鄂尔多斯盆地定边油田樊学油区长8储层转向酸处理可行性研究

王 崟，张宁宁，赫文昊



鄂尔多斯盆地定边油田樊学油区长8储层转向酸处理可行性研究

王 崟1，张宁宁2，赫文昊1

（1. 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院, 油田开发所， 陕西 西安 710075； 2. 陕西能源职业技术学院 地质测量系, 陕西 咸阳 712000）

定边油田樊学油区长8储层层间开采矛盾突出，酸化改造后效果不明显，油井见水快。为了提高定边油田樊学油区长8储层酸处理效率，对樊学油区长8储层特征进行了研究，结果显示研究区长8储层非均质性强，碳酸盐岩含量高达5.2%，碳酸盐连晶式胶结是导致长8储层物性差的主要原因。通过理论分析和并联岩心酸化实验发现，转向酸处理对樊学油区长8储层改造效果明显。

转向酸；非均质性；碳酸盐岩

低渗透储层由于其极低的渗透率，储层改造成为其开发的必要手段，目的是增大低渗透层的渗透性，而根据最小阻力原理，无论是压裂还是酸化，工作液总是沿着渗流阻力小的方向流动，从而导致储层改造事与愿违，常规的储层改造手段只能使渗透率高的储层渗透率更高，而低渗透储层无明显改善。从长远的角度来讲，常规储层改造就是在加大储层的非均质性，与储层改造的初衷背道而驰。

定边油田樊学油区地处鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中西部，勘探开的主要层位为延长组长8储层，为典型的低渗透油田，储层非均质性强，流动系数小，储层动用程度低，吸水剖面和产液剖面极不均匀，层间开采矛盾突出，酸化改造后油井见水快，产量无明显变化。分析原因认为，是因为酸化过程中酸液主要进入高渗透带，而对低渗透层的改造效果不明显，致使储层非均质性进一步增强，开发难度进一步加大[1]。采用暂堵酸化工艺处理后效果显著，但由于暂堵酸化工艺复杂、成本较高，而且对暂堵剂的选择性溶解要求极高，给残酸返排造成较大困难[2]。原地自生转向酸，也称为智能转向酸，通过酸液中特殊稠化剂在地层中的变粘性实现酸液的自动转向，由于其价格低廉、工艺简单、转向效果显著，广泛应用于油气井增产和注水井增注工艺[3 ,4,5]。本文将针对定边油田樊学油区长8储层特征来研究智能转向酸在该地区的适用性。

1 转向酸转向机理

粘弹性表面活性剂（VES）自转向酸分流酸化技术主要是依靠酸液中稠化剂（VES）在地层条件下的变粘性来实现酸液的转向。现有文献普遍认为，随着储层中酸岩反应的进行，注入地层的酸液pH值升高，酸液与碳酸盐反应生成大量的G2+和Mg2+，将VES分子间的电荷屏蔽，使分子间的的斥力减小，表面活性剂分子从球形胶束转换为棒状胶束或蠕虫状胶束，胶束相互缠结形成空间网状结构（图1），粘度大幅度上升，酸液流动阻力增大，迫使后续酸液向渗透率相对较低的储层流动[6,7]，从而达到改善低渗储层的目的。另外，转向酸稠化剂遇到烃类物质后粘度会明显下降，更有利于酸液向含烃饱和度高的储层流动，起到增油控水的作用。

当储层改造结束，压力下降后，基质孔隙中的流体向酸蚀蚓孔中流动，当酸液与地层原油或烃类物质接触后，粘度急剧下降，进而顺利的返排到井底，而酸液与高矿化度的地层水接触后，粘度不降反增，从而起到堵水的作用。

2 转向酸处理的适用条件

首先，从转向酸的转向机理可以看出，变粘性是酸液转向的关键，而目前应用的转向酸稠化剂—粘弹性表面活性剂的变粘性主要依靠酸岩反应后生成的钙镁离子促使稠化剂粘度增大。所以，转向酸适用于以下条件的储层：

（1）只要是符合常规酸处理的储层均可以采用转向酸处理；

（2）由于高矿化度的地层水也可以促使酸液转向，所以对于出水严重的油井，更适合采用转向酸处理；

（3）非均质性较强的储层和边、底水油藏。

3 樊学油区长8储层特征

3.1 储层非均质性

3.1.1 层内非均质性

研究表明，鄂尔多斯盆地定边油田樊学油区长8储层属于滨浅湖三角洲沉积体系。研究区长81和长82储层为三角洲平原和三角洲前缘亚相沉积，主要分为分流河道、分流间湾、天然堤、河漫沼泽、决口扇等沉积微相，砂体内部沉积韵律组合复杂，主要有正韵律、反韵律及正、反韵律叠加形成的复合韵律。反韵律砂体高渗、高孔段主要集中在砂体顶部，正韵律砂体高渗、高孔段主要集中在砂体底部，而复合韵律表面为高、低渗透段交替出现，表现为层内非均质性较强[8]。

3.1.2 层间非均质性

从研究区长81和长82储层砂地比来看，长82储层砂地比略大于长81，长82单井平均砂层厚度为11.14 m，而长81单井平均砂层厚度为9.98 m，长82储层更为发育一些，从长81和长82渗透率非均质性分析得出，研究区长8储层层间非均质性较强，如表1所示。

表1 樊学油区长8储层渗透率非均质性

Table 1 Fanxue oil region of Chang 8 reservoir permeability heterogeneity

3.2 储层岩石学特征

3.2.1 砂岩结构及岩石类型

研究区长8储层岩石主要为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩（图2），碎屑颗粒含量较高，以细粒结构为主，其次为粉砂质结构，有少量的细粉砂结构和中粗粒结构，分选性为中等—较好，碎屑颗粒结构为次棱角状，磨圆度较差[9]。填隙物中方解石含量为5.2%，其中铁方解石含量为3.6%。

3.2.2 填隙物和胶结物

樊学油区长8储层填隙物含量普遍在25%~ 35%，而且以胶结物为主，黏土杂基含量较低，仅有填隙物含量的5%左右，填隙物主要为高岭石、绿泥石、方解石、水云母、白云石等。胶结类型主要为孔隙式和基底-孔隙式胶结，碳酸盐岩连晶式胶结是研究区长8储层物性变差的主要原因。

图2 樊学油区延长组长8储层砂岩分类三角图

Fig.2 Fanxue oil region of Chang 8 sandstone reservoir classification triangle

Ⅰ石英砂岩Ⅱ长石石英砂岩；Ⅲ 岩屑石英砂岩；Ⅳ 长石砂岩；Ⅴ 岩屑长石砂岩 Ⅵ 长石岩屑砂岩；Ⅶ 岩屑砂岩

4 转向酸处理在樊学油区长8储层的适用性分析

通过对樊学油区长8储层非均质性分析发现，研究区长8储层层间、层内及平面非均质性均较强，是导致常规酸处理效果差的主要原因，也是油井酸处理后快速见水的主要原因。另外，从长8储层岩石学特征分析发现，长8储层填隙物中方解石含量较高，碳酸盐岩连晶式胶结是长8储层物性变差的主要原因。结合转向酸处理的优势及使用条件，初步满足转向酸处理的条件。

切实提高系统运行的稳定性和可靠性，有效解决系统设施设备性能不稳定、容易遭受雷击和山区信号衰减大等问题；通过技术创新，进一步扩大山洪灾害监测预警系统的适用范围，使山高沟深的典型地区能被有效覆盖。

为了进一步确定转向酸在研究区的适用性，本次研究选取了研究区有代表性的长8油层段的岩心10块，进行岩心并联驱替实验，目的是验证转向酸在该区长8储层的有效性。

岩心编号为1#~10#，分别测试其渗透率，由于岩心所能代表的地层实际情况毕竟有限，对其中的1#、3#、5#、7#、9#岩心进行常规酸液驱替预处理并测试预处理后的渗透率，目的是为了增大岩心之间的渗透率差异，制造强非均质性的条件，然后与未处理的2#、4#、6#、8#、10#岩心分别进行并联酸液驱替实验，岩心并联驱替实验原理如图3所示。最后对处理后的岩心分别测渗透率，对比处理前后的渗透率变化，从而确定转向酸处理对该区长8储层的有效性，渗透率测试结果如表2所示。

在该区长8储层的有效性。

岩心编号为1#~10#，分别测试其渗透率，由于岩心所能代表的地层实际情况毕竟有限，对其中的1#、3#、5#、7#、9#岩心进行常规酸液驱替预处理并测试预处理后的渗透率，目的是为了增大岩心之间的渗透率差异，制造强非均质性的条件，然后与未处理的2#、4#、6#、8#、10#岩心分别进行并联酸液驱替实验，岩心并联驱替实验原理如图3所示。最后对处理后的岩心分别测渗透率，对比处理前后的渗透率变化，从而确定转向酸处理对该区长8储层的有效性，渗透率测试结果如表2所示。

图3 并联岩心流动实验

1高压驱替泵；2 储液罐； 3 过滤器；4 压力表和六通阀； 5 岩心夹持器； 6 计量筒

表2 渗透率测试结果

Table 2 Permeability test results

续表

从表2中渗透率变化情况分析可以看出，常规酸并联处理几乎没有改变低渗岩心的渗透率，酸液沿阻力小的高渗岩心流过，但由于预处理过程中酸岩反应比较完全，第二次驱替对预处理后的岩心渗透率改变较小。而转向酸并联处理后，低渗岩心的渗透率显著增大，基本达到了预处理后的岩心渗透率，岩心渗透率非均质性基本消除。由此可见，转向酸处理对樊学油区长8储层效果明显，完全适用于该区储层酸化改造。

5 结 论

通过上述分析，转向酸主要依靠酸液中粘弹性表面活性剂的变粘性来改变酸液在地层中的渗流方向，粘弹性表面活性剂与酸岩反应生成的钙镁离子接触后，分子间的电荷被屏蔽，表面活性剂分子有球形胶束转换为棒状胶束或蠕虫状胶束，胶束相互缠结形成空间网状结构，粘度大幅度增大。尤其适用于碳酸盐含量较高的非均质油藏，而对定边油田樊学油区长8储层分析结果认为，该区层内、层间及平面非均质性均较强，而且方解石和铁方解石含量达到5.2%，碳酸盐岩连晶式胶结是该区长8储层物性较差的主要原因，通过并联岩心酸化驱替实验验证了转向酸处理在该区长8储层的有效性。

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Study on the Feasibility of Self-diversion Acid Treatment of Chang 8 Reservoir in Dingbian Fanxue Region of Erdos

WANG Yin1，ZHANG Ning-ning2，HE Wen-hao1

（1. Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)CO.,LTD, Shaanxi Xi’an 710075，China；2. Shaanxi Energy Institute, Shannxi Xianyang 712000，China）

Interlayer mining contradiction of Chang 8 reservoir in Dingbian Fanxue region is outstanding, the effect of acidizing is not obvious, water breakthrough is fast. In order to improve acid treatment efficiency of Dingbian oilfield Fanxue region Chang 8 reservoir, features of Chang8 reservoir were studied. The results show that Chang 8 reservoir has strong heterogeneity, high carbonate content of 5.2%, and carbonate cementation is main reason to cause Chang 8 reservoir poor physical properties. Theoretical analysis and parallel core acidification experiments show that self-diversion acid treatment has obvious effect on reconstruction of Fanxue region Chang 8 reservoir.

Self-diversion acid; Heterogeneity; Carbonate rocks

TE 122

A

1671-0460（2016）06-1222-04

2016-05-10

王崟（1984-）,男,陕西省西安市人,助理工程师,硕士,2014年毕业于西安石油大学地质工程专业,研究方向:油气田开发地质。E-mail：wangyinwyzy@163.com。