海上油田注水井复合有机酸化解堵增注液研究

丁文刚，邵尚奇，高纪超，杜晓霞

（1.中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津300459；2.大港油田石油工程研究院，天津300280）

海上油田注水井复合有机酸化解堵增注液研究

丁文刚1，邵尚奇1，高纪超1，杜晓霞2

（1.中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津300459；2.大港油田石油工程研究院，天津300280）

针对海上B油田注水井注水过程中压力升高，注水量下降的现象，分析注水井堵塞原因主要为无机垢和有机垢堵塞。提出采用复合有机酸化解堵增注措施，研究出了适合于目标油田注水井的复合有机酸化解堵增注液，室内评价了其基本性能和解堵效果。结果表明，该体系具有良好的防膨性能，与地层水配伍性好，具有良好的稳定铁离子能力，腐蚀性能可以满足海上平台的要求，并且对现场堵塞物的溶解率高，能够很好的解除地层中有机垢和无机垢堵塞。相比较于现场解堵剂，复合有机酸化解堵增注液解堵后渗透率恢复值均大于100%，明显改善了储层，可以代替现有解堵剂应用于海上平台注水井酸化解堵增注作业。

注水井；堵塞；复合有机酸；解堵增注

注水开发是海上低渗透油田开发最常用的手段之一［1］。低渗透油田储层物性一般较差，在注水开发过程中，经常发生地层堵塞现象，使注水压力升高，注水井吸水能力下降，影响注水开发的效果［2］。针对这一问题，注水井解堵增注技术得到了很大的发展，其中酸化解堵增注属于最常用的增注措施［3，4］。

目前，国内外关于注水井酸化解堵增注的研究已经相当成熟，酸液体系的发展也趋于完善，各种酸化解堵增注技术也在国内外各大油田有过很多成功应用［5，6］。本文针对海上B油田低渗透储层注水井地层堵塞以无机垢和有机垢堵塞为主的现象，并结合室内实验，研究出了适合于该油田注水井的复合有机酸化解堵增注液体系，并评价了解堵增注液的各项性能，为现场酸化解堵增注的实施提供参考。

1　目标油田堵塞原因及解堵增注思路分析

海上B油田在注水过程中出现注水压力升高，部分注水井达不到配注要求的现象，分析主要原因有：（1）注入水和地层水存在无机垢堵塞地层现象；（2）储层原油中的沥青质和胶质含量较高，存在有机质堵塞地层现象；（3）地层矿物中黏土矿物含量较高，存在水敏现象；（4）分析现场垢样成分含有较多的铁腐蚀产物，因此存在腐蚀产物堵塞地层的现象；（5）另外，注水层物性较差，注入水水质不达标也易造成地层堵塞。

结合以上分析认为，海上B油田注水井堵塞以无机垢和有机垢堵塞为主，但两种堵塞的主次无法判断，因此建议采用复合有机酸化解堵增注措施。针对该油田注水井堵塞原因、类型以及解堵措施，结合注水层物性特征，研制的复合有机酸化解堵增注液主要成分包括多元醇有机聚醚酯混合物、复合有机酸、黏土稳定剂、铁离子稳定剂、缓蚀剂、阻垢剂、渗透剂以及复配表面活性剂。室内对复合有机酸化解堵增注液体系进行了基本性能评价。

2　复合有机酸化解堵增注液基本性能评价

2.1防膨性能评价

室内使用离心法评价了复合有机酸化解堵增注液对膨润土的防膨效果。实验结果（见表1）。

表1　防膨性能评价结果Tab.1 Evaluation results of anti swelling property

由表1可知，经过复合有机酸化解堵增注液处理后，膨润土的膨胀率比蒸馏水下降明显，说明酸化解堵增注液能够很好的防止储层黏土矿物的膨胀，具有良好的黏土稳定能力。

2.2与地层水的配伍性评价

将复合有机酸化解堵增注液与目标储层地层水按不同比例混合后，在50℃下使用浊度仪测定不同比例混合液的浊度值，评价复合有机酸化解堵增注液与地层水的配伍性。实验结果（见表2）。

表2　与地层水配伍性评价结果Tab.2 Compatibility evaluation results of formation water

从表2数据可知，不同比例的混合液浊度值均在10 NTU以下，说明复合有机酸化解堵增注液进入地层后不会与地层水产生无机沉淀等堵塞储层，与地层水配伍性良好，对地层渗透率不会产生不良影响。

2.3腐蚀性能评价

室内采用“挂片失重法”评价了复合有机酸化解堵增注液和地层水不同比例混合后对N80钢片的腐蚀情况。试验条件为：温度50℃，材质为N80油管钢片，试验方法参见SY/T5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》。实验结果（见图1）。

图1　腐蚀性能评价结果Fig.1 Evaluation results of corrosion performance

由图1可知，随着混合液中解堵增注液体积的增大，腐蚀速率逐渐增大。100%复合有机酸化解堵增注液对N80钢的腐蚀速率为0.495 1 g/（m2·h），完全满足石油行业标准，能够达到现场施工的要求。

2.4铁离子稳定能力评价

铁离子稳定能力评价实验方法参照SY/T6571-2012《酸化用铁离子稳定剂性能评价方法》。实验结果（见表3）。

表3　铁离子稳定能力评价结果Tab.3 Evaluation results of iron ion stability

由表3实验数据可知，无论在25℃还是在50℃条件下，复合有机酸化解堵增注液的稳定铁离子能力值均大于180 mg/mL，说明解堵增注液体系具有良好的铁离子稳定能力。

2.5溶解垢能力评价

针对现场堵塞物分析结果，主要成分为无机垢和有机垢，室内使用复合有机酸化解堵增注液对现场堵塞物进行溶蚀实验评价，并与常用有机溶剂0#柴油、二甲苯以及常用无机解堵剂15%HCl、12%HCl+3% HF对现场堵塞物的溶蚀效果进行对比。实验结果（见表4）。

表4　溶解垢能力评价结果Tab.4 Evaluation results of the ability to dissolve scale

由表4实验数据可知，由于现场堵塞物中含有无机垢和有机垢多种成分，所以单一解堵剂对现场堵塞物的溶解效果不理想。而复合有机酸化解堵增注液中含有解除有机垢和无机垢的有效成分，所以对现场堵塞物的溶解率较高，能够很好的解除地层中有机垢和无机垢堵塞。

3　复合有机酸化解堵增注液解堵效果评价

3.1解除模拟无机垢效果评价

室内评价方法为：首先使用浓度较高的模拟氯化钙盐水驱替岩心2 PV，再注入2 PV浓度较高的碳酸钠盐水，利用两者接触后能够形成大量碳酸钙沉淀的特点，在岩心中模拟无机垢形成的堵塞，然后注入1 PV的复合有机酸化解堵增注液进行解除模拟无机垢堵塞效果的评价。实验结果（见表5）。

由表5实验数据可知，复合有机酸化解堵增注液对模拟无机垢的解堵率达到228.6%，解堵后岩心渗透率提高14.9%，说明复合有机酸化解堵增注液对地层中形成的无机垢具有良好的解除效果。

3.2解除模拟有机垢效果评价

室内使用加入一定量沥青质的海上B油田储层原油在50℃下饱和岩心，模拟储层条件下有机垢污染堵塞储层现象，测定污染前后的渗透率，然后挤入1 PV复合有机酸化解堵增注液进行解除模拟有机垢堵塞效果的评价，实验结果（见表6）。

由表6实验数据可知，复合有机酸化解堵增注液对模拟有机垢的解堵率达到192.6%，解堵后岩心渗透率提高6.4%，说明复合有机酸化解堵增注液对地层中形成的有机垢具有良好的解除效果。

表5　解除无机垢效果评价结果Tab.5 Evaluation results of remove inorganic scale effect

表6　解除有机垢效果评价结果Tab.6 Evaluation results of remove organic scale effect

表7　综合解堵效果评价结果Tab.7 Evaluation results of comprehensive solution blocking effect

3.3综合解堵效果评价

评价方法：室内首先使用海上B油田平台注入水（未处理）对岩心进行模拟堵塞污染，测定污染前后渗透率，然后挤入1 PV复合有机酸化解堵增注液进行综合解堵效果的评价；作为对比，使用同样的方法对现场解堵剂进行综合解堵效果评价。实验结果（见表7）。

由表7实验数据可知，岩心经过平台注入水污染后，渗透率下降明显，说明堵塞严重。经过复合有机酸化解堵增注液和现场解堵剂处理后，渗透率出现不同程度的增加，岩心的解堵率均大于200%，说明解堵液在已经堵塞的岩心中能够起到很好的解堵效果。相比较于现场解堵剂，复合有机酸化解堵增注液解堵后的渗透率恢复值均大于100%，说明复合有机酸化解堵增注液不但能解除已经产生的堵塞，还能提高基质渗透率，达到改善储层的目的。

4　结论

（1）针对海上B油田注水井堵塞原因展开分析，结果认为堵塞以无机垢和有机垢堵塞为主，但两种堵塞的主次无法判断，因此建议采用复合有机酸化解堵增注措施。

（2）复合有机酸化解堵增注液具有良好的黏土稳定能力，与地层水配伍性好，具有良好的稳定铁离子能力，腐蚀性能可以满足海上平台的要求，并且对现场堵塞物的溶解率高，能够很好的解除地层中有机垢和无机垢堵塞。

（3）复合有机酸化解堵增注液对单一的模拟无机垢和有机垢均有良好的解除能力，另外，相比较于现场解堵剂，复合有机酸化解堵增注液解堵后渗透率恢复值均大于100%，明显改善了储层，可以代替现有解堵剂应用于海上平台注水井酸化解堵增注作业。

［1］刘光成，温哲华，王天慧，等.海上油田注聚井解堵增注技术进展研究［J］.石油天然气学报，2014，36（12）：244-247.

［2］李玉光，邢希金，李莹莹，等.针对渤海A油田注水井堵塞的解堵增注液研究［J］.石油天然气学报，2013，35（11）：132-135.

［3］汪伟英.注水井解堵增注技术综述［J］.钻采工艺，1995，18（4）：35-37.

［4］李晓明，田育红，朱名昭，等.ZFJ05复合降压增注技术研究及应用［J］.石油化工应用，2012，31（4）：52-55.

［5］陈东升，姜红.酸化增注技术在胜利油田的应用［J］.内江科技，2011，32（4）：119-120.

［6］尹光伟，王玉忠，李诗仙，等.花场油田酸化解堵用酸液体系的评价与应用［J］.石油化工应用，2015，34（1）：30-32.

Research of complex organic acid blocking removal and augmented injection fluid for water injection wells in offshore oilfield

DING Wengang1，SHAO Shangqi1，GAO Jichao1，DU Xiaoxia2
（1.Production Optimization-COSL，Tianjin 300459，China；2.Petroleum Engineering Research Institute of Dagang Oilfield，Tianjin 300280，China）

Aiming at the pressure rise and the decline of water injection quantity in the process of water injection well in B offshore oilfield，the main reasons for the blocking of water injection wells are inorganic and organic fouling.By using the compound organic acid hydrolysis method，the mixed organic acid solution plugging and increasing injection solution was proposed，and its basic performance and blocking effect were evaluated.The results show that the system has good anti swelling performance，good compatibility with formation water，good stability of iron ion，corrosion performance can meet the requirements of offshore platform，the dissolution rate of the site is high，which can remove the organic and inorganic fouling in the formation.Compared to field plugging agent，compound organic acidizing plugging removal and augmented injection solution plugging the permeability recovery values were greater than 100%，can significantly improve the reservoir，to replace the existing solutionplugging agent used in offshore platform injection wells acid dissolve plugging removal and augmented injection work.

injection well；blocking；complex organic acid；blocking removal and augmented injection

TE358.5

A

1673-5285（2016）09-0053-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.09.013

2016－07-08

丁文刚，男，湖北天门人，硕士研究生，工程师，2013年毕业于长江大学油气井工程专业，现在从事酸化技术研究工作，邮箱：drillingman@163.com。