井下作業(yè)酸化施工適應(yīng)性分析

王芳 戈素青 于晴晴 安小萍

摘要：國(guó)內(nèi)外低滲透油氣藏開(kāi)采實(shí)踐表明，低滲透儲(chǔ)層由于滲透率低、滲流阻力大、連通性差不經(jīng)過(guò)壓裂酸化改造很難達(dá)到工業(yè)開(kāi)采價(jià)值。近年來(lái)，隨著酸化技術(shù)水平的不斷提高，酸化已成為低滲透儲(chǔ)層改造和油水井增產(chǎn)增注的重要手段。本文針對(duì)不同酸化工藝在板橋、長(zhǎng)蘆油田的應(yīng)用情況，對(duì)酸化工藝適應(yīng)性進(jìn)行對(duì)比分析評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)層改造 ;酸化工藝

1 前言

油水井酸化是低滲透油藏儲(chǔ)層改造、增產(chǎn)增注的重要進(jìn)攻性措施之一。其通過(guò)酸液溶蝕巖石孔隙中的堵塞物或基巖本身的某些礦物成分，從而改善巖石內(nèi)部孔道的連通性，解除地層污染，恢復(fù)和提高地層的滲透率，從而達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。

大港油田經(jīng)歷了近50年開(kāi)發(fā)歷程，儲(chǔ)集層地質(zhì)情況非常復(fù)雜，地層堵塞、傷害問(wèn)題嚴(yán)重影響油水井開(kāi)發(fā)效果。主要表現(xiàn)為油井產(chǎn)油量減少，低產(chǎn)甚至不出;水井注水壓力高或注不進(jìn)，需要通過(guò)酸化進(jìn)行解堵。

2 地質(zhì)概況及酸化工藝技術(shù)現(xiàn)狀

2.1板橋、長(zhǎng)蘆油田油藏特征

板橋油田、長(zhǎng)蘆油田位于天津市濱海新區(qū)境內(nèi)，主力生產(chǎn)層位沙三油組。兩個(gè)油田目前開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀為壓力保持低、地下虧空大、采出程度低。具有儲(chǔ)層埋藏深、油層溫度高、儲(chǔ)層物性差、泥質(zhì)含量較高的油藏特征。

此外，長(zhǎng)蘆、板中東地區(qū)欠注水現(xiàn)象明顯，現(xiàn)有欠注井31口，其中因地層物性差注不進(jìn)的有10口，占比達(dá)到32%。因此，酸化技術(shù)成為板橋、長(zhǎng)蘆油田開(kāi)發(fā)的必須技術(shù)。

2.2酸化機(jī)理分析

一般地說(shuō)，為了能夠得到較好的處理效果，在酸化選井選層方面應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

（1）優(yōu)選在鉆井過(guò)程中油氣顯示好，而試油效果差的井層。

（2）優(yōu)選鄰井高產(chǎn)而本井低產(chǎn)的井層。

（3）靠近油氣或油水邊界的井，或存在氣水夾層的井，應(yīng)慎重對(duì)待，一般只進(jìn)行常規(guī)酸化，不宜進(jìn)行酸壓。

（4）對(duì)套管破裂變形，管外竄槽等井況不適宜酸處理的井，應(yīng)先進(jìn)行修復(fù)，待井況改善后再處理。

（5）儲(chǔ)層含油氣飽和度高、儲(chǔ)層能量較為充足。

酸化時(shí)必須根據(jù)施工井層的情況選用適當(dāng)?shù)乃嵋?，選擇酸液的標(biāo)準(zhǔn)基于以下幾個(gè)方面：

能與油氣層巖石反應(yīng)并生成易溶的產(chǎn)物;加入化學(xué)添加劑后，配制成酸液的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)能滿足施工要求;施工方便，安全，易于返排;價(jià)格便宜，來(lái)源廣。

3 酸化工藝技術(shù)適應(yīng)性分析

3.1 酸化施工分類

3.1.1按施工規(guī)模，常用的酸化工藝可粗分為三大類：酸洗、基質(zhì)酸化、壓裂酸化。

（1）酸洗是一種清除井筒中的酸溶性結(jié)垢或疏通射孔孔眼的工藝。

（2）基質(zhì)酸化是在低于巖石破裂壓力下將酸注入儲(chǔ)層孔隙，使酸大體沿徑向滲入儲(chǔ)層，溶解孔隙空間內(nèi)的顆粒及堵塞物，提高儲(chǔ)層滲透率。

（3）壓裂酸化是在高于儲(chǔ)層破裂壓力下，將酸液擠入儲(chǔ)層，在儲(chǔ)層中形成裂縫，同時(shí)酸液與裂縫壁面巖石發(fā)生反應(yīng)，非均勻刻蝕縫壁巖石，形成溝槽狀或凹凸不平的刻蝕裂縫，改善油氣井的滲流狀況。

3.1.2按巖性分類，常用的酸化工藝可粗分為兩大類：碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸化、砂巖儲(chǔ)層酸化。

（1）碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸化，其主要目的是清除積垢以及鉆井液、粘土或碳?xì)浠衔锍恋碓斐傻膫Γ謴?fù)儲(chǔ)集層原有滲透率。高溫深井常采用有機(jī)酸酸化。

（2）砂巖儲(chǔ)層酸化，砂巖油層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，礦物成分多，砂巖基質(zhì)酸化時(shí)應(yīng)選擇與其儲(chǔ)集層特征和巖石物性匹配的酸液體系。

3.1.3按注入酸化工作液的方式分類，常用的酸化工藝可分為五大類：閉合酸化、平衡酸壓、分層酸化、暫堵酸化、空井酸化。其中分層酸化和暫堵酸化為板橋、長(zhǎng)蘆油田常用酸化手段。

（1）分層酸化是針對(duì)縱向多產(chǎn)層，提高縱向改造強(qiáng)度的一種工藝，按分層手段分為封隔器分層和堵塞球分層。前者可靠性較高，后者施工方便，且適應(yīng)性強(qiáng)，費(fèi)用低。分層酸化對(duì)固井質(zhì)量均有嚴(yán)格要求，管外竄槽是無(wú)法分層的。

我廠主要應(yīng)用封隔器分層，利用封隔器將射孔層段分離開(kāi)來(lái)，按設(shè)計(jì)液量分別注入處理層段。這種工藝能準(zhǔn)確地控制注入各層段的液量，適用于射孔層段間有一定距離的分層作業(yè)。當(dāng)處理層段間距太小時(shí)，則不適宜采用封隔器分層。

（2）暫堵酸化是用攜帶液將暫堵劑帶入井內(nèi)封堵高滲層，然后擠酸，酸化中低滲透層或者將暫堵劑加入酸液中一起擠入地層，暫堵劑首先進(jìn)入高滲透層迫使后來(lái)酸進(jìn)入中低滲透層，從而達(dá)到暫堵酸化的目的。用暫堵劑進(jìn)行酸化，可以避免用封隔器酸化卡不準(zhǔn)，套管變形封隔器下不去等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外都發(fā)展了該項(xiàng)技術(shù)，一般分為固態(tài)暫堵劑和液態(tài)暫堵劑，我廠主要應(yīng)用液態(tài)暫堵劑。

3.2酸化液體系分類

針對(duì)板橋、長(zhǎng)蘆油田特性，我廠與石油工程研究院加強(qiáng)研究，改造酸液體系，優(yōu)選出自轉(zhuǎn)向酸及緩速土酸兩種體系。

3.2.1自轉(zhuǎn)向酸體系。

自轉(zhuǎn)向酸液體系是一種良好的緩速酸液體系。首先酸與巖石反應(yīng)，隨著酸的消耗，粘度不斷增加，在酸蝕的孔隙表面形成高粘凝膠，束縛H+的運(yùn)移速度，減緩了酸液中H+向已反應(yīng)的巖石表面擴(kuò)散。其次粘彈性表面活性劑在巖石表面吸附，故減少氫離子與巖石面的接觸機(jī)率。自轉(zhuǎn)向酸體系在最大限度的改造儲(chǔ)層，達(dá)到均勻布酸目的的同時(shí)減少了下井工具，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。主要針對(duì)儲(chǔ)層物性差異較大的井段。主要適用于：生物灰?guī)r（碳酸鹽巖）油層。

3.2.2緩速土酸酸化工藝。

緩速土酸在酸性條件下持續(xù)產(chǎn)生土酸溶液，不斷釋放氫離子，較常規(guī)鹽酸和土酸有明顯的緩速作用，有效延長(zhǎng)酸巖反應(yīng)時(shí)間，增大處理半徑。主要適用于：砂巖油層。

3.3酸化工藝技術(shù)評(píng)價(jià)

2019-2020年我廠對(duì)板橋、長(zhǎng)蘆油井3口油井14口水井進(jìn)行了酸化作業(yè)。其中長(zhǎng)蘆油田3口水井，酸化目的層為砂巖（超低滲巖層），采用自轉(zhuǎn)向酸體系;板橋油田11口水井，采用土酸酸化體系。14口井作業(yè)后，12口井日注水量有所提升，2口井作業(yè)后在保持注水量的前提下壓力有所下降，均滿足配注要求，平均壓力下降了9.5MPa，日增注200方，達(dá)到降壓增注的目的。

3口油井進(jìn)行酸化作業(yè)，其中長(zhǎng)蘆油田1口井，酸化目的層為砂巖，采用土酸酸化體系;板橋油田2口井中，板885-3酸化目的層為生物灰?guī)r與砂巖兩種巖性，采用自轉(zhuǎn)向酸與土酸酸液進(jìn)行分層酸化。3口井作業(yè)后，油量均有所增加，累計(jì)增油7428噸。

分析近2年來(lái)不同區(qū)塊、巖性使用的酸化體系及效果，可以看出砂巖（板橋地區(qū)）采用土酸及多氫酸體系;超低滲巖層（長(zhǎng)蘆地區(qū)）采用多氫酸體系、灰?guī)r采用多氫酸體系均達(dá)到預(yù)期效果。

4、結(jié)束語(yǔ)

雖然板橋、長(zhǎng)蘆油田油藏潛力較大，但仍存在酸化單井增油量少、產(chǎn)量下降較快等突出問(wèn)題。分析認(rèn)為酸化的有效改造作用距離短，實(shí)施后壓力不斷下降，且地層水容易結(jié)垢，造成近井地帶堵塞，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，需對(duì)其進(jìn)行深度酸化增產(chǎn)技術(shù)研究，延長(zhǎng)其增產(chǎn)有效期，提高效益。因此我們需要不斷的研究改進(jìn)技術(shù)。