安塞油田長(zhǎng)6厚狀油層縱向均勻酸化技術(shù)研究與應(yīng)用

萬向輝， 王 坤， 吳增智

(1川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院 2低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室)

安塞油田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中段北部，屬于典型的特低滲透致密砂巖油藏[1]。長(zhǎng)6主力油層資源量大、分布穩(wěn)定，油藏埋深1 000～1 300 m，油層厚度12～25 m[2]，平均孔隙度12.4%，氣測(cè)滲透率0.45 mD，壓力系數(shù)0.7～0.8 MPa/100 m。油田新投產(chǎn)油井無產(chǎn)能，經(jīng)注水和壓裂開發(fā)后，單井產(chǎn)能在2～3 t/d，是典型的“低壓、低滲、低產(chǎn)”三低油藏[3]。長(zhǎng)6油層由于縱向上層間滲透率差異大，經(jīng)多年開采后，油井高滲層突進(jìn)出水，甚至部分水淹，而含油飽和度較高的低滲層不能得到有效動(dòng)用，層間開采的矛盾加劇。

酸化是改造低滲儲(chǔ)層、解除近井地帶地層傷害、提高油井產(chǎn)能的重要方法。安塞油田長(zhǎng)6油層老井在改造過程中存在儲(chǔ)層厚度大、縱向上非均質(zhì)性較強(qiáng)、小層發(fā)育射孔段多、無法卡封分層酸化等難題。籠統(tǒng)酸化往往更易造成酸液在高滲層指進(jìn)，進(jìn)一步增大層間滲流差異，從而導(dǎo)致改造后高含水甚至水淹。因此開展厚狀油層縱向均勻酸化技術(shù)研究，旨在提高厚狀油層相對(duì)低滲層的酸化強(qiáng)度，改善注采剖面，對(duì)老油田提高采收率具有重要意義。

一、均勻酸化技術(shù)原理

室內(nèi)試驗(yàn)研究表明，當(dāng)一個(gè)有著無限滲流能力的介質(zhì)被油溶或水溶性材料填充或堵塞時(shí)，會(huì)在這個(gè)區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)暫時(shí)的表皮系數(shù)，暫時(shí)的表皮系數(shù)的量級(jí)與地層的滲透率呈正比，滲透率越大，造成的表皮系數(shù)越大，越容易形成液體流向的改變[4-9]。

均勻酸化技術(shù)是施工過程中在酸液對(duì)相對(duì)高滲的層段已完成解堵后加入適量的暫堵顆粒，顆粒在流動(dòng)過程中隨液體遵循向阻力最小方向流動(dòng)的原則，在經(jīng)過射孔孔眼、近井射孔道后進(jìn)入初次改造的人工裂縫時(shí)，暫堵顆粒在孔眼、射孔孔道或在裂縫端部累積橋塞，降低后續(xù)工作液濾失，造成井底壓力升高，產(chǎn)生液體流向的二次分配或儲(chǔ)層的二次破裂，進(jìn)而達(dá)到均勻酸化的目的[10]。

二、暫堵顆粒性能評(píng)價(jià)

本研究中的暫堵顆粒材料KL-1是采用特殊的制造工藝所形成的一種微顆粒。在酸化施工過程中，暫堵顆粒在從地面到井筒、射孔孔眼、孔道以及人工裂縫進(jìn)行封堵時(shí)，應(yīng)具有在酸液或水中的不溶性，能夠增加酸液在相對(duì)高滲層段的流動(dòng)阻力，達(dá)到改變流向的目的；酸化施工結(jié)束后，進(jìn)入正常采油流程，暫堵顆粒在地層條件下能夠在原油中溶解，從而解除對(duì)油層的封堵。

針對(duì)安塞油田長(zhǎng)6油層的儲(chǔ)層特征，根據(jù)理想充填理論及D90方法，本實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)中暫堵顆粒粒徑分布為50～1 000 μm，平均粒徑為120 μm。采用緩速酸液體系配方為：10%鹽酸+2%氫氟酸+6%有機(jī)復(fù)合有機(jī)酸+0.3%緩蝕劑+0.2%鐵離子穩(wěn)定劑+0.5%助排劑+0.5%破乳劑。

1.水/酸中的溶解性能

分別稱取5 g暫堵劑樣品放入裝有100 mL水/酸溶液的磨口瓶中，用玻璃棒攪拌后放置于40℃±1℃(模擬儲(chǔ)層溫度)恒溫水浴中，24 h后將樣品取出并過濾稱重，得到暫堵顆粒樣品溶解后的質(zhì)量。

表1 暫堵顆粒水/酸溶性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(表1)，在上述實(shí)驗(yàn)條件下暫堵顆粒在水中和酸中的溶解率小于1%，不溶于水，可封堵水層，不溶于酸，滿足酸液攜帶的施工條件。

2. 油中的溶解性能

分別稱取5 g暫堵顆粒樣品放入裝有100 mL溶劑的磨口瓶中，用玻璃棒攪拌后放置于40℃±1℃(模擬儲(chǔ)層溫度)恒溫水浴中，24 h后將樣品取出并過濾稱重，得到暫堵顆粒樣品溶解后的質(zhì)量。

表2 暫堵顆粒油溶性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(表2)，在上述實(shí)驗(yàn)條件下暫堵顆粒在原油、煤油或油水共存的介質(zhì)中，暫堵顆粒溶解率高于92%，說明暫堵顆粒在酸化過程中僅對(duì)含油層或含油水層造成暫時(shí)的封堵，不會(huì)產(chǎn)生永久封堵。

3. 懸浮性能

本次實(shí)驗(yàn)用暫堵顆粒表面為疏水性，在酸液中難以穩(wěn)定懸浮分散。選用稠化劑濃度為2%雙子型黏彈性表面活性劑配制的清潔攜帶液，可以穩(wěn)定的懸浮攜帶暫堵劑。在一定壓力下，攜帶液懸浮不同復(fù)合粒徑的暫堵顆粒，沿流動(dòng)阻力小的方向在高滲透裂縫或孔道中形成臨時(shí)封堵層，攜帶液自身具備較高的黏度，在流動(dòng)過程形成壓力損耗，加強(qiáng)了封堵作用。

表3 攜帶液懸浮性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(表3)，攜帶液穩(wěn)定懸浮5% ～15%的暫堵顆粒，形成均勻分布的溶液，靜置24 h未見分層現(xiàn)象，可見該體系具有一定的分散穩(wěn)定性。

4.分流轉(zhuǎn)向性能

隨著暫堵顆粒在攜帶液中濃度的增大，注入量的增加，封堵效果提高，考慮到針對(duì)低滲透地層施工要求和經(jīng)濟(jì)效益，選用暫堵劑濃度為10%，注入體積為5 PV，對(duì)暫堵劑的分流轉(zhuǎn)向性能進(jìn)行測(cè)試(見表4)。

(1)采用?25 mm×40 mm天然巖心，3%NH4Cl溶液正向驅(qū)替測(cè)定低滲透率巖心和高滲透率巖心的水相滲透率。

(2)正注暫堵劑濃度為10%攜帶液，注入體積為5 PV。

(3)反向驅(qū)3%NH4Cl溶液，測(cè)高滲透率巖心和低滲透率巖心的流量，求出轉(zhuǎn)向率。其中轉(zhuǎn)向率為分流前高滲透巖心滲透率與低滲透巖心滲透率的比值比分流后所減少的百分?jǐn)?shù)。

表4 暫堵顆粒轉(zhuǎn)向評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(表4)，當(dāng)巖心并聯(lián)時(shí)，高滲透率巖心與低滲透率巖心的滲透率級(jí)別差越大，其分流效果越好；高滲層在暫堵后的突破壓力大幅提高，說明暫堵劑對(duì)高滲層的液體流入轉(zhuǎn)向效率高，利于酸液向低滲層的流動(dòng)，達(dá)到均勻改造儲(chǔ)層的目的。

5.巖心傷害性能

采用高溫高壓巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀評(píng)價(jià)在儲(chǔ)層溫度下暫堵顆粒封堵前后對(duì)巖心的靜態(tài)傷害情況(見表5)。

表5 暫堵顆粒對(duì)巖心傷害實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(表5)，暫堵顆粒對(duì)儲(chǔ)層巖心的傷害率為19.8%，屬中等偏低傷害。

三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

厚狀油層均勻酸化技術(shù)共完成了8口老井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。施工成功率100%，有效增產(chǎn)井7口，有效率為87.5%，平均有效期超過152 d，有效期內(nèi)平均日增油1.2 t，應(yīng)用效果顯著。

以坪橋區(qū)塊某井為例，其油層參數(shù)見表6，該井位于東部裂縫區(qū)，于1994年投產(chǎn)，初期日產(chǎn)液5.6 m3，日產(chǎn)油4.8 t,含水14.3%。2014年該井日產(chǎn)液降到2.1 m3，日產(chǎn)油降至0.9 t，含水57.1%。

分析認(rèn)為該井近井地帶油層堵塞，確定對(duì)該井進(jìn)行酸化解堵以恢復(fù)產(chǎn)能?？紤]到該井縱向上有效厚度達(dá)到26.8 m，有效厚度大，縱向上層間滲透率差異大，籠統(tǒng)酸化難以實(shí)現(xiàn)對(duì)相對(duì)低滲層段的改造，因此選擇均勻酸化對(duì)該井進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)此類厚狀油層縱向上的均勻酸化。

表6 油層參數(shù)

該井設(shè)計(jì)用酸量30 m3，注入排量200～400 L/min，注酸量為10 m3時(shí)加入暫堵顆粒，用量600 kg，暫堵顆粒加入后，地面施工壓力由10 MPa升至13 MPa，說明實(shí)現(xiàn)了酸液流向的二次分配。

該井在采取酸化措施后，含水由原來的57.1%降至32.6%，日產(chǎn)液量由2.1 m3升至4.8 m3，日產(chǎn)油由酸化前的0.9 t提高到3.2 t，有效期已超過180 d，累計(jì)增油250 t，有效期內(nèi)平均日增油量1.4 t，取得了較好增油效果。

四、結(jié)論

(1)根據(jù)安塞油田長(zhǎng)6厚狀油層地質(zhì)特征，為了實(shí)現(xiàn)暫堵轉(zhuǎn)向均勻酸化的目的，開發(fā)了一種暫堵顆粒產(chǎn)品。

(2)KL-1暫堵顆粒具有良好的油溶性，酸/水不溶性，可實(shí)現(xiàn)改造過程中對(duì)高滲部位的暫時(shí)封堵，施工結(jié)束后可降解，對(duì)儲(chǔ)層傷害中等偏低，適應(yīng)性好。

(3)厚狀油層均勻酸化技術(shù)經(jīng)8口井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，有效率為87.5%，平均有效期超過152 d，單井日增油1.2 t，取得了效果的增產(chǎn)效果。

(4)均勻酸化技術(shù)對(duì)于厚狀油層，多射孔段籠統(tǒng)酸化具備良好的選擇性暫時(shí)封堵性能，能夠有效提高油井采收率，可進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

[1]趙靖舟,樊少波.論低滲透儲(chǔ)層的分類與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)—以鄂爾多斯盆地為例[J].巖性油氣藏,2007,19(3):28-31.

[2]李宇征,戴亞權(quán).安塞油田長(zhǎng)6油層注采調(diào)整技術(shù)[J].海洋石油,2003,23(3):55-62.

[3]姬偉,申坤.安塞油田致密砂巖井體積壓裂現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)[J].石油與天然氣化工,2015,44(4)：83-86.

[4]黃源琳，郭建春，苗晉偉，等.轉(zhuǎn)向壓裂工藝研究及應(yīng)用[J].油氣井測(cè)試，2008，17(4)：53-54.

[5]李斌.交聯(lián)酸酸化壓裂在低滲透氣田的應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用，2010，29(11)：15-19.

[6]凌云，李憲文，慕立俊，等.蘇里格氣田致密砂巖氣藏壓裂技術(shù)新進(jìn)展[J].天然氣工業(yè)，2014，34(11)：66-72.

[7]趙金洲，任嵐，胡永全.頁(yè)巖儲(chǔ)層壓裂縫成網(wǎng)延伸的受控因素分析[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，35(1)：1-9.

[8]王賢君，尚立濤，張明慧，等.可降解纖維壓裂技術(shù)研究與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2013，32(2)：141-144.

[9]李憲文，樊鳳玲，趙文，等.轉(zhuǎn)向壓裂工藝在長(zhǎng)慶油田的適應(yīng)性分析[J].油田地質(zhì)與采收率，2010，17(5)：102-104.

[10]蔣衛(wèi)東，劉合，晏軍，等.新型纖維暫堵轉(zhuǎn)向酸壓實(shí)驗(yàn)研究與應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2015，35(11)：54-59.