間 062450)

多氫酸酸化工藝在西柳10斷塊的應(yīng)用

翁國(guó)鵬1于偉2

(1.華北油田第一采油廠工程技術(shù)研究所,河北任丘 062552;2.華北油田第三采油廠寧北作業(yè)區(qū),河北河間 062450)

在西柳10斷塊部分儲(chǔ)層物性較差的井區(qū)內(nèi),壓裂、常規(guī)酸化等進(jìn)攻性措施效果不甚理想,亟需措施技術(shù)的改善以提高開(kāi)發(fā)效果。多氫酸作為一種新型酸,具有延長(zhǎng)有效作用距離、抑制沉淀產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn),比鹽酸、土酸等常規(guī)酸液具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。通過(guò)多氫酸酸化,西柳10斷塊儲(chǔ)層物性差的井,其地層滲透率得到了改善,取得了良好的措施效果。

多氫酸 有效作用距離 螯合能力 低孔低滲

華北油田歷經(jīng)近40年的開(kāi)發(fā)，酸化是該油田改善地層物性、提高單井增油增注的一種重要措施。鹽酸、土酸、復(fù)合酸等酸液在華北油田有比較成熟的配方體系和施工工藝，且取得了良好的措施效果。但在西柳10斷塊開(kāi)發(fā)過(guò)程中，部分井區(qū)因儲(chǔ)層物性差，常規(guī)酸化、壓裂等進(jìn)攻性措施效果較差，不能滿足油田開(kāi)發(fā)需求。

1 西柳10斷塊注水井措施概況

西柳10斷塊根據(jù)投產(chǎn)時(shí)間劃分為主體區(qū)、鞍部井區(qū)、高43井區(qū)等三個(gè)井區(qū)。主體井區(qū)孔隙度為17.7%，滲透率為16.9×10-3μm2，為中低孔、低滲油藏；鞍部及高43井區(qū)孔隙度為14.9%，滲透率為8.7×10-3μm2，儲(chǔ)層物性明顯差于主體井區(qū)，為中低孔、特低滲油藏。

與主體區(qū)相比，鞍部井區(qū)及高43井區(qū)地層物性相對(duì)較差，導(dǎo)致注水井注水壓力高，注不進(jìn)水。

為了改善地層物性，從2008年至2012年，西柳10斷塊注水井實(shí)施了酸化7井次、壓裂11井次的措施施工，重點(diǎn)加強(qiáng)了在鞍部井區(qū)和高43井區(qū)的進(jìn)攻性措施實(shí)施力度。措施初期均取得了明顯的增注效果，但在鞍部井區(qū)和高43井區(qū)大部分措施井有效期較短。

酸化施工中，主體區(qū)內(nèi)的西柳10-42、西柳10-43井酸化效果明顯，目前仍繼續(xù)有效；儲(chǔ)層物性較差的鞍部井區(qū)內(nèi)酸化后有效期較短或無(wú)效。

壓裂施工選井在鞍部井區(qū)和高43井區(qū)，11口井壓裂均取得一定的增注效果，但除西柳10-86X、 西柳10-105X 、西柳10-109X等3口井措施有效期較長(zhǎng)外，其余井措施有效期均在一年以內(nèi)。

壓裂、常規(guī)酸化等進(jìn)攻性措施在鞍部井區(qū)和高43井區(qū)效果不甚理想，需要探索新的措施技術(shù)進(jìn)行增注。根據(jù)多氫酸在其他油田成功的應(yīng)用效果，于2013年10月在西柳10-109X井首次進(jìn)行多氫酸酸化施工，取得了良好的增注效果。

2 多氫酸酸化技術(shù)

多氫酸是一種新型的HF酸液體系，為中強(qiáng)酸，本身存在電離平衡，該酸液體系可以在不同化學(xué)計(jì)量條件下通過(guò)多級(jí)電離分解釋放出多個(gè)氫離子。

與常規(guī)鹽酸、土酸等酸液相比，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①很好的緩速性。常規(guī)酸液與粘土反應(yīng)速度快，酸消耗于井眼附近 ，使酸化液的有效距離降低。多氫酸與地層開(kāi)始反應(yīng)時(shí)，由于化學(xué)吸附作用，在粘土表面形成硅酸-鋁膜的隔層，這個(gè)薄層將阻止粘土與HF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。特別是在反應(yīng)初期，其反應(yīng)速度約是其他酸液的30%左右，從而延長(zhǎng)了酸化液的有效作用距離[1]，實(shí)現(xiàn)深部穿透。

②極強(qiáng)的吸附能力，能催化HF酸與石英的反應(yīng)。多氫酸對(duì)石英的潤(rùn)濕角小于土酸，能夠增大酸與石英的接觸面積。同時(shí)其溶蝕能力也要比土酸強(qiáng)，使其最終溶蝕率高于土酸。

③較好的螯合能力。多氫酸分子中含有配位原子P，具有“螯合劑”的特征，能夠螯合金屬離子，抑制沉淀產(chǎn)生[2]，有利于提高注水井酸化有效期和油井產(chǎn)能。

3 應(yīng)用情況及效果分析

根據(jù)西柳10-109X井多氫酸酸化的良好效果，2014年繼續(xù)推廣該酸液體系，截至7月底，已在西柳10-78、西柳10-83X、西柳10-103X、西柳10-76X、西柳10-119X、西柳10-67X等6口井酸化施工中采用多氫酸，均取得了明顯的增注效果。以西柳10-78、西柳10-109X等兩口井為例：

西柳10-78井于2007年10月投注，由于儲(chǔ)層物性差，投注5個(gè)月后，日注水量由30m3下降至15m3，注水困難。2008年3月實(shí)施酸化增注，但措施效果衰減較快，1個(gè)月后注水能力下降至措施前水平。同年6月實(shí)施壓裂增注，亦僅維持了3個(gè)月。多氫酸酸化后，該井日注水由7.9m3增加至27m3，油壓由33MPa降為18MPa， 增注效果明顯。

西柳10-109X于2009年12月投注，投注初期日注水17.9m3，油壓18.2MPa，因儲(chǔ)層物性差，注水壓力逐漸升至31.5MPa。2011年2月實(shí)施了壓裂施工，注水能力由措施前的4.2m3/d上升至20.4m3/d。但到了2011年11月，該井注水能力迅速下降至14.2m3/d，不能滿足配注要求。2013年10月進(jìn)行多氫酸酸化施工，采用從原井注水管柱正打酸液的工藝。投注后注水能力由措施前的7.7m3/d上升至30.4m3/d，取得顯著增注效果。

4 結(jié)論及建議

多氫酸酸化技術(shù)具有酸化緩速、有效作用距離大、不產(chǎn)生二次沉淀等優(yōu)點(diǎn)，比常規(guī)鹽酸、土酸等酸化技術(shù)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。特別是在低孔低滲儲(chǔ)層，常規(guī)鹽酸、土酸等酸化技術(shù)有效作用距離短，而多氫酸酸化技術(shù)可以解決這一矛盾，延長(zhǎng)作用距離。

[1]楊靜,溫曉,紀(jì)朝鳳,等.應(yīng)用多氫酸技術(shù)實(shí)現(xiàn)大港油田六撥區(qū)降壓增注[J].鉆采工藝,2008,31(增刊):63-67.

[2]姚洪田,秦應(yīng)代.酸化二次沉淀機(jī)理分析及預(yù)防措施[J].國(guó)外油田工程,2006,23(3):42-45.

翁國(guó)鵬,男,漢族,1988年12月2日生,2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(北京),現(xiàn)于河北省任丘市采油一廠工程技術(shù)研究所,從事井下工作,助理工程師;

于偉,女,漢族,1980年11月4日生,2011年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東),現(xiàn)于河北省河間市華北油田公司第三采油廠寧北作業(yè)區(qū),從事采油管理,助理工程師。