鄂爾多斯盆地ML區(qū)塊長8儲層酸化體系研究

東野升富，苗 軍，李靜瑞，張 威

（長慶油田公司第二采油廠，陜西 慶陽 745100）

關(guān)鍵字：酸化；主酸體系；緩蝕劑；鐵離子穩(wěn)定劑；緩速劑；抗殘渣劑

鄂爾多斯盆地ML區(qū)塊長8致密砂巖儲層具有孔隙度小、滲透率低、黏土礦物類型豐富、含量高和巖性致密等特殊的特征[1-3]。加之水平井水平段長、鉆井過程中與鉆井液接觸范圍廣、水平井初期產(chǎn)液速度高，容易引起一系列儲層傷害，導(dǎo)致地層堵塞、儲層產(chǎn)能難以有效發(fā)揮[4-6]。酸化技術(shù)作為水平井開發(fā)改善注采效果的主要手段，可以有效除去地層堵塞成分，改善儲層滲流條件[7-10]。該區(qū)塊前期的酸化試驗表明，酸化措施能夠較好地解除該油藏的儲層堵塞，恢復(fù)水平井的產(chǎn)液能力。由于未對酸液體系進(jìn)行深入研究和評價，導(dǎo)致措施效果不穩(wěn)定、機(jī)理不清楚等問題，有必要對該區(qū)酸液體系及作用機(jī)理分析研究，從而制定針對性強(qiáng)且有效的酸化措施。

1 儲層礦物分析

通過注入水配伍性分析、儲層敏感性分析結(jié)果表明，該儲層注入流體與地層流體配伍性良好。儲層呈弱速敏、弱酸敏、弱鹽敏、弱水敏、中等偏弱堿敏。且產(chǎn)液水平降低一般發(fā)生在投產(chǎn)1年后，因此排除了鉆井和壓裂等措施流體引起的污染、注入流體不配伍引起的結(jié)垢和黏土膨脹堵塞。由此推斷該區(qū)主要是由于水平井初期產(chǎn)液水平高導(dǎo)致的儲層顆粒運(yùn)移堵塞，因此酸液體系須對儲層巖石具有較好的針對性。

該區(qū)碎屑組成中石英、長石、巖屑含量基本相等，合計86.7%；填隙物平均含量13.7%，其組分以自生黏土礦物和碳酸鹽膠結(jié)物為主，硅質(zhì)膠結(jié)物含量較低。黏土礦物主要以水云母（伊利石族）為主，其次為綠泥石和高嶺石；碳酸鹽膠結(jié)物以鐵方解石為主。

2 酸液體系優(yōu)化實(shí)驗

2.1 實(shí)驗材料

復(fù)合有機(jī)酸體系、多氫酸體系、土酸體系、氟硼酸體系、鹽酸體系（各體系濃度以有效組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，其中土酸組成為鹽酸∶氫氟酸＝3∶1）；礦場常用緩蝕劑6種，標(biāo)準(zhǔn)腐蝕鋼片；常用鐵離子穩(wěn)定劑4種。

2.2 實(shí)驗方法與過程

巖石顆粒溶蝕實(shí)驗方法：稱取等份適量制備好的巖心碎屑置于燒杯內(nèi)，向燒杯內(nèi)加入等量酸液，將燒杯置于80℃（油層溫度78℃）恒溫箱內(nèi)充分反應(yīng)1h后，過濾出殘余巖屑固體，烘干并稱重，酸巖反應(yīng)前后的巖屑的重量之比即為巖心溶蝕率。巖心滲透率改善實(shí)驗：考慮到不同酸液成份溶蝕的礦物對象在巖石孔隙結(jié)構(gòu)中所處的位置不同，同質(zhì)量的吼道處溶蝕和孔隙處溶蝕對滲透率的改善意義差別巨大，因此對各酸液體系溶蝕前后巖心滲透率改善程度進(jìn)行實(shí)驗對比。首先測定巖心滲透率并記錄，然后注入不同酸液體系在80℃（油層溫度78℃）恒溫箱內(nèi)充分反應(yīng)2h后，測試巖心反應(yīng)后的水測滲透率，計算對比酸液體系對巖心滲透率的改善程度。

失重法緩蝕劑優(yōu)選：實(shí)驗程序和標(biāo)準(zhǔn)參照SY／T5405-1996“酸化緩蝕劑評價指標(biāo)和實(shí)驗方法”。實(shí)驗采用J55鋼材的掛片，尺寸為50mm×15mm×4mm，實(shí)驗溫度為80℃，緩蝕劑使用濃度為1.0%。實(shí)驗測試6種緩蝕劑和不加緩蝕劑作用下掛片質(zhì)量變化，對比各緩蝕劑的緩蝕率，從而優(yōu)選出緩蝕效果較好的緩蝕劑。

按照 《SY／T6571-2012 SY／T 6571-2012酸化用鐵離子穩(wěn)定劑性能評價方法》鐵離子的穩(wěn)定能力是單位質(zhì)量鐵離子穩(wěn)定劑體系不發(fā)生微渾時穩(wěn)定鐵離子（Fe3+）的質(zhì)量。

3 實(shí)驗結(jié)果

3.1 主酸體系優(yōu)選結(jié)果

不同主酸體系巖心顆粒腐蝕實(shí)驗結(jié)果見圖1，巖心滲透率改善實(shí)驗結(jié)果見圖2。

圖1 不同酸液體系溶蝕曲線

實(shí)驗可見，隨著酸液濃度的增加，各酸液體系對巖屑的溶蝕率均有所增加，但酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到12%以上時，各體系的巖心溶蝕增加程度均趨于平緩，且土酸體系的巖心溶蝕率最高，可達(dá)到9.30%。

圖2 不同酸液體系滲透率改善與溶蝕率對比圖

根據(jù)實(shí)驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)巖心滲透率改善程度依然是土酸體系最好，達(dá)到195.63%。因此，優(yōu)選土酸體系作為研究區(qū)酸化措施的主酸體系。

為提高主酸體系的作用效果，還需優(yōu)化確定體系中鹽酸和氫氟酸的濃度，因此采用不同濃度酸液對巖石碎屑進(jìn)行溶蝕實(shí)驗。實(shí)驗表明當(dāng)鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到12%、氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3.5%以后，繼續(xù)提高酸液濃度對巖屑的溶蝕率改善極小，因此優(yōu)選主酸體系中鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%、氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%。

3.2 緩蝕劑優(yōu)選結(jié)果

緩蝕劑優(yōu)選實(shí)驗結(jié)果見圖3。從圖3看出，在所考察的緩蝕劑體系中，同等濃度下HS-4緩蝕能力最強(qiáng)，表現(xiàn)出具有較好的適用性。

圖3 不同緩蝕劑緩蝕能力

為進(jìn)一步提高其適用性及經(jīng)濟(jì)成本，重復(fù)上述實(shí)驗步驟對HS-4體系濃度進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)驗表明當(dāng)緩蝕劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1.2%之后，其緩蝕效果雖然繼續(xù)有所增高，但幅度很小，因此，綜合經(jīng)濟(jì)因素考慮，優(yōu)選其最佳為1.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

3.3 鐵離子穩(wěn)定劑優(yōu)選

實(shí)驗選用4種鐵離子穩(wěn)定劑，鐵離子穩(wěn)定劑溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%。從圖4得到，TW-2型鐵離子穩(wěn)定劑穩(wěn)定鐵離子的能力最高，為148.75mg／mL，因此優(yōu)選出的鐵離子穩(wěn)定劑為現(xiàn)用鐵離子穩(wěn)定劑。

圖4 鐵離子穩(wěn)定劑穩(wěn)鐵能力實(shí)驗

4 結(jié)論

1）通過巖石顆粒溶蝕實(shí)驗和巖心滲透率改善實(shí)驗，對比了復(fù)合有機(jī)酸體系、多氫酸體系、土酸體系、氟硼酸體系、鹽酸體系（各體系濃度以有效組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，其中土酸組成為鹽酸∶氫氟酸＝3∶1）等酸液體系，確定出鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%、氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的主酸體系；

2）通過失重法，對比了6種緩蝕劑，優(yōu)選出研究區(qū)酸化緩蝕劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.2%的HS-4；

3）參照按照《SY／T6571-2012 SY／T 6571-2012酸化用鐵離子穩(wěn)定劑性能評價方法》，優(yōu)選出鐵離子穩(wěn)定劑為質(zhì)量濃度1%的TW-2。