安塞油田长6厚状油层纵向均匀酸化技术研究与应用

万向辉， 王 坤， 吴增智

(1川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院 2低渗透油气田勘探开发国家工程实验室)

安塞油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中段北部，属于典型的特低渗透致密砂岩油藏[1]。长6主力油层资源量大、分布稳定，油藏埋深1 000～1 300 m，油层厚度12～25 m[2]，平均孔隙度12.4%，气测渗透率0.45 mD，压力系数0.7～0.8 MPa/100 m。油田新投产油井无产能，经注水和压裂开发后，单井产能在2～3 t/d，是典型的“低压、低渗、低产”三低油藏[3]。长6油层由于纵向上层间渗透率差异大，经多年开采后，油井高渗层突进出水，甚至部分水淹，而含油饱和度较高的低渗层不能得到有效动用，层间开采的矛盾加剧。

酸化是改造低渗储层、解除近井地带地层伤害、提高油井产能的重要方法。安塞油田长6油层老井在改造过程中存在储层厚度大、纵向上非均质性较强、小层发育射孔段多、无法卡封分层酸化等难题。笼统酸化往往更易造成酸液在高渗层指进，进一步增大层间渗流差异，从而导致改造后高含水甚至水淹。因此开展厚状油层纵向均匀酸化技术研究，旨在提高厚状油层相对低渗层的酸化强度，改善注采剖面，对老油田提高采收率具有重要意义。

一、均匀酸化技术原理

室内试验研究表明，当一个有着无限渗流能力的介质被油溶或水溶性材料填充或堵塞时，会在这个区域产生一个暂时的表皮系数，暂时的表皮系数的量级与地层的渗透率呈正比，渗透率越大，造成的表皮系数越大，越容易形成液体流向的改变[4-9]。

均匀酸化技术是施工过程中在酸液对相对高渗的层段已完成解堵后加入适量的暂堵颗粒，颗粒在流动过程中随液体遵循向阻力最小方向流动的原则，在经过射孔孔眼、近井射孔道后进入初次改造的人工裂缝时，暂堵颗粒在孔眼、射孔孔道或在裂缝端部累积桥塞，降低后续工作液滤失，造成井底压力升高，产生液体流向的二次分配或储层的二次破裂，进而达到均匀酸化的目的[10]。

二、暂堵颗粒性能评价

本研究中的暂堵颗粒材料KL-1是采用特殊的制造工艺所形成的一种微颗粒。在酸化施工过程中，暂堵颗粒在从地面到井筒、射孔孔眼、孔道以及人工裂缝进行封堵时，应具有在酸液或水中的不溶性，能够增加酸液在相对高渗层段的流动阻力，达到改变流向的目的；酸化施工结束后，进入正常采油流程，暂堵颗粒在地层条件下能够在原油中溶解，从而解除对油层的封堵。

针对安塞油田长6油层的储层特征，根据理想充填理论及D90方法，本实验评价中暂堵颗粒粒径分布为50～1 000 μm，平均粒径为120 μm。采用缓速酸液体系配方为：10%盐酸+2%氢氟酸+6%有机复合有机酸+0.3%缓蚀剂+0.2%铁离子稳定剂+0.5%助排剂+0.5%破乳剂。

1.水/酸中的溶解性能

分别称取5 g暂堵剂样品放入装有100 mL水/酸溶液的磨口瓶中，用玻璃棒搅拌后放置于40℃±1℃(模拟储层温度)恒温水浴中，24 h后将样品取出并过滤称重，得到暂堵颗粒样品溶解后的质量。

表1 暂堵颗粒水/酸溶性实验结果

实验结果表明(表1)，在上述实验条件下暂堵颗粒在水中和酸中的溶解率小于1%，不溶于水，可封堵水层，不溶于酸，满足酸液携带的施工条件。

2. 油中的溶解性能

分别称取5 g暂堵颗粒样品放入装有100 mL溶剂的磨口瓶中，用玻璃棒搅拌后放置于40℃±1℃(模拟储层温度)恒温水浴中，24 h后将样品取出并过滤称重，得到暂堵颗粒样品溶解后的质量。

表2 暂堵颗粒油溶性实验结果

实验结果表明(表2)，在上述实验条件下暂堵颗粒在原油、煤油或油水共存的介质中，暂堵颗粒溶解率高于92%，说明暂堵颗粒在酸化过程中仅对含油层或含油水层造成暂时的封堵，不会产生永久封堵。

3. 悬浮性能

本次实验用暂堵颗粒表面为疏水性，在酸液中难以稳定悬浮分散。选用稠化剂浓度为2%双子型黏弹性表面活性剂配制的清洁携带液，可以稳定的悬浮携带暂堵剂。在一定压力下，携带液悬浮不同复合粒径的暂堵颗粒，沿流动阻力小的方向在高渗透裂缝或孔道中形成临时封堵层，携带液自身具备较高的黏度，在流动过程形成压力损耗，加强了封堵作用。

表3 携带液悬浮性能评价实验结果

实验结果表明(表3)，携带液稳定悬浮5% ～15%的暂堵颗粒，形成均匀分布的溶液，静置24 h未见分层现象，可见该体系具有一定的分散稳定性。

4.分流转向性能

随着暂堵颗粒在携带液中浓度的增大，注入量的增加，封堵效果提高，考虑到针对低渗透地层施工要求和经济效益，选用暂堵剂浓度为10%，注入体积为5 PV，对暂堵剂的分流转向性能进行测试(见表4)。

(1)采用Ø25 mm×40 mm天然岩心，3%NH4Cl溶液正向驱替测定低渗透率岩心和高渗透率岩心的水相渗透率。

(2)正注暂堵剂浓度为10%携带液，注入体积为5 PV。

(3)反向驱3%NH4Cl溶液，测高渗透率岩心和低渗透率岩心的流量，求出转向率。其中转向率为分流前高渗透岩心渗透率与低渗透岩心渗透率的比值比分流后所减少的百分数。

表4 暂堵颗粒转向评价实验结果

实验结果表明(表4)，当岩心并联时，高渗透率岩心与低渗透率岩心的渗透率级别差越大，其分流效果越好；高渗层在暂堵后的突破压力大幅提高，说明暂堵剂对高渗层的液体流入转向效率高，利于酸液向低渗层的流动，达到均匀改造储层的目的。

5.岩心伤害性能

采用高温高压岩心流动实验仪评价在储层温度下暂堵颗粒封堵前后对岩心的静态伤害情况(见表5)。

表5 暂堵颗粒对岩心伤害实验结果

实验结果表明(表5)，暂堵颗粒对储层岩心的伤害率为19.8%，属中等偏低伤害。

三、现场应用及效果分析

厚状油层均匀酸化技术共完成了8口老井的现场应用。施工成功率100%，有效增产井7口，有效率为87.5%，平均有效期超过152 d，有效期内平均日增油1.2 t，应用效果显著。

以坪桥区块某井为例，其油层参数见表6，该井位于东部裂缝区，于1994年投产，初期日产液5.6 m3，日产油4.8 t,含水14.3%。2014年该井日产液降到2.1 m3，日产油降至0.9 t，含水57.1%。

分析认为该井近井地带油层堵塞，确定对该井进行酸化解堵以恢复产能。考虑到该井纵向上有效厚度达到26.8 m，有效厚度大，纵向上层间渗透率差异大，笼统酸化难以实现对相对低渗层段的改造，因此选择均匀酸化对该井进行改造，实现对此类厚状油层纵向上的均匀酸化。

表6 油层参数

该井设计用酸量30 m3，注入排量200～400 L/min，注酸量为10 m3时加入暂堵颗粒，用量600 kg，暂堵颗粒加入后，地面施工压力由10 MPa升至13 MPa，说明实现了酸液流向的二次分配。

该井在采取酸化措施后，含水由原来的57.1%降至32.6%，日产液量由2.1 m3升至4.8 m3，日产油由酸化前的0.9 t提高到3.2 t，有效期已超过180 d，累计增油250 t，有效期内平均日增油量1.4 t，取得了较好增油效果。

四、结论

(1)根据安塞油田长6厚状油层地质特征，为了实现暂堵转向均匀酸化的目的，开发了一种暂堵颗粒产品。

(2)KL-1暂堵颗粒具有良好的油溶性，酸/水不溶性，可实现改造过程中对高渗部位的暂时封堵，施工结束后可降解，对储层伤害中等偏低，适应性好。

(3)厚状油层均匀酸化技术经8口井现场应用，有效率为87.5%，平均有效期超过152 d，单井日增油1.2 t，取得了效果的增产效果。

(4)均匀酸化技术对于厚状油层，多射孔段笼统酸化具备良好的选择性暂时封堵性能，能够有效提高油井采收率，可进一步推广应用。

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