优化海上水井酸化增注工艺措施探讨

程强

【摘 要】本文就海二采油管理区所辖水井船舶酸化解堵施工低效问题，分析其主要因素：注水水质、注采强度、酸化规模、酸化工艺及其他因素。提出了工艺优化方案，正挤前置液（平台注入水+降压增注表面活性剂）→正挤主体酸增注液（磷酸配方）→正挤后置液（平台注入水+降压增注表面活性剂）→正挤顶替液（高泵压大排量挤入与增注液等量顶替液），并在CACB1C-3、CACB25E-5两口水井进行了试验。

【关键词】水井酸化；埕岛油田；近井地带；低效因素

一、水井管理现状

随着海上油田的开发，埕岛区块地层能量逐年下降，补充地层能量保证水驱开发效果是接下来很长一段时间海上油田开发首要任务之一。

海二采油管理区现有注水井59口，其中同心双管井7口。开井58口（CACB251D-3增压增注，长停井），日注水量12987方（配注13320方）。平均下井年限2.98年，5-8年的13口。分注井52口，分注率88.1%，层段合格率69.2%。

二、常规水井酸化增注工艺低效因素分析

酸化又称酸处理，是油层改造、增产增注的重要措施之一。它是将酸液注入到地层中，依靠酸液的化学溶蚀作用，使酸液与油层岩石中的粘土矿物、碳酸盐岩类等成分发生化学作用来提高油层的渗透性，改善油、气、水的流动状况，从而增加油、气井的产量或注水井注入量的工艺方法。其目的主要有：（1）改造低渗透地层，提高油层渗透率；（2）解除油层孔隙堵塞，打开油气流入井的通道。

统计分析海二采油管理区2015年9月至2018年5月利用常规海上船舶解堵酸化工艺施工对水井19井次，平均有效期146.42天，其中CACB251C-1两次酸化施工完仍然欠注，CACB25A-3、CACB20CB-4井因酸化后效果不佳对配注进行相应降低处理。利用主要因素分析法，查找注水井酸化低效因素。分析认为：

（1）注水水质因素：埕岛油田注水初期注入水采用海水，矿化度、盐碱度极高，对地层造成了不可逆的污染破坏。目前平台注入水大多采用生产污水和水源井水混合注入方式，该种混合注入水水质达标率低，含有大量悬浮固体和油污，容易产生碳酸盐、铁氧化物等无机垢物及残余油污染，从而导致地层渗透率显著降低，注水能力下降；

（2）注采强度因素：埕岛油田投产初期注采关系不平衡，造成地层能量亏空骤减、地层骨架坍塌等伤害。目前强采强注是海上油田最普遍生产方式，为弥补地层亏空，平均单井日注水量较大，在注入水长期冲刷以及酸化过程中的溶蚀作用，导致微粒运移和出砂现象，造成注水油压上升、注水能力下降；

（3）酸化规模受限：由于海上油田酸化施工完全依靠船舶，受船舶罐存小、平台空间小、施工成本高等诸多因素影响，主体酸增注液用量一般在15—95m3，酸化解堵半径多为1.5m左右，仅可解决进井地带的部分堵塞；

（4）酸化工艺因素：常规酸化工艺通常为正挤前置液（平台注入水+粘土稳定剂+油层清洗剂）→正挤主体酸增注液（土酸配方）→正挤顶替液（少量平台注入水），改工艺由于受配方及酸岩面容比较大的影响，导致酸岩反应速度快、易在地层中发生乳化效应，酸液有效作用距离小，易产生二次沉淀再次堵塞地层；

（5）其他因素：埕岛油田注水井多为油井转注井，注水层位存在一定的残余油，且地层原油粘度较高，有机质含量较高，容易形成乳化堵塞。

三、优化工艺，改善注入环境

受海洋恶劣工作环境以及海况的影响，一直以来海上油田开发均处于高投入、高风险的状态，水井欠注不仅直接影响对应油井产量，另一方面措施施工也会造成原油生产成本的增加。因此如何降低采油成本，提高开发效益，延长水井酸化解堵有效周期是我们亟待解决的一个重难问题。

经过海二采油管理区技术管理室相关技术人员可研攻关，我们对水井酸化工藝进行优化，遴选更适合埕岛区块储层的主体酸增注液配方，并应用到CACB1C-3、CACB25E-5两口问题水井上。

CACB1C-3井于2018年3月14日下新型同心双管作业完投注，投注后内管呈现油干持平欠注，3月27日进行第一次酸化，内外管油压均缓降至0.2MPa，仍欠注51%，酸化效果极差，且在4天后内管油压骤涨，油干持平。我们对酸化增注液配方及酸化工艺进行深层次优化：

正挤前置液（平台注入水+降压增注表面活性剂）→正挤主体酸增注液（磷酸配方）→正挤后置液（平台注入水+降压增注表面活性剂）→正挤顶替液（高泵压大排量挤入与增注液等量顶替液）

5月4日，利用降压增注表面活性剂耐酸、降低表面张力、防止生成乳状液、优良润湿改变性能等优点，磷酸电离度低，缓速效果明显的作用，更好地对油管、地层进行结构性保护，增加酸作用距离实现地层深部解堵。直至目前该井内管油压稳定在2MPa，持续注水31天均能达到配注要求。

总结CACB1C-3井成功解堵案例，5月10日组织对CACB25E-5井运用同一工序、同一配方进行酸化解堵。泵入部分前置液利用降压增注表活剂对油管及地层进行保护，改变润湿性；高泵压大排量泵入复合酸稀释液对进井地带进行解堵；在泵车及油管耐压承受范围之内，以最大排量将后置液及足量顶替液泵入井中，向地层深部持续推进增注液的同时对酸化后的进井地带进行结构性修复。通过一系列的努力，CACB25E-5井酸化解堵施工取得由油压7.2MPa欠注38.7%变为油压0.1MPa超注的优良成果（见下表）。

四、结论

根据对前文所述酸化低效因素分析，本次就酸化工艺进行优化并实际应用。得出以下结论：

（1）磷酸配方增注液电离度低，缓速效果明显，可增加酸液作用距离，达到深部解堵的效果；

（2）在前置液及后置液中加入降压增注表面活性剂可降低表面界面张力，防止生成乳化液，保护油管地层的同时又增加了酸液有效作用距离；

（3）后置液的泵入可进一步改善井壁附近储集层物性，尽量减少或消除酸岩反应可能产生的有害沉淀物，恢复储集层固相和沉淀性酸反应生成物的亲水性，可有效防止乳化形成，改善储集层粘土矿物的水敏性，从而达到延长酸化有效期的目的；

（4）高泵压、大排量泵入相当体积的顶替液既可将主体酸增注液向更深部的地层孔隙推进，起到深部解堵效果，还可以使孔隙中一些二次沉淀物冲洗开，防止二次堵塞污染。

（5）目前已试验的两口水井酸化效果较常规工艺酸化水井效果明显改善，我们将持续对这两口井进行实时跟踪，并在接下来的工作中增加试验对象进行深入分析。