多氢酸酸化工艺在西柳10断块的应用
2014-12-12翁国鹏于伟
翁国鹏 于伟
(1.华北油田第一采油厂工程技术研究所,河北任丘 062552;2.华北油田第三采油厂宁北作业区,河北河间 062450)
多氢酸酸化工艺在西柳10断块的应用
翁国鹏1于伟2
(1.华北油田第一采油厂工程技术研究所,河北任丘 062552;2.华北油田第三采油厂宁北作业区,河北河间 062450)
在西柳10断块部分储层物性较差的井区内,压裂、常规酸化等进攻性措施效果不甚理想,亟需措施技术的改善以提高开发效果。多氢酸作为一种新型酸,具有延长有效作用距离、抑制沉淀产生等优点,比盐酸、土酸等常规酸液具有更强的适应性。通过多氢酸酸化,西柳10断块储层物性差的井,其地层渗透率得到了改善,取得了良好的措施效果。
多氢酸 有效作用距离 螯合能力 低孔低渗
华北油田历经近40年的开发，酸化是该油田改善地层物性、提高单井增油增注的一种重要措施。盐酸、土酸、复合酸等酸液在华北油田有比较成熟的配方体系和施工工艺，且取得了良好的措施效果。但在西柳10断块开发过程中，部分井区因储层物性差，常规酸化、压裂等进攻性措施效果较差，不能满足油田开发需求。
1 西柳10断块注水井措施概况
西柳10断块根据投产时间划分为主体区、鞍部井区、高43井区等三个井区。主体井区孔隙度为17.7%，渗透率为16.9×10-3μm2，为中低孔、低渗油藏；鞍部及高43井区孔隙度为14.9%，渗透率为8.7×10-3μm2，储层物性明显差于主体井区，为中低孔、特低渗油藏。
与主体区相比，鞍部井区及高43井区地层物性相对较差，导致注水井注水压力高，注不进水。
为了改善地层物性，从2008年至2012年，西柳10断块注水井实施了酸化7井次、压裂11井次的措施施工，重点加强了在鞍部井区和高43井区的进攻性措施实施力度。措施初期均取得了明显的增注效果，但在鞍部井区和高43井区大部分措施井有效期较短。
酸化施工中，主体区内的西柳10-42、西柳10-43井酸化效果明显，目前仍继续有效；储层物性较差的鞍部井区内酸化后有效期较短或无效。
压裂施工选井在鞍部井区和高43井区，11口井压裂均取得一定的增注效果，但除西柳10-86X、 西柳10-105X 、西柳10-109X等3口井措施有效期较长外，其余井措施有效期均在一年以内。
压裂、常规酸化等进攻性措施在鞍部井区和高43井区效果不甚理想，需要探索新的措施技术进行增注。根据多氢酸在其他油田成功的应用效果，于2013年10月在西柳10-109X井首次进行多氢酸酸化施工，取得了良好的增注效果。
2 多氢酸酸化技术
多氢酸是一种新型的HF酸液体系，为中强酸，本身存在电离平衡，该酸液体系可以在不同化学计量条件下通过多级电离分解释放出多个氢离子。
与常规盐酸、土酸等酸液相比，其具有以下优点：
①很好的缓速性。常规酸液与粘土反应速度快，酸消耗于井眼附近 ，使酸化液的有效距离降低。多氢酸与地层开始反应时，由于化学吸附作用，在粘土表面形成硅酸-铝膜的隔层，这个薄层将阻止粘土与HF酸的反应，减小粘土溶解度，并且防止了地层基质被肢解。特别是在反应初期，其反应速度约是其他酸液的30%左右，从而延长了酸化液的有效作用距离[1]，实现深部穿透。
②极强的吸附能力，能催化HF酸与石英的反应。多氢酸对石英的润湿角小于土酸，能够增大酸与石英的接触面积。同时其溶蚀能力也要比土酸强，使其最终溶蚀率高于土酸。
③较好的螯合能力。多氢酸分子中含有配位原子P，具有“螯合剂”的特征，能够螯合金属离子，抑制沉淀产生[2]，有利于提高注水井酸化有效期和油井产能。
3 应用情况及效果分析
根据西柳10-109X井多氢酸酸化的良好效果，2014年继续推广该酸液体系，截至7月底，已在西柳10-78、西柳10-83X、西柳10-103X、西柳10-76X、西柳10-119X、西柳10-67X等6口井酸化施工中采用多氢酸，均取得了明显的增注效果。以西柳10-78、西柳10-109X等两口井为例：
西柳10-78井于2007年10月投注，由于储层物性差，投注5个月后，日注水量由30m3下降至15m3，注水困难。2008年3月实施酸化增注，但措施效果衰减较快，1个月后注水能力下降至措施前水平。同年6月实施压裂增注，亦仅维持了3个月。多氢酸酸化后，该井日注水由7.9m3增加至27m3，油压由33MPa降为18MPa， 增注效果明显。
西柳10-109X于2009年12月投注，投注初期日注水17.9m3，油压18.2MPa，因储层物性差，注水压力逐渐升至31.5MPa。2011年2月实施了压裂施工，注水能力由措施前的4.2m3/d上升至20.4m3/d。但到了2011年11月，该井注水能力迅速下降至14.2m3/d，不能满足配注要求。2013年10月进行多氢酸酸化施工，采用从原井注水管柱正打酸液的工艺。投注后注水能力由措施前的7.7m3/d上升至30.4m3/d，取得显著增注效果。
4 结论及建议
多氢酸酸化技术具有酸化缓速、有效作用距离大、不产生二次沉淀等优点，比常规盐酸、土酸等酸化技术具有更强的适应性。特别是在低孔低渗储层，常规盐酸、土酸等酸化技术有效作用距离短，而多氢酸酸化技术可以解决这一矛盾，延长作用距离。
[1]杨静,温晓,纪朝凤,等.应用多氢酸技术实现大港油田六拨区降压增注[J].钻采工艺,2008,31(增刊):63-67.
[2]姚洪田,秦应代.酸化二次沉淀机理分析及预防措施[J].国外油田工程,2006,23(3):42-45.
翁国鹏,男,汉族,1988年12月2日生,2010年毕业于中国石油大学(北京),现于河北省任丘市采油一厂工程技术研究所,从事井下工作,助理工程师;
于伟,女,汉族,1980年11月4日生,2011年毕业于中国石油大学(华东),现于河北省河间市华北油田公司第三采油厂宁北作业区,从事采油管理,助理工程师。
