渤海X油田注水井酸化問(wèn)題分析及改進(jìn)探討

孟向麗，楊淼，夏光，楊軍偉

渤海X油田注水井酸化問(wèn)題分析及改進(jìn)探討

孟向麗，楊淼，夏光，楊軍偉

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300450）

渤海X油田是注水開發(fā)油田，隨近年油田提液生產(chǎn)，注水需求逐漸增加，注水井欠注問(wèn)題愈加嚴(yán)重。通過(guò)對(duì)比近年注水井重復(fù)酸化后的增注效果變化情況，分析X油田注水井酸化增注措施存在的問(wèn)題，并且據(jù)此提出針對(duì)性改進(jìn)建議，為油田后期注水井酸化增注提供借鑒。

注水井；酸化增注；酸化效果

渤海X油田是注水開發(fā)油田，近年油田提液生產(chǎn)，日產(chǎn)液量由9×104m3增加至1.3×105m3，產(chǎn)液規(guī)模大幅增加，隨之注水量亦大幅增加，注水井欠注問(wèn)題愈加嚴(yán)重。酸化是X油田欠注井解堵增注的主要技術(shù)手段，但隨注水量日益增加、酸化次數(shù)增多，酸化增注效果逐漸變差。為后續(xù)酸化解堵有效改進(jìn)，本文即針對(duì)油田近年注水井重復(fù)酸化后的增注效果變化情況進(jìn)行對(duì)比，分析X油田注水井酸化增注措施存在的問(wèn)題，并且據(jù)此提出針對(duì)性改進(jìn)建議，為油田后期注水井酸化增注提供借鑒。

1 渤海X油田注水井酸化概況

渤海X油田自2002年末開始注水開發(fā)，后期隨注采井網(wǎng)逐步完善，注水井?dāng)?shù)逐漸增加，至2020年底共有注水井96口，油田日注水量約9×104m3，平均單井日注水940 m3。X油田注水開發(fā)初期，單井注水量較低，每年酸化井次較少，至2014年油田年均酸化增注工作量小于10井次。2015年開始隨油田提液生產(chǎn)，單井日注水量增加，注水井欠注問(wèn)題日益嚴(yán)重，酸化增注工作量亦大幅增加， 2015—2020年共實(shí)施注水井酸化112井次，平均每年約19井次，平均單井日增注量約100～200 m3，年增注量約6.0×105m3，在一定程度上緩解了油田注水井欠注問(wèn)題。

2 渤海X油田注水井酸化效果分析

由于注水井不同井況、儲(chǔ)層物性等會(huì)對(duì)酸化效果對(duì)比造成干擾，因此選取同一口井不同酸化井次的酸化效果進(jìn)行對(duì)比，更能反映油田注水井酸化效果變化趨勢(shì)。X油田近年實(shí)施兩次及以上同層位酸化解堵的注水井有8井次，下文從酸化后視吸水指數(shù)變化、酸化前后視吸水指數(shù)增加倍數(shù)和有效期分別進(jìn)行酸化效果分析。

2.1 酸化后視吸水指數(shù)變化

對(duì)比X油田8口重復(fù)酸化增注井酸化后視吸水指數(shù)（見(jiàn)表1），可發(fā)現(xiàn)其中7口注水井第二次酸化后視吸水指數(shù)較第一次酸化后吸水指數(shù)減小，減小值在7～51 m3·d-1·MPa-1之間，變化率為8.5%～54.3%。

表1 渤海X油田重復(fù)酸化井酸化后視吸水指數(shù)對(duì)比表

表中8口井中僅1口井（X13井）第二次酸化后視吸水指數(shù)較第一次酸化后視吸水指數(shù)增大，可以看出X油田注水井酸化效果隨酸化次數(shù)增加逐漸變差。

2.2 酸化前后視吸水指數(shù)增加倍數(shù)

對(duì)比X油田8口重復(fù)酸化增注井酸化前后視吸水指數(shù)增加倍數(shù)（見(jiàn)表2），可發(fā)現(xiàn)其中6口井第二次酸化前后視吸水指數(shù)增加倍數(shù)較第一次酸化減小，減小值在0.1～5.7。有2口井（X07井、X13井）第二次酸化前后視吸水指數(shù)增加倍數(shù)較第一次酸化增大。可以看出，由于酸化前后視吸水指數(shù)增加倍數(shù)大小與酸化前注水狀態(tài)和污染程度有一定關(guān)系，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)結(jié)果與前節(jié)采用酸化后吸水指數(shù)對(duì)比結(jié)果有一定差異，但整體上仍顯示了隨酸化次數(shù)增加，注水井酸化效果有逐漸降低的趨勢(shì)，與前節(jié)認(rèn)識(shí)一致。

表2 渤海X油田重復(fù)酸化井酸化前后視吸水指數(shù)增加倍數(shù)對(duì)比表

2.3 酸化解堵有效期

對(duì)比X油田8口重復(fù)酸化增注井酸化有效期，結(jié)果如表3所示。由表3可以發(fā)現(xiàn)，其中5口井第二次酸化作業(yè)有效期較第一次酸化有效期縮短，縮短天數(shù)在122～415 d。有3口井（X07井、X19井、X16井）第二次酸化有效期較第一次酸化有效期延長(zhǎng)。

表3 渤海X油田重復(fù)酸化井酸化有效期對(duì)比表

考慮注水量大小對(duì)酸化有效期有一定影響，導(dǎo)致酸化有效期對(duì)比結(jié)果與前兩節(jié)對(duì)比結(jié)果有一定差異，但多數(shù)井仍顯示出隨酸化次數(shù)增加，注水井酸化有效期逐漸降低的趨勢(shì)，預(yù)示著酸化效果逐漸降低，與前兩節(jié)認(rèn)識(shí)一致。

2.4 酸化后初期注入壓力上漲幅度

注水井酸化后注入壓力上漲速度也可反映酸化效果。為避免酸化后長(zhǎng)期注水期間配注量變化導(dǎo)致的注入壓力變化干擾，本文以酸化后初期（90 d）注水相對(duì)穩(wěn)定期間的注入壓力變化幅度作為對(duì)比目標(biāo)，結(jié)果如表4所示。由表4可以發(fā)現(xiàn)，其中4口井第二次酸化后90 d內(nèi)壓力上漲幅度較第一次酸化增加較多（差異率大于20%），2口井兩次酸化作業(yè)差別較?。ú町惵式橛凇?0%之間），2口井第二次酸化后90 d壓力上漲幅度較第一次增加較少（差異率小于-20%），整體上顯示第二次酸化后注水壓力上漲速度較快，與前述認(rèn)識(shí)一致。

表4 渤海X油田多次酸化井酸化后初期注入壓力上漲幅度對(duì)比表

3 渤海X油田酸化增注措施存在問(wèn)題及原因分析

3.1 酸化增注措施存在問(wèn)題

從上述可以看出，渤海X油田隨酸化次數(shù)增加及單井注水量增大，注水井酸化效果逐漸變差，有效期逐漸縮短。為滿足X油田提液后注水需求，只能加大酸化措施工作量，增加酸化頻次，但由于海上平臺(tái)作業(yè)空間受限，酸化工作量增加容易影響其他類型作業(yè)。同時(shí)，如后期注水井酸化工作量大幅增加，會(huì)導(dǎo)致作業(yè)費(fèi)用大幅上漲，降低油田經(jīng)濟(jì)性。因此有必要針對(duì)酸化增注效果變差問(wèn)題進(jìn)行原因分析。

3.2 酸化措施存在問(wèn)題原因分析

注水井欠注的原因有多種，常見(jiàn)的原因有注入水配伍性不佳、結(jié)垢、有機(jī)物附著、腐蝕物附著及酸化二次沉淀等原因?qū)е碌膬?chǔ)層堵塞[1-12]。注水井酸化解堵即針對(duì)上述堵塞原因，利用不同類型解堵液將堵塞物質(zhì)溶解、溶蝕，實(shí)現(xiàn)近井地帶儲(chǔ)層解堵目的。受非均質(zhì)性影響，解堵液并不能對(duì)堵塞物完全溶解、溶蝕，同時(shí)反應(yīng)的最終產(chǎn)物在后續(xù)注水過(guò)程中推向儲(chǔ)層深部產(chǎn)生二次沉淀。最終不完全反應(yīng)的剩余堵塞物與二次沉淀會(huì)造成多次酸化后的“累積作用”會(huì)導(dǎo)致增注效果逐漸變差。同時(shí)，多種堵塞物成因也為后續(xù)酸化解堵藥劑的選取和工藝方案制定帶來(lái)更多挑戰(zhàn)。

4 注水井酸化工藝改進(jìn)思考

針對(duì)注水井欠注愈加嚴(yán)重、酸化解堵效果變差的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者開展了酸液體系和酸化工藝的研究。張玉增[1]等研究了在常規(guī)酸液體系基礎(chǔ)上引入二氧化氯的解堵效果，多氫酸可有效解除近井地帶的堵塞物，并有效抑制二次沉淀，有助于實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層深部長(zhǎng)效解堵，延長(zhǎng)有效期[3-4]。陳軍[5]等針對(duì)低孔特低滲油藏欠注井開展了多氫酸體系的適應(yīng)性研究，確定了關(guān)鍵工藝參數(shù)。李玉光[7]等針對(duì)渤海A油田儲(chǔ)層酸敏特性提出了利于黏土和鐵離子穩(wěn)定、腐蝕性較小且配伍性較好的復(fù)合解堵增注思路。孫林[13]等針對(duì)渤海油田注水井酸化低效問(wèn)題，建立了以多元復(fù)合酸體系和在線酸化工藝為核心的注水井酸化綜合對(duì)策，取得了較好效果。楊文博[14]針對(duì)魯克沁油田面臨的歷年酸化作業(yè)成本高、有效期短、增注效果差3方面問(wèn)題，對(duì)黏土酸體系、水基聚驅(qū)降黏乳化酸和深穿透螯合酸等3類酸液體系及工藝進(jìn)行了研究與應(yīng)用。孟祥海[15]等針對(duì)渤海油田特征開展了多效復(fù)合酸解堵技術(shù)及單步法解堵工藝的研究和應(yīng)用，酸化后視吸水指數(shù)達(dá)到酸化前的1.9～3.8倍，取得了良好解堵效果。除在酸液體系升級(jí)、創(chuàng)新，也有學(xué)者在生物酶解堵、高壓水旋轉(zhuǎn)射流解堵工藝解堵方面開展了深入研究，取得較好效果[16-17]。

針對(duì)渤海X油田注水井酸化效果變差問(wèn)題，近年也開展了藥劑體系升級(jí)，向復(fù)合解堵、深部解堵方向發(fā)展，取得一定效果，但仍然不能徹底解決多輪次酸化后解堵效果變差的問(wèn)題。分析其原因，應(yīng)該與每次酸化未完全反應(yīng)的剩余堵塞物以及后續(xù)注水?dāng)y帶至儲(chǔ)層深部的二次沉淀的重復(fù)“累積作用”有關(guān)。為此，對(duì)于渤海X油田注水井酸化提出以下改進(jìn)方向思考：①進(jìn)一步升級(jí)現(xiàn)有復(fù)合解堵液體系，最大程度地溶解、溶蝕儲(chǔ)層堵塞物；②解堵工藝上引入注水井酸化返排工序，使得反應(yīng)產(chǎn)物及部分剩余堵塞物自儲(chǔ)層中產(chǎn)出，避免堵塞的“累積作用”；③創(chuàng)新發(fā)展酸液注入設(shè)備和相關(guān)返排工具，實(shí)現(xiàn)占地少、效率高、易安裝，不影響其他海上平臺(tái)作業(yè)。

5 結(jié) 論

1）通過(guò)渤海X油田注水井重復(fù)酸化后的視吸水指數(shù)變化、酸化前后視吸水指數(shù)增加倍數(shù)變化及酸化有效期等3方面分析，認(rèn)識(shí)到X油田隨酸化次數(shù)增加，注水井酸化效果逐漸變差。

2）為滿足渤海X油田實(shí)際注水需求，注水井酸化效果變差將增加酸化工作量，進(jìn)而影響海上平臺(tái)其他類型作業(yè)，增加作業(yè)費(fèi)，影響油田經(jīng)濟(jì)性。

3）分析認(rèn)為隨酸化次數(shù)增加，酸化效果逐漸變差的原因是酸化時(shí)未完全反應(yīng)的剩余堵塞物與二次沉淀在重復(fù)酸化后的“累積作用”導(dǎo)致。

4）針對(duì)X油田酸化效果變差問(wèn)題，提出藥劑體系升級(jí)、引入注水井酸化返排工序、創(chuàng)新發(fā)展酸液注入設(shè)備和返排設(shè)備3方面改進(jìn)建議。

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Analysis and Improvement of Acidizing of Water Injection Wells in Bohai X Oilfield

（Engineering Technology Branch of CNOOC Energy Development Co., Ltd., Tianjin 300452, China）

Bohai X oilfield is a waterflooding oilfield. With the increase of fluid production in recent years, the demand for water injection gradually increases, and the problem of under injection of water injection wells becomes more and more serious. By comparing the effect of increasing injection after multiple acidizing of injection wells in recent years, the problems existing in acidizing and increasing injection measures of injection wells in X oilfield were analyzed, and corresponding improvement suggestions were put forward, so as to provide some reference for acidizing and increasing injection of injection wells in later stage of oilfield developmemt.

Water injection well; Acidizing and increasing injection; Acidification effect

海油發(fā)展重大專項(xiàng)（課題），高含凝析油氣藏儲(chǔ)層傷害評(píng)價(jià)及增產(chǎn)技術(shù)可行性研究（項(xiàng)目編號(hào)：HFZXKT-GJ2020-01-06）。

2021-04-26

孟向麗（1986-），女，天津市人，工程師，碩士，2011年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣田開發(fā)專業(yè)，研究方向：海上油氣田增產(chǎn)措施。

TE357.2

A

1004-0935（2021）11-1670-04