高壓低滲油藏降壓增注工藝的研究與應(yīng)用

馬超

摘 要：文南油田是個(gè)異常高壓、高溫、高氣油比、高飽和度、低滲的復(fù)雜斷塊油氣藏，隨著注水開發(fā)時(shí)間的延長，目前油田進(jìn)入高含水開發(fā)階段，目前主力儲(chǔ)層水淹嚴(yán)重。正在開發(fā)的二三類儲(chǔ)層由于滲透性更差，造成注水壓力逐漸升高，在注水過程中因注入水水質(zhì)不穩(wěn)定、井下措施頻繁，加之在鉆井和修井過程中采用高比重鉆井液和壓井液，使得污染情況日趨復(fù)雜，注水越來越困難，水井欠注嚴(yán)重。為此我們開展技術(shù)攻關(guān)，通過研究與現(xiàn)場應(yīng)用，形成了適用于文南油田不同欠注水井增注特點(diǎn)的氧化深穿透、砂巖緩速酸、多氫酸深部酸化技術(shù)等系列增注工藝，并引進(jìn)了敏感性油藏降壓增注新技術(shù)，為有效解決文南油田高壓欠注井注水難題提供新思路新方法。2018年實(shí)施水井降壓增注12井次，有效10井次，有效率83.3%，累計(jì)處理厚度 / 層數(shù)174.2m/90n，累計(jì)用酸量265m3，截止目前累計(jì)增水量56242m3，平均單井增水量4687m3，平均單井壓降5.6MPa;對應(yīng)油井12口，累增油1301.8t。取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高壓;低滲;增注;欠注

前言

文南油田是一個(gè)異常高壓、高溫、高氣油比、低滲、高飽和的復(fù)雜斷塊油氣藏，目前主力儲(chǔ)層水淹嚴(yán)重，注水逐漸轉(zhuǎn)向難動(dòng)用的二、三類儲(chǔ)層或者一類儲(chǔ)層的二類相帶，由于儲(chǔ)層物性差，造成注水壓力逐漸升高，平均注水壓力高達(dá)33MPa。在注水過程中因注入水水質(zhì)不穩(wěn)定、井下措施頻繁，加之在鉆井和修井過程中采用高比重鉆井液和壓井液，使得污染情況日趨復(fù)雜，注水越來越困難，水井欠注嚴(yán)重。

我們立足室內(nèi)系列試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在對各種污染類型重新認(rèn)識，強(qiáng)化措施前期論證工作，認(rèn)真分析欠注井主要污染類型，在應(yīng)用過程中改進(jìn)完善酸液配方、施工及配套技術(shù)，形成了適用于文南油田不同欠注水井增注特點(diǎn)的氧化深穿透、砂巖緩速酸、多氫酸深部酸化技術(shù)等系列增注工藝，并引進(jìn)了敏感性油藏降壓增注新技術(shù)，為有效解決文南油田高壓欠注井注水難題提供新思路新方法。

1.? 高壓低滲油藏降壓增注工藝的研究

1.1???? 氧化深穿透增注工藝

氧化深穿透酸化解堵工藝是各種有機(jī)、無機(jī)解堵劑的復(fù)合體， 該工藝的酸液體系為強(qiáng)氧化型復(fù)合解堵劑， 既可解除近井地帶堵塞， 又可通過多級緩速方式解除深部堵塞。體系中的強(qiáng)氧化劑可以使聚合物發(fā)生氧化降解， 失去原有物理化學(xué)性質(zhì)， 疏通地層深部孔隙， 恢復(fù)地層滲透率;可以迅速氧化分解細(xì)菌或微生物衣殼上的氨基酸， 破壞它們的生物膜， 進(jìn)入其體內(nèi)與體內(nèi)的多種氨基酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)， 導(dǎo)致肽鍵斷裂， 進(jìn)而控制蛋白質(zhì)的合成， 阻止細(xì)菌和微生物的生長;可以氧化硫化物， 使其轉(zhuǎn)化為可溶性鐵鹽， 防止硫化氫氣體的生成。體系中緩速酸主要由無機(jī)酸、有機(jī)酸、緩速酸及其它酸液添加劑組成，用于地層中無機(jī)雜質(zhì)及其它堵塞，達(dá)到綜合解堵的目的。該工藝主要應(yīng)用于對于高分子聚合物鉆井泥漿以及前期注水井水質(zhì)細(xì)菌含量超標(biāo)污染儲(chǔ)層的水井，應(yīng)用氧化深穿透增注工藝技術(shù)。

1.2???? 砂巖緩速酸增注工藝

其主體為含氟絡(luò)合物體系，在水中僅能解離出微弱的活性 HF，當(dāng)與地層硅質(zhì)接觸反應(yīng)時(shí)，隨著 HF 的消耗，系統(tǒng)平衡體系被破壞，體系不斷解離出新的HF，直至消耗殆盡。因此增注的處理半徑得到提高，與常規(guī)土酸相比，處理半徑可提高一倍以上，另外 SYD 水解釋放 HF 后的成分為一種硅沉積阻止劑，可將反應(yīng)產(chǎn)物保留在溶液中，反應(yīng)后無二次沉淀生成，是應(yīng)用的主導(dǎo)技術(shù)，適用于解除泥漿污染、注水過程中有機(jī)物、機(jī)械雜質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物造成的近井地帶堵塞，以及儲(chǔ)層潤濕性濃度改變引起的毛管阻力傷害。對于地層物性和連通狀況相對較好、滲透率在60×10-3μm2以上的水井都能取得顯著的增注效果。

1.3???? 多氫酸深部酸化增注工藝

多氫酸體系是磷酸酯類化合物（即多氫酸）與氟鹽組成的混合物，多氫酸水解生成的氫離子與氟鹽水解生成的氟離子結(jié)合生成化學(xué)活性較強(qiáng)的HF。多氫酸體系注入地層后，與地層礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氫離子被大量消耗，促使磷酸酯類化合物持續(xù)發(fā)生多級電離產(chǎn)生氫離子來滿足酸化反應(yīng)對氫離子的需求。由于磷酸酯類化合物的電離是分步進(jìn)行的，可延長活性酸的反應(yīng)時(shí)間，延長與地層有效作用時(shí)間和有效作用距離，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層深部酸化的目的。多氫酸對石英的溶蝕率從反應(yīng)開始就一直高于土酸和氟硼酸，加強(qiáng)了對地層骨架礦物的溶蝕。多氫酸深部酸化體系注入地層后，由于化學(xué)吸附作用的存在，易在巖石基質(zhì)表面形成硅酸一磷酸鋁隔層，該隔層會(huì)阻止巖石骨架礦物與酸液體系的反應(yīng)，減小骨架礦物結(jié)構(gòu)的溶解速度，從而可有效防止儲(chǔ)層坍塌等事故的發(fā)生。多氫酸酸化體系具有緩速、深穿透、抑制二次污染的特性，對高壓低滲水井具有較好的降壓增注效果。

1.4???? 復(fù)合降壓增注體系工藝

復(fù)合降壓增注體系由弱敏感解堵體系與界面修飾體系組成。

（1） 弱敏感解堵體系性能

弱敏感解堵體系是針對具有速敏、水敏及酸敏多種敏感性的油藏研制而成，具有耐溫120℃、二次沉淀量為常規(guī)土酸的1/12的特點(diǎn)，能夠有效減少酸巖反應(yīng)對油藏造成的二次污染，提高酸化的增注效果。

（2） 界面修飾體系包括防縮膨劑與界面修飾劑

A、防縮膨劑性能

文33塊沙三上油藏粘土含量較高，儲(chǔ)層不可避免地要產(chǎn)生一定的粘土水化膨脹，使得孔隙半徑減小，注入壓力增加。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)篩選的BSA-102防縮膨劑是一種小分子陽離子聚合物，產(chǎn)品的相對分子質(zhì)量較小，可用于低滲油氣層，具有明顯的防止粘土水化膨脹和分散運(yùn)移的作用，并能使已膨脹粘土縮小其膨脹體積，其防膨率達(dá)86.7%，縮膨率達(dá)45.3%。

B、界面修飾劑性能

界面修飾劑能夠?qū)⒂筒貛r石表面潤濕性由親水向中性潤濕方向改變。低滲透油藏經(jīng)過長期注水開發(fā)后孔隙表面潤濕性多呈親水性，一部分注水壓力來自于水濕巖石孔隙內(nèi)表面水膜減小孔隙有效半徑產(chǎn)生的阻力及水膜對水的吸附阻力，注水啟動(dòng)壓力梯度相當(dāng)程度上是克服這兩種阻力。界面修飾劑吸附到巖石表面上，可以減小水膜厚度，增大孔隙有效半徑，摒除水膜吸附阻力，進(jìn)而降低注水的壓力。

3.? 現(xiàn)場應(yīng)用情況

2018年主要開展了以砂巖緩速酸、氧化深穿透、多氫酸化酸化增注技術(shù)為主導(dǎo)的工藝技術(shù)，在應(yīng)用過程中通過不斷完善酸液配方、施工及配套技術(shù)，取得了較好的效果。累計(jì)實(shí)施水井降壓增注12井次，有效10井次， 有效率83.3%，累計(jì)處理厚度 / 層數(shù)174.2m/90n，累計(jì)用酸量265m3，截止目前累計(jì)增水量56242m3， 平均單井增水量4687m3， 平均單井壓降5.6MPa;對應(yīng)油井12口，累增油1301.8t。

典型井例：W79-164井位于文79塊，2011.6轉(zhuǎn)注后未實(shí)施酸化措施，2017.12注水壓力35MPa，配20m3注不進(jìn)地關(guān)，分析認(rèn)為水質(zhì)結(jié)后及細(xì)菌污染，2018.4.11采用氧化深穿透降壓增注工藝解除儲(chǔ)層污染。措施后油壓/ 套壓30MPa/30MPa，日配水量/ 日注水量50m3/53m3，措施效果顯著。

4.? 結(jié)論與認(rèn)識

（1） 降壓增注是提高水驅(qū)控制及水驅(qū)動(dòng)用程度的有效工藝技術(shù)手段，取得了較好措施效果。根據(jù)不同的污染類型及儲(chǔ)層特性，選擇相適應(yīng)的酸化工藝與酸液體系，是提高降壓增注有效率的關(guān)鍵。

（2） 一井一策，措施要有針對性、目的性，嚴(yán)格管理精細(xì)作業(yè)。施工過程監(jiān)管到位，效果跟蹤評價(jià)及時(shí)準(zhǔn)確，實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)措施運(yùn)行機(jī)制，提高降壓增注效果。