PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)在油田的應(yīng)用

楊偉民　趙永平　孟麗霞

摘要：本文首先研究了實(shí)驗(yàn)室條件下PRS-多元復(fù)合酸的酸液配伍性、酸液腐蝕速率、黏土膨脹率、巖心溶蝕速率等特性，并將其與傳統(tǒng)土酸進(jìn)行了對比。然后詳細(xì)介紹了PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)在某油田中的具體應(yīng)用，結(jié)果表明該項(xiàng)技術(shù)的降壓增注效果非常顯著。

關(guān)鍵詞：多元復(fù)合酸;降壓增注;油田;注水壓力

1.引言

很多油田開采過程中需要注水補(bǔ)充能量，前面幾年整體上的開發(fā)形式良好，但隨著注水開發(fā)不斷推進(jìn)，注水壓力逐漸提升，使得注水變得越來越困難，越來越多的井無法達(dá)到配注要求。所以非常有必要采取措施對其進(jìn)行采取降壓增注手段。就目前的技術(shù)手段而言，酸化和酸壓是降壓增注的重要措施之一[1]。但是該油藏存在天然裂縫發(fā)育，如果通過酸壓的方式進(jìn)行處理可能會使得裂縫惡化，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的后果，因此通過酸化的方式來降壓增注[2]。最開始時(shí)，工程技術(shù)人員提出通過氫氟酸來酸化砂巖地層，后來土酸得到了大量的使用，這在很大程度上推廣了地層酸化技術(shù)。近年來PRS-多元復(fù)合酸由于具備顯著的優(yōu)勢而得到了廣泛應(yīng)用，優(yōu)勢主要表現(xiàn)在腐蝕率低、配伍性好等，能夠在提升酸化增注效果的同時(shí)，盡可能減小對儲層的二次損害[3]。

2.PRS-多元復(fù)合酸室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

2.1酸液配伍性

實(shí)驗(yàn)溫度控制在30℃左右，在此工況下開展PRS-多元復(fù)合酸與注入水、地層水的配伍性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酸液呈現(xiàn)出透明狀態(tài)，并且沒有發(fā)現(xiàn)有沉淀物，該結(jié)果說明PRS-多元復(fù)合酸與注入水、地層水擁有相對較好的配伍性，可以通過該算來進(jìn)行酸化降壓增注處理。實(shí)驗(yàn)室條件下還對酸液表面張力進(jìn)行了測定，結(jié)果為20.26 mN/m，說明能夠在很大程度上減小表面張力，粘度也相對較低，測量結(jié)果為2.1 mPa·s。減小粘度和表明張力能夠減小毛細(xì)管阻力，進(jìn)而提升入井液體的滲流性能，確保酸液能夠順利滲入地層較深的部位，這樣就可以很好的處理地層較深部位的堵塞問題。

2.2酸液腐蝕速率

利用酸化降壓增注技術(shù)時(shí)，對酸液腐蝕速率有一定的要求，通常要求酸液有相對較低的腐蝕速率，因?yàn)檫^高的腐蝕速率可能會對井下金屬管柱以及相關(guān)的注水設(shè)施產(chǎn)生腐蝕作用。為了降低PRS-多元復(fù)合酸的腐蝕速率，在其中添加2.0%的緩蝕劑，然后利用該酸液腐蝕鋼片并測量腐蝕速率，同時(shí)也利用傳統(tǒng)土酸進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)在60℃條件下開展。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)土酸的腐蝕速率為21.4g·m-2·h-1，且鋼片出現(xiàn)了不均勻的點(diǎn)蝕現(xiàn)象，而PRS-多元復(fù)合酸的腐蝕速率為0.386g·m-2·h-1，且鋼片表明的腐蝕比較均勻?？梢?，PRS-多元復(fù)合酸的腐蝕速率較傳統(tǒng)土酸要低很多，表明其具備很好的緩蝕效果。同時(shí)，PRS-多元復(fù)合酸對鋼片的腐蝕相對均勻，沒有發(fā)生土酸引起的點(diǎn)蝕現(xiàn)象。總之，通過PRS-多元復(fù)合酸能夠有效避免其對注水設(shè)施和地層造成的傷害。

2.3黏土膨脹率

本文所述油藏其地層黏土礦物中包含了很多伊利石和蒙脫石，這些礦物質(zhì)在酸化時(shí)可能出現(xiàn)水化膨脹以及分散運(yùn)移現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)這種情況就非常容易在孔隙彎曲的部位出現(xiàn)堵塞問題，進(jìn)而對酸化層產(chǎn)生一定的傷害。在PRS-多元復(fù)合酸液體內(nèi)部添加適量高效防膨劑，然后利用該液體實(shí)施黏土膨脹率實(shí)驗(yàn)，同樣地利用傳統(tǒng)土酸進(jìn)行了對比。兩個實(shí)驗(yàn)組在實(shí)驗(yàn)之前黏土的體積均為4.6 mL，利用不同的酸液處理8小時(shí)后，傳統(tǒng)土酸實(shí)驗(yàn)組和PRS-多元復(fù)合酸實(shí)驗(yàn)組中的黏土體積分別為5.8 mL和4.9 mL，8小時(shí)處理后兩個實(shí)驗(yàn)組黏土的體積膨脹率分別為27.5%和7.2%。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，PRS-多元復(fù)合酸8小時(shí)處理后的黏土體積膨脹率只有傳統(tǒng)土酸的25%左右，該結(jié)果表明，利用PRS-多元復(fù)合酸進(jìn)行酸化降壓增注處理時(shí)，能夠有效避免地層黏土的膨脹，避免出現(xiàn)其他的問題。

2.4巖心溶蝕速率

在酸化降壓增注技術(shù)中，巖心溶蝕速率是其中非常重要的參數(shù)，通過該參數(shù)可以有效判斷酸液緩釋作用時(shí)間的長短，及其能夠穿透的地層深度。本文開展了60℃溫度環(huán)境下的巖心溶蝕速率實(shí)驗(yàn)，使用的酸分別有傳統(tǒng)土酸和PRS-多元復(fù)合酸，對兩者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在60℃溫度環(huán)境下，傳統(tǒng)土酸在剛開始的很短時(shí)間內(nèi)具有給出高的巖心溶蝕速率，在前20分鐘內(nèi)溶蝕率快速上升，隨后其溶蝕速率有所減緩，溶蝕率的增加速度逐漸減慢，到90分鐘左右時(shí)，溶蝕率基本不再增大，表明此時(shí)傳統(tǒng)土酸已經(jīng)尚失了反應(yīng)能力。而對于PRS-多元復(fù)合酸而言，在本次實(shí)驗(yàn)過程中，其溶蝕速率基本保持穩(wěn)定，溶蝕率隨著時(shí)間基本呈現(xiàn)出線性的增長關(guān)系，超過90分鐘以后仍然具有穩(wěn)定的溶解性能，甚至?xí)r間延長至120分鐘～150分鐘時(shí)仍然具有一定的溶蝕能力。查閱資料可知，這可能是因?yàn)镻RS-多元復(fù)合酸中溶液內(nèi)部的無機(jī)酸和中強(qiáng)有機(jī)酸慢慢被電離，進(jìn)而產(chǎn)生大量的H+離子溶解到溶液內(nèi)部。進(jìn)一步對比傳統(tǒng)乳酸和PRS-多元復(fù)合酸的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，兩者最終的溶蝕率相差不大，其中PRS-多元復(fù)合酸的溶蝕率在55.58%，傳統(tǒng)土酸較多元復(fù)合酸略高，但在整個溶蝕過程中傳統(tǒng)土酸的溶蝕速率不穩(wěn)定，剛開始時(shí)溶蝕率很強(qiáng)而后基本失去溶蝕能力，而PRS-多元復(fù)合酸在整個過程中有著穩(wěn)定的溶蝕能力，持續(xù)的反應(yīng)時(shí)間相對較長。上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明PRS-多元復(fù)合酸相對傳統(tǒng)土酸具備更好的緩蝕作用，這樣就能夠保證酸液能夠滲透到更深的地層中，提升酸液的穿透性能。

3.PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)在油田的應(yīng)用

甘肅普銳斯長期致力于長慶油田特低滲透油田的措施酸化，歷年酸化效果得到了采油二廠、采油五廠、采油七廠、采油八廠和采油十一場等領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員的普遍好評，酸化效果好，歷年措施有效率達(dá)到96%～98%以上。2015年～2017年甘肅普銳斯石油科技公司的PRS多元復(fù)合酸化技術(shù)再長慶油田隴東區(qū)塊的采油二廠、采油五廠、采油七廠、采油十廠、采油十一場共計(jì)122口井，其中注水井87口，油井35口，120口有效，措施有效率98.3%。其中注水井87口井，注水一個月后，86口井能夠達(dá)到配注要求，酸化有效率達(dá)98.8%，注水四個月后仍有83口井能達(dá)到配注要求，持續(xù)有效井比例達(dá)95.4%。平均油壓下降2.1MP，平均單井年累計(jì)增注2000m3以上，措施效果良好。采油井35口，完工后前三個月平均單井日增油量超過1.2噸，平均單井年累計(jì)增油243噸。

長慶油田第七采油廠的井，由于很多油井出現(xiàn)了注水困難的問題，因此急需使用酸化降壓增注技術(shù)來改善目前的現(xiàn)狀。在具體應(yīng)用過程中，在使用PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)之前，油井其平均的注水壓力是22.1MPa，通過酸化處理后，油井其平均的注水壓力減小到16.9MPa，與酸化前相比注水壓力減小了5.2MPa，這么大幅度的壓力降低在很大程度上改善了該油藏注水井欠注問題。對于個別油井利用PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)沒有產(chǎn)生效果，結(jié)合具體情況分析認(rèn)為其主要的原因?yàn)椋河途纳淇锥螡B透率相對較低，在0.25 mD～0.75 mD范圍內(nèi)，投注剛開始的時(shí)候就已經(jīng)具備很高的注水壓力，而利用PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)進(jìn)行處理時(shí)只添加了少量的酸液，添加的PRS-多元復(fù)合酸液量不夠，導(dǎo)致酸化解堵范圍很小，最終使得此口油井的降壓增注效果不明顯，沒有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

下面以其中的一口油井作為案例，詳細(xì)介紹PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)在油田的應(yīng)用情況，此口油井某年3月份開始實(shí)施補(bǔ)孔注水，每天的配注量是15 m3，此時(shí)的井口油管壓力為18.6 Mpa，每天的注水量在12 m3。隨著時(shí)間的推移，到當(dāng)年的6月份時(shí)，配注量和井口油管壓力都顯著提升，分別為30 m3/天和23.3Mpa，該數(shù)值已經(jīng)相對很大，甚至已經(jīng)超過注水泵以及注水管網(wǎng)的安全運(yùn)行閾值，存在一定的安全隱患，并且配注量和井口油管壓力有進(jìn)一步升高的趨勢。針對該問題及時(shí)采取了PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)，針對該口油井分別總共添加了65 m3和40 m3的PRS-多元復(fù)合酸液以及活性水洗井液。使用酸化降壓增注技術(shù)后，井口油管的壓力降低到了16Mpa，與酸化前相比下降了7.3 Mpa。配注量降低至每天20 m3，實(shí)際的注水量也是每天20 m3，截至目前井口油管的壓力控制在17.7 Mpa，配注量以及實(shí)際注水量均控制在每天20 m3，采取PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)后，總共增注1527 m3。總體而言，通過該項(xiàng)技術(shù)的使用達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，解決了實(shí)際問題，起到了顯著的降壓增注效果。

結(jié)束語

綜上所述，大量的實(shí)驗(yàn)表明PRS-多元復(fù)合酸與傳統(tǒng)土酸相比存在明顯的優(yōu)勢，前者的溶蝕時(shí)間更長，能夠滲透到更深的地層中，酸液的穿透性能較強(qiáng)。PRS-多元復(fù)合酸降壓增注工藝技術(shù)在油田中的應(yīng)用取得了顯著的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李曉東，杜永慧，楊杰，等.文33塊沙三上油藏弱敏感降壓增注體系研究與性能評價(jià)[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2018，40（6）：94-99.