魯邁拉油田Mishrif油藏復合轉向酸化技術應用

車洪昌，冀成樓，梅景彬，陳　鑫

(中國石油伊拉克公司，北京 100724)

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魯邁拉油田Mishrif油藏復合轉向酸化技術應用

車洪昌，冀成樓，梅景彬，陳鑫

(中國石油伊拉克公司，北京 100724)

為了使魯邁拉油田Mishrif碳酸鹽巖儲層基質酸化達到預期效果，確定了以VEDA(黏彈性自轉向酸液體系)為主，以MAPDIR(最大壓差及注入速率)轉向、連續(xù)油管轉向及泡沫轉向為輔的聯(lián)合轉向方式。進行了VEDA自轉向酸液體系流變性評價及巖心封堵實驗，并在Ru-315井進行了現(xiàn)場試驗。研究結果表明，VEDA酸液體系中表面活性劑S1000的最佳濃度為5%～7%；該體系具有較低的泵注摩阻，凍膠形成后能夠有效封堵高滲透層，破膠之后不會對儲層滲透率造成傷害。現(xiàn)場試驗結果表明，酸化后高、低滲透儲層均得到了不同程度的改善，日產量分別增加55%和96.9%。低滲透儲層的改善程度好于高滲透儲層，酸化達到了預期效果。

魯邁拉油田；Mishrif；轉向；酸化

魯邁拉(Rumaila)油田位于伊拉克南部巴士拉省，是伊拉克規(guī)模最大、日產量世界第3的巨型油田[1-2]。魯邁拉油田地層自上到下年代為中—中新世到上侏羅紀，由多套油藏組成，其中Mishrif油藏位于中白堊統(tǒng)，儲層為碳酸鹽巖，原始地質儲量為272×108bbl，是魯邁拉油田的主力油藏之一。

Mishrif油藏屬于帶弱邊水的構造油藏和構造—巖性油藏，縱向上發(fā)育(mA儲層、mB儲層)兩套碳酸鹽巖儲層。其中mA儲層相對較致密，mB儲層是主要含油層。mB儲層平均厚度為134m，孔隙度為15%～25%，滲透率為1～100mD。地層流體密度為0.89～0.91g/cm3，原始氣油比為78.4～110.4m3/m3，地下原油黏度為1.15～2.33mPa·s，體積系數為1.25～1.34，地層溫度為72℃，平均原始地層壓力為27.1MPa?？傮w上Mishrif油藏以中孔低滲透基質儲層為主，局部發(fā)育微裂縫，儲層非均質性較強，上部致密，下部存在高滲透層。

基質酸化是碳酸鹽巖儲層增產增注的主要方式之一，其目的是解除近井地帶傷害或產生新的流動通道，增加儲層與井筒的連通性，降低表皮系數[3-4]?；|酸化面臨的主要問題是注入的酸液優(yōu)先進入高滲透層和低傷害層，而最需要解堵的低滲透層和嚴重傷害層則很少進酸或根本未進酸[5-7]。魯邁拉油田Mishrif儲層是巨厚型碳酸鹽巖儲層，縱向非均質性強，傷害程度差異較大，各小層吸液能力不同，使均勻布酸非常困難。油田投產初期采用的籠統(tǒng)酸化和簡單的轉向酸化技術不但未能解堵嚴重傷害層，反而在一定程度上加劇了儲層的非均質性，使酸化達不到預期效果。本文通過大量調研、反復論證、整合現(xiàn)有資源，提出了復合轉向酸化技術，作為新井投產和老井增產的主要措施，在油田推廣實施取得了顯著成效。

1 復合轉向酸化技術原理

復合轉向酸化技術是指根據儲層特點，在眾多轉向技術中優(yōu)選幾項，通過優(yōu)化施工工藝和施工參數，使各類轉向技術協(xié)同作用，達到對所有儲層段均勻改造的目的。結合魯邁拉油田現(xiàn)有設備、資源及Mishrif儲層特點，確定了以VEDA(黏彈性自轉向酸液體系)技術為主，以MAPDIR(最大壓差及注入速率)轉向、連續(xù)油管轉向及泡沫轉向為輔的復合轉向技術。

VEDA自轉向酸屬無固相、非聚合物、兩性表面活性劑體系。在鮮酸環(huán)境下表面活性劑呈陽離子型，且酸液黏度較低，有利于降低泵注摩阻，提高施工排量。隨著酸與碳酸鹽巖反應的進行，pH 值不斷升高，產生大量二價離子(Ca2+、Mg2+)，表面活性劑逐漸呈兩性離子型 (電中性)。在此條件下殘酸體系形成具有空間網狀結構的黏彈性凍膠體系，酸液黏度迅速增加。黏彈性凍膠選擇性封堵高滲透孔道，后續(xù)泵入的酸液則進入低滲透或嚴重傷害層段，達到均勻改造儲層的目的。pH 值對黏彈性凍膠的穩(wěn)定性不產生影響，凍膠保持時間較長，能保證整個施工過程的轉向效果。返排時凍膠與地層烴類物質接觸、或被地層水稀釋后發(fā)生破膠，理論上不會對儲層造成傷害。此外，在VEDA施工中同時泵注氮氣，氮氣與表面活性劑會就地產生泡沫，泡沫以分散相形式存在于連續(xù)液相中形成兩相分散體系。高滲透層中由于大量氣體被捕集，液相的飽和度和相對滲透率降低，削弱了液相在高滲透層的流動能力，阻止了后續(xù)液體的進入，從而強化了VEDA體系的轉向效果。且氮氣的存在使井筒處于負壓環(huán)境，能極大提高返排效率[8]。

施工參數優(yōu)化主要基于MAPDIR轉向技術的理論，MAPDIR轉向理論是1992 年Giovanni[9]基于達西定律提出的，其核心思想是在不壓裂地層的前提下，以最大速率注入酸液，并保持最大的井底壓差。MAPDIR技術能快速降低總表皮系數，但難以有效分配處理液。一般來說，單獨使用MAPDIR技術并不能取得很好的改造效果，但若與其他轉向技術聯(lián)合使用，則往往會事半功倍。此外，連續(xù)油管在改善布酸效果方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，但其管徑小，泵注過程中摩阻較大，限制了施工排量[10]。綜上所述，采用連續(xù)油管、MAPDIR、VEDA自轉向酸和泡沫轉向結合的復合轉向方式，能夠取得較好的酸化效果。

2 VEDA自轉向酸體系實驗評價

2.1 VEDA自轉向酸流變性能評價

VEDA自轉向酸是由鹽酸、兩性表面活性劑S1000及其他添加劑配制而成。S1000常溫下為金色透明的液體，密度為0.99g/cm3，黏度約為450mPa·s，閃點大于100℃，易溶于水及甲醇、丙酮等有機溶劑。

流變性測定實驗中，VEDA自轉向酸(20%鹽酸)中S1000的濃度分別為4%、5%、6%、7%、15%。加入碳酸鈣使殘酸濃度降至14%，以模擬酸巖反應中的鹽酸消耗及生成大量金屬離子的環(huán)境，并測定不同溫度下殘酸的黏度，實驗結果見圖1和圖2。

由圖1和圖2可以看出，S1000濃度為5%～7%的殘酸能夠在井筒溫度(大于80℃)下保持較高的黏度，從而在持續(xù)泵注過程中選擇性封堵高滲透層，達到轉向的目的。S1000濃度過低(4%)的殘酸只能在低溫環(huán)境下實現(xiàn)封堵，隨著溫度的升高，殘酸黏度驟降，起不到轉向的作用；而濃度(15%)過高的殘酸黏度大幅增加，難以流動，不利于返排。因此，酸液中S1000的最佳濃度應為5%～7%。

2.2 VEDA自轉向酸封堵能力評價

VEDA自轉向酸(S1000濃度為5%、鹽酸濃度為20%)初始黏度為2～3mPa·s。選用碳酸鹽巖巖心(滲透率為60mD)進行清水+VEDA自轉向酸驅替實驗，實驗溫度為120℃，驅替排量為2cm3/min，記錄驅替過程中壓力變化情況(圖3)。

由圖3可知，注入VEDA酸液后，巖心兩端

壓差與注入清水時基本相同，說明VEDA自轉向酸初始黏度與清水相差不多，具有較低的泵注摩阻。當酸液與碳酸鹽巖反應后，在二價金屬離子作用下，凍膠開始形成，體現(xiàn)為巖心壓差增大。破膠之后巖心壓差基本恢復到初始水平，這是因為VEDA是無固相、非聚合物體系，對巖心滲透率沒有造成傷害，并且破膠之后殘酸的黏度降低，基本與清水黏度相同。

3 應用實例及效果評價

Ru-315井為Mishrif大斜度井，最大井斜角為79.9°，油層厚度為57.5m，油藏壓力為24.1MPa，溫度為77℃?？紫抖绕骄鶠?1%，滲透率平均為

50mD，含水飽和度為8%，原油黏度為1.3mPa·s。該井采用管輸射孔，射孔段總長149m(A段為2791～2841m，B段為2856～2955m)。生產測井數據顯示，B段為主要產層，產量為281.4m3/d；A段為次要產層，產量為80.6m3/d。A段儲層物性相對較差(最低滲透率為10mD)，且存在一定程度的傷害(表皮因子為2)，決定使用復合轉向酸化技術進行儲層改造。

施工時先以7.5%鹽酸浸泡連續(xù)油管，進行油管清洗，確保整個酸液泵注過程中無鐵銹等雜質進入地層。然后以連續(xù)油管泵注15%酸液清洗射孔層段后將殘酸返排，關井以最大排量交替泵注主酸液(20%HCl)和VEDA自轉向酸(S1000濃度為5%)，同時以96m3/min的速率泵入氮氣。施工過程中井口壓力及泵注排量變化見圖4。當VEDA開始封堵高滲層時，地面可觀察到井口壓力上升、排量下降，這是因為VEDA限制了高滲透層的流體通過能力，酸液開始轉向低滲透層，而在酸化初始階段低滲透層吸液能力并無太多改善，因此排量下降、壓力上升。隨著酸巖反應的進行，低滲透層吸液能力提高，表現(xiàn)為排量逐漸增大。

酸化完成后進行連續(xù)油管氮舉返排，流動穩(wěn)定后進行了生產測井和地面流動測試。將測試結果與酸化前進行對比，結果見圖5。酸化后A段日產量增加96.9%，達到158.7m3；B段日產量增加55.0%，達到436.3m3。B段仍然是油氣的主要產層，但A段酸化后產油能力顯著提高，A、B段儲層均得到了不同程度的改善，A段儲層的改善程度好于B段，酸化達到了預期效果。

4 結果與討論

(1)Mishrif碳酸鹽巖儲層是伊拉克魯邁拉油田的主力產層之一，由于縱向非均質性強及傷害程度差異較大，各小層吸液能力不同，常規(guī)酸化技術很難取得預期效果。

(2)闡述了復合轉向酸化技術的原理，并結合魯邁拉油田現(xiàn)有設備、資源及Mishrif儲層特點，確定了以VEDA技術為主，以MAPDIR轉向、連續(xù)油管轉向及泡沫轉向為輔的復合轉向方式。

(3)通過流變性實驗確定了VEDA自轉向酸(20%鹽酸)體系中表面活性劑S1000的最佳濃度為5%～7%。

(4)通過巖心封堵實驗評價了VEDA自轉向酸的轉向能力，該體系具有較低的泵注摩阻，凍膠形成后能夠有效封堵高滲透層，破膠之后不會

對儲層滲透率造成傷害。

(5)Ru-315井現(xiàn)場試驗結果表明，酸化后高、低滲透儲層均得到了不同程度的改善，日產量分別增加55%和96.9%。低滲透儲層的改善程度好于高滲透儲層，酸化達到了預期效果。

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[2]占煥校，冀成樓，崔可平，等. 井下視像技術在魯邁拉油田大斜度井 修井作業(yè)中的應用[J]. 非常規(guī)油氣，2015，2(2)：64-67.

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[8]車洪昌，冀成樓，劉琦，等. 連續(xù)油管氮氣舉升工藝在魯邁拉油田的應用[J]. 石油鉆采工藝，2014，36(2)：78-81.

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The Application of Combined Diverting Acidizing Technique in Mishrif Reservoir in Rumaila Oilfield

Che Hongchang, Ji Chenglou, Mei Jingbin, Chen Xin

(PetrochinaIraqFZEInternational,Beijing100724,China)

In order to achievee the expected effect of matrix acidizing in Mishrif carbonate reservoir in Rumaila Oilfield, the viscoelastic self-diverting acid (VEDA) was determined as the main treatment fluids, and diverted the fluids with maximum differential pressure and injection rate, taking coiled tubing and foam as auxiliary means for diversion of the fluids. Rheology evaluation and core sealing experiments have been conducted, and applied to the well Ru-315. Research results showed that the optimum concentration of the surfactant S1000 in the VEDA system was 5%～7%. The system was featured with a relatively low pumping friction, effectively sealing the high-permeability layers after forming the gel, no damage to the reservoir caused after the gel is broken. Field testing results indicated that the reservoir has been improved by acidizing, the increments of daily yield were 55% and 96.9% respectively for high-permeability layers and low-permeability layers, i.e. the improvement degree of the later is better than that of the former, by which the desired acidizing effect has been obtained.

Rumaila Oilfield, Mishrif, Fluid diversion, Acidizing

車洪昌(1982年生)，男，碩士，工程師，主要從事無鉆機作業(yè)及增產增注技術研究與生產管理工作。郵箱：chehongchang@cnpcint.com。

TE357.2

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