SZ36-1油田稠油储层解堵酸化技术研究

张 明，刘光泽，程 飞，和鹏飞.

(1.中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300452；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

SZ36-1油田稠油储层解堵酸化技术研究

张 明1，刘光泽2，程 飞2，和鹏飞2.

(1.中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300452；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

针对SZ36-1稠油油田储层伤害强、油井产量低、常规砂岩酸化体系难以减小的问题，开展了稠油疏松储层酸化解堵技术研究。理论分析储层敏感性、矿物成分及钻井液等潜在伤害因素，确定储层堵塞主要原因为黏土及固相微粒物堵塞，沥青质、胶质等有机物堵塞，高分子化学材料堵塞。通过储层油泥分散溶解及原油降黏试验优选有机助剂，选择的助剂对原油降黏效果能达到95%以上；通过岩粉酸液溶蚀试验优选酸液体系；通过室内岩心流动试验验证有机氟硼酸体系酸化效果，结果显示两块岩心酸化后渗透率有明显提高。现场两口井应用表明，有机氟硼酸体系结合有机溶剂采用液氮伴注方式能有效解除SZ36-1稠油油田的储层伤害，恢复和提高油井产能。

SZ36-1油田；稠油储层；酸化解堵；氟硼酸

酸化是油气田增产增注的主要技术措施之一[1]。目前国内外针对常规砂岩油气藏的酸化增产技术已较为成熟，形成了各具特点的不同类型酸液体系及配套工艺，得到了大规模推广应用。但针对常规砂岩储层的系列酸液体系及工艺对非常规油气藏储层进行酸化作业时难以取得理想效果。SZ36-1稠油油田储层复杂，油井产能低，本文在分析该油田储层伤害主要原因的基础上，通过室内试验评价优选了适合SZ36-1稠油油田储层的酸液体系，并对现场应用情况进行了总结分析。试验结果为同类型储层酸化作业提供了借鉴。

1 储层伤害原因分析

1.1 储层特征

SZ36-1油田储层多为粉砂、细砂岩，矿物以石英、长石为主，含油好的砂岩疏松，生产中严重出砂。胶结物主要为泥质，岩样中黏土矿物绝对含量达26%，以伊/蒙混层为主。油层厚度大，易伤害面大，储层非均质性强(渗透率变化范围在30～5000 mD之间)。

该油田储层流体性质复杂，原油凝固点低、含硫低、含蜡量低、黏度高(平均为1478.4 mPa·s)、胶质沥青质含量高(平均为31.97%)、密度大(0.9679 g/cm3)，且油层间原油性质差别大。

1.2 储层敏感性

实验室对SZ36-1油田储层岩心敏感性评价结果如下。

(1)速敏伤害：储层地层水速敏指数低，有轻微速敏损害。

(2)水敏伤害：储层水敏伤害程度属于中等偏强，黏土容易从颗粒表面脱落并运移堵塞喉道。

(3)酸敏伤害：对盐酸为中—弱酸敏，对氟硼酸为弱酸敏，对氢氟酸为中—弱酸敏。

1.3 储层堵塞原因

(1)黏土及固相微粒堵塞。储层胶结疏松，泥质含量高，在完井作业和生产过程中易发生微粒运移伤害，导致细砂等产出物堵塞[2-3]；水敏试验证实储层具中等偏强水敏，各入井作业都容易导致储层黏土膨胀[4]，在黏度较高流体作用下更易发生微粒运移伤害，引起近井带地层渗透率降低。此外，完井过程中可能引入铁质沉积物伤害。

(2)沥青质、胶质等有机物堵塞。原油胶质含量较高、黏度大，易导致有机物堵塞及微粒运移。微粒和有机物容易在筛管周围形成堵塞物，严重时会堵死筛管间隙和流动通道[5]。

(3)高分子化学材料堵塞。钻井过程中采用JFC钻井液体系(钻井液密度为1.15 g/cm3)，其中含有纤维素、黄原胶等高分子物质，钻井作业中可能会侵入储层造成高分子化学材料堵塞。[6-7]

2 解堵液体系与工艺过程设计

2.1 解堵液体系设计

SZ36-1油田储层伤害类型复杂，须采用分流酸化技术及针对性强的酸液进行酸化解堵。通过室内试验研究提出了高效降黏解堵剂和有机氟硼酸[8-16](黏土酸)组成的复合解堵酸化液体系。

2.1.1 有机助剂优选

试验样品来自SZ36-1油田，酸液及各种添加剂来自西南石油大学。

(1)溶解油泥试验：在常温常压下对油泥进行溶解试验，优选酸液助剂提高清洗有机质的能力，试验结果见表1。结果可见，SA-GH助剂对油污的分散、溶解能力优于其他几种助剂。

表1 不同助剂溶解油泥效果表

(2)原油降黏试验：采用复合型稠油助剂SA-GH对储层原油进行乳化降黏效果评价，测定不同温度下SA-GH对原油的乳化降黏效果。两样品常温下原油初始黏度(η0)约为40000 mPa·s、12000 mPa·s，加入不同体积浓度的SA-GH水溶液(油水比为7∶3)，置于恒温水浴中30 min，搅拌均匀后，测定原油乳状液的黏度(η1)。

降黏率计算公式如下：

试验结果见表2。由结果可见，SZ36-1油田原油性质差异大，但优选出的SA-GH助剂对两种原油都有很好的降黏效果，在不同温度下都能达到95%以上。

表2 原油降黏试验结果表

2.1.2 岩粉溶蚀试验

SZ36-1油田储层黏土矿物含量高，用5种酸液在60℃条件下与储层岩粉反应2 h，测定酸液对岩粉的溶蚀率。试验结果如图1所示。

根据图1试验结果， SZ36-1储层单独使用含HF的酸液体系酸化，酸液体系对岩粉溶蚀率较高。为了减少二次伤害以及保护岩石骨架，使用HBF4酸液体系，使其逐步水解生成HF酸液，对高黏土含量、胶结疏松的SZ36-1储层岩石骨架起到保护作用。

图1 不同酸液酸化SZ36-1油田岩粉结果

2.1.3 岩心流动试验

由于储层中黏土矿物含量高，酸化过程中易引起二次伤害，所以在主酸液中添加多氢酸(HAC)，用以降低酸液与储层矿物的反应速度。选择两块岩心进行流动评价试验。主体酸液选择有机氟硼酸体系(6%盐酸+3%多氢酸+8%～10%氟硼酸+添加剂)，前置液体系为6%盐酸+3%乙酸+添加剂。

储层在钻开过程中难免被钻井液损害，因此试验先用该油田常用的JFC钻井液将岩心堵塞，然后过酸改善其渗透性。酸化动态驱替渗透率演变结果见表3，酸化动态驱替渗透率演变曲线如图2所示，酸化前后岩心端面扫描照片如图3所示。

试验结果表明：受钻井液伤害的两块岩心酸化后均取得了良好的解堵效果。随着前置液、处理液氟硼酸和后置液的注入，渗透率不断提高，堵塞逐渐解除；酸化中没有出现微粒运移堵塞现象，渗透率得到明显恢复，稳定性好。说明选用的氟硼酸体系适合SZ36-1稠油储层酸化作业。

表3 氟硼酸体系酸化动态驱替渗透率演变结果表

图2 SZ36-1油田12井和18井的1号岩心酸化效果曲线

图3 岩心酸化前后端面图

2.2 布酸与排酸技术

针对SZ36-1油田储层黏土矿物含量高、颗粒胶结疏松的情况，选用泡沫酸分流酸化技术及酸液伴注液氮的施工方式。其具有以下特点：

(1)当液氮挥发成气体后，形成酸液为液相、氮气为气相的泡沫。气体在喉道中产生贾敏效应，导致液体流动阻力变大，使酸液向低渗带流动，提高非均质储层的酸化效果。泡沫酸在多孔介质中渗流时，其表观黏度比活性水和气体都高得多，并随介质渗透率的增大而升高，此种性质决定了泡沫在小孔隙中的流动速率比在大孔隙中快。在酸化过程中，泡沫酸首先进入渗透率大的孔隙，随着注入量增多，流动阻力逐步增大，迫使酸液更多地进入低渗透的小孔隙，酸液分流同时增加了酸化有效作用距离。

(2)泡沫酸反应速度较一般酸液慢。泡沫酸中H+存在于泡沫壁上，使得H+的扩散路径复杂化，具有良好的缓速效果。

(3)返排能力强。泡沫酸气体比例较大，自身膨胀能高，易于增能返排，几乎没有二次伤害。同时氮气泡沫液具有较强的携带能力，能把不溶于酸的微粒带出地面，保证酸化效果。

(4)泡沫能在喉道中形成复式膜面，阻止液体与壁面接触，降低地层水敏性伤害。

根据储层潜在伤害因素分析及室内评价试验结果， SZ36-1油田储层酸化解堵推荐液体体系及作业顺序见表4。

表4 SZ36-1油田酸化解堵推荐液体体系及作业顺序

3 现场应用与效果分析

为提高SZ36-1稠油油田低效井产量，选择M06(定向井)、M19H井(水平井)进行酸化解堵。

两口井酸液体系与作业顺序都与表4相同，且伴随注液氮实施泡沫分流酸化。

3.1 M06井实施情况

(1)施工情况。M06井注入方式为油管正挤，施工排量为0.6～0.9 m3/min，施工压力低于12 MPa，注入情况见表5。开始注入酸液后压力迅速升高，说明液氮起到了一定的泡沫分流作用。在前置液Ⅱ注入过程中，压力没有下降，而关井后再开井注入前置液Ⅲ时注入压力迅速下降，说明有机解堵剂的加入能实现稠油溶解降黏，但需要一定的反应时间。注入处理液后压力逐渐下降，说明处理液实现了对储层的解堵。

表5 M06井酸化解堵作业实施情况表

(2)产量情况。M06井酸化结束后效果明显，产液量增加61%，产油量增加87%。

3.2 M19H井实施情况

(1)施工情况。注入方式为油管正挤，施工排量为0.9～1.1 m3/min，施工压力小于12 MPa，注入情况见表6。酸液循环后，开始挤注前置液Ⅰ。压力在11 MPa时，排量为0.2 m3/min，说明地层吸液能力很差，地层堵塞比较严重；当液氮到达地层后，压力有所升高，说明液氮起到了一定的泡沫分流作用。第一阶段挤注结束后，关井18 h；以第一阶段结束时的压力继续挤注，排量提高至0.8 m3/min，说明前置液Ⅰ和前置液Ⅱ有一定的解堵作用。正挤处理液到达地层后，压力下降2 MPa，虽然因液氮的存在而使压力降低的幅度有限，但解堵作业非常明显。

表6 M19H井酸化解堵作业实施情况表

(2)产量情况。M19H井酸化结束后，产液量增加44%，产油量增加35%，增产效果较为明显。

4 结论

(1)针对高黏原油储层，在酸化施工过程中首先应注入含有机解堵剂的入井液，有利于后续酸液与无机物的接触。

(2)优选出的有机解堵助剂对储层油泥的乳化分散效果好，现场应用表明有机解堵助剂能有效提高酸化解堵效果，但作业中需要关井给予反应时间。

(3)M06、M19H两口井酸化作业效果表明，对于黏土矿物含量高的储层，氟硼酸作为酸化处理液是合理的，解堵增产效果良好。

[1] 胡鹏程,李克华,李久启,等.新型酸化缓蚀剂的合成及性能[J].断块油气田,2011,18(2):261-263.

[2] 唐广荣,赵峰,李跃林.东方11气田低渗疏松砂岩气藏伤害机理研究[J].西南石油大学学报(自然科学版),2015(3):103-108.

[3] 苏崇华.疏松砂岩油田生产过程中储层伤害机理研究[J].中国海上油气,2009,21(1):31-34.

[4] 方伟.海拉尔盆地贝16断块强水敏储层有效开发试验[D].北京:中国石油大学(北京),2008.

[5] 田建锋,陈振林.石油沥青质的吸附、沉淀机理及其影响因素[J].海相油气地质,2005,10(3):37-42.

[6] 田建锋,陈振林.石油沥青质的吸附、沉淀机理及其影响因素[J].石油沥青质,2005,10(3):37-42.

[7] 杨东梅,潘宝风,刘徐慧.新型酸化用铁离子稳定剂研制[J].化工时刊,2012,26(2):27-30.

[8] 张平,刘建伟,谢璞,等.注水井深部酸化技术在吐哈油田的应用[J].断块油气田,2009,16(1):102-104.

[9] 刘富强,姚鹏翔,张礼刚,等.氟硼酸深部酸化技术在石南油田中的应用研究[J].石油与天然气化工,2007,36(3):243-246.

[10] 汪竹,宋克炜,芦维国,等.有机氟硼酸在王家岗敏感性地层的应用[J].油田化学,2004,21(1):10-12.

[11] 龚殿婷,刘湘倩,李凤华,等.硼砂酸化法制备硼酸过程中影响因素的研究[J].硅酸盐通报,2008,27(5):1051-1054,1071.

[12] 和鹏飞,万祥,罗曼,等.渤海疏松砂岩密闭取心低收获率应对措施探讨[J].非常规油气,2016,3(3):92-95.

[13] 黄晓东.渤海海上油田深部液流转向配套技术研究与应用[J].非常规油气,2015,2(5):38-44.

[14] 李彦林,张锋三,王建平,等.延长下古生界白云岩储层酸压工艺技术室内研究[J].非常规油气,2014,1(3):52-58.

[15] 谢兴华,张志磊.性能可控油藏深部调驱剂的制备与评价[J].非常规油气,2015,2(4):36-39.

[16] 陈凤喜,闫志强,伍勇,等.岩性气藏型储气库封闭性评价技术研究——以长庆靖边气田SH224储气库区为例[J].非常规油气,2015,2(3):58-64.

The Heavy Oil Reservoir of SZ36-1 Oilfield Acidification Technology Research and Application

Zhang Ming1， Liu Guangze2， Cheng Fei2， He Pengfei2

(1.TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China; 2.EngineeringandTechnologyBranch,CNOOCEnergyTechnologyandServicesLimited,Tianjin300452,China)

There are many wells of reservoirs in the SZ36-1 oilfield having been damaged.In order to research the cause of the damage, eliminate the damage and improve the permeability of near wellbore area.Firstly this article systematically analysis the potential causes of the damage of the reservoir, such as sensitivity, drilling fluid and mineral composition.And then by the laboratory experiment, we adopt the dissolution test with oil sludge of the reservoir to find out the most useful organic solvent.We use the acid dissolution experiment with mineral to choose the best acid system.And we will test the effect of the acid treating with organic fluoboric acid by the core-flowing experiment, and the experiment results that the permeability of the core be improved significantly by the acid treating.Through the experiment of the 2 wells: M06, M19H prove that using organic fluoboric acid in combination with organic solvent, through the liquid nitrogen injection mode can effectively eliminate the damage of reservoir of SZ36-1 oilfield, and improve the deliverability of the wells.

SZ36-1 oilfield; heavy oil reservoir; acid treating; fluoboric acid

国家科技重大专项“海上稠油油田高效开发示范工程”(2011ZX05057)资助。

张明(1981—)，男，本科，工程师，主要从事海洋石油钻完井技术监督及管理工作。邮箱：zhangming@cnooc.com.cn.

TE345

A