酸化解堵在元87长4+5特低渗透油藏开发的应用

2019-09-10王小林田盼李奕良

石油研究 2019年8期

王小林　田盼　李奕良

摘要：元87区块长4+5油藏位于陕北斜坡中北部姬嫄油田，属于特低渗构造-岩性油藏。本文主要对该油藏堵塞机理进行分析，寻找该区块特低渗透油藏适用的解堵方法，并分析了酸化解堵技术在该区块注水井增注的实际应用效果。

关键词：酸化解堵;特低渗透;堵塞机理;注水井增注

引言

姬源油田元87长4+5油藏由2006年采用菱形反九点井网投入开发，平均分析孔隙度为10.35%，渗透率为0.81×10μm，是一个典型的低孔特低渗油藏。砂岩岩性为粉细-细粒岩屑质长石砂岩，其中长石含量47%，石英含量23%，岩屑含量13%，填隙物含量13%，粘土矿物主要有伊利石、绿泥石、伊蒙混层、高岭石等。油藏地层水水型为氯化钙水型，矿化度为65g/l。随着开发时间的延长，部分油水井地层发生堵塞，产油量明显下降，含水迅速上升，注水井压力不断升高，产生不同程度的欠注现象，油藏开采效果不断变差。

一、地层堵塞机理分析

砂岩储层堵塞物主要有以下几种：①固体颗粒堵塞，如岩石、泥浆、矿物等细微颗粒;②无机垢堵塞，如硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙等;③有机沉淀物堵塞，如原油中的沥青质和石蜡;④生物垢堵塞，如地层中的硫酸盐还原菌、粘泥形成的细菌、氧化铁细菌;⑤酸化堵塞，主要是重质油和酸反应形成的酸渣和乳化液。实验分析表明目前元87长4+5油藏形成的堵塞物主要是①和②两种。

1.粘土矿物导致的堵塞

该长4+5油藏泥质含量高，特别是绿泥石和方解石含量较高，注人水矿化度低，油藏地层水矿化度高，油井见水后表现为含盐下降，致使附铁绿泥石在PH值变化的条件下，形成 Fe（OH）和Fe（OH）沉淀。在近井地带由于流体流速不断加快，部分粘土矿物颗粒和杂质被运移至近井地带的孔喉处，造成堵塞，导致近井地带渗透率下降，油井产量逐渐递减。

2、水型不配伍造成堵塞

元87長4+5油藏地层水水型为CaCl型，水中含有高浓度的成垢阳离子Ca、Ca，而区内注人水为洛河水，富含成垢阴离子SO、HCO。根据长4+5油藏地层水和注人水的水型属于不配伍体系。如果在地层混合产生硫酸盐沉淀，对低渗储层可能会产生伤害，降低油藏的渗透率。反应生成的沉淀的多少，取决于混合水中CO的溶解量，当CO的溶解较多时，生成较少的CaCO。在近井地带，油层压力急剧下降，使溶解的CO大量析出，不断生成碳酸盐沉淀。[1]

二、油水井酸化解堵工艺

酸化工艺的实施是借助各种酸液体系无机酸与有机酸来清除外来形成脏物，地层岩石矿物，地层矿物分散形成的脏物等，疏通油气通道，提高油层渗透率。目前该区酸化增注工艺主要有：

1.不动管柱酸化，是将酸注入预定井段，在无外力搅拌的情况下与结垢物或地层起作用。也可通过正反循环，以增大活性酸到井壁的传递速度，加速溶解过程。在不动管柱酸化施工后将碱剂注入井内推送至井底，在碱剂至井底运送过程中能和油管内壁残留的酸液进一步反应，可有效的消除油管内壁残酸，增强管柱的安全性。、

2.基质酸化，又称孔隙酸化。它是指在低于岩石破裂压力的情况下将酸泵入地层孔隙或原生缝中，让酸液在地层中多个连通的孔隙中流动，依靠酸液对各种堵塞物的溶蚀作用，扩大孔隙空间和渗透孔道，溶解或消除井筒附近的地层伤害，在酸液活性衰竭之后，即使残酸继续进入地层较近的区域，也再也没有溶蚀作用了。基质酸化施工中酸液与岩石接触的表面积大，耗时少，酸化半径一般在1m 以内。[2]

3.压裂酸化，是在足以压开地层形成新裂缝或张开地层原有裂缝的压力下，对地层挤酸的一种工艺。酸液中由于添加了高效溶蚀成份，可对产生的微细裂缝进行表面刻蚀，使微细裂缝不能完全闭合。压裂酸化工艺主要是在碳酸盐岩石中进行，在砂岩地层中进行压裂酸化工艺，酸液对砂岩的溶蚀比较均匀，施工之后裂缝闭合，没有达到酸压的目的。

三、酸化解堵技术应用效果及评价

实施增产增注其主要目的就是为了提高油田开发效果，应根据作业过程中造成油层损害的机理，采取有效方案来避免对油层造成更大破坏。该区酸液采用新型多氢酸，利用粘土的天然离子交换能力，在粘土颗粒表面生成氢氟酸，溶解岩石。该酸液体系由盐酸和氟化物组成。通过HCl与地层中的粘土接触，使粘土转变为酸性粘土颗粒，接着弱碱性氟化物使 F-与酸性粘土颗粒吸附的 H+ 结合，在粘土表面生成HF，控制了与氟盐反应生成HF的速度，达到溶解深部污染物的目的。

该油藏2018年共实施注水井酸化措施8井次，措施前平均注水油压15.8MPa，措施后两个月平均注水油压11.8MPa，压力下降明显，总体措施效果明显。新51-93注水井日配注25m，2018年8月注水压力11.1MPa，9月开始逐渐升高至16.2MPa，日均注水12-15m，发生地层堵塞迹象，11月10日-15日对该井实施酸化解堵措施，措施后注水压力为4MPa，2019年1月注水压力5.5MPa，措施效果明显。