PRS-多元复合酸降压增注工艺技术在油田的应用

杨伟民　赵永平　孟丽霞

摘要：本文首先研究了实验室条件下PRS-多元复合酸的酸液配伍性、酸液腐蚀速率、黏土膨胀率、岩心溶蚀速率等特性，并将其与传统土酸进行了对比。然后详细介绍了PRS-多元复合酸降压增注工艺技术在某油田中的具体应用，结果表明该项技术的降压增注效果非常显著。

关键词：多元复合酸;降压增注;油田;注水压力

1.引言

很多油田开采过程中需要注水补充能量，前面几年整体上的开发形式良好，但随着注水开发不断推进，注水压力逐渐提升，使得注水变得越来越困难，越来越多的井无法达到配注要求。所以非常有必要采取措施对其进行采取降压增注手段。就目前的技术手段而言，酸化和酸压是降压增注的重要措施之一[1]。但是该油藏存在天然裂缝发育，如果通过酸压的方式进行处理可能会使得裂缝恶化，进而引发更严重的后果，因此通过酸化的方式来降压增注[2]。最开始时，工程技术人员提出通过氢氟酸来酸化砂岩地层，后来土酸得到了大量的使用，这在很大程度上推广了地层酸化技术。近年来PRS-多元复合酸由于具备显著的优势而得到了广泛应用，优势主要表现在腐蚀率低、配伍性好等，能够在提升酸化增注效果的同时，尽可能减小对储层的二次损害[3]。

2.PRS-多元复合酸室内实验

2.1酸液配伍性

实验温度控制在30℃左右，在此工况下开展PRS-多元复合酸与注入水、地层水的配伍性实验，实验结果表明酸液呈现出透明状态，并且没有发现有沉淀物，该结果说明PRS-多元复合酸与注入水、地层水拥有相对较好的配伍性，可以通过该算来进行酸化降压增注处理。实验室条件下还对酸液表面张力进行了测定，结果为20.26 mN/m，说明能够在很大程度上减小表面张力，粘度也相对较低，测量结果为2.1 mPa·s。减小粘度和表明张力能够减小毛细管阻力，进而提升入井液体的渗流性能，确保酸液能够顺利渗入地层较深的部位，这样就可以很好的处理地层较深部位的堵塞问题。

2.2酸液腐蚀速率

利用酸化降压增注技术时，对酸液腐蚀速率有一定的要求，通常要求酸液有相对较低的腐蚀速率，因为过高的腐蚀速率可能会对井下金属管柱以及相关的注水设施产生腐蚀作用。为了降低PRS-多元复合酸的腐蚀速率，在其中添加2.0%的缓蚀剂，然后利用该酸液腐蚀钢片并测量腐蚀速率，同时也利用传统土酸进行了对比实验，实验在60℃条件下开展。结果发现，传统土酸的腐蚀速率为21.4g·m-2·h-1，且钢片出现了不均匀的点蚀现象，而PRS-多元复合酸的腐蚀速率为0.386g·m-2·h-1，且钢片表明的腐蚀比较均匀。可见，PRS-多元复合酸的腐蚀速率较传统土酸要低很多，表明其具备很好的缓蚀效果。同时，PRS-多元复合酸对钢片的腐蚀相对均匀，没有发生土酸引起的点蚀现象。总之，通过PRS-多元复合酸能够有效避免其对注水设施和地层造成的伤害。

2.3黏土膨胀率

本文所述油藏其地层黏土矿物中包含了很多伊利石和蒙脱石，这些矿物质在酸化时可能出现水化膨胀以及分散运移现象，一旦出现这种情况就非常容易在孔隙弯曲的部位出现堵塞问题，进而对酸化层产生一定的伤害。在PRS-多元复合酸液体内部添加适量高效防膨剂，然后利用该液体实施黏土膨胀率实验，同样地利用传统土酸进行了对比。两个实验组在实验之前黏土的体积均为4.6 mL，利用不同的酸液处理8小时后，传统土酸实验组和PRS-多元复合酸实验组中的黏土体积分别为5.8 mL和4.9 mL，8小时处理后两个实验组黏土的体积膨胀率分别为27.5%和7.2%。由实验数据可知，PRS-多元复合酸8小时处理后的黏土体积膨胀率只有传统土酸的25%左右，该结果表明，利用PRS-多元复合酸进行酸化降压增注处理时，能够有效避免地层黏土的膨胀，避免出现其他的问题。

2.4岩心溶蚀速率

在酸化降压增注技术中，岩心溶蚀速率是其中非常重要的参数，通过该参数可以有效判断酸液缓释作用时间的长短，及其能够穿透的地层深度。本文开展了60℃温度环境下的岩心溶蚀速率实验，使用的酸分别有传统土酸和PRS-多元复合酸，对两者的实验结果进行对比分析。实验结果表明，在60℃温度环境下，传统土酸在刚开始的很短时间内具有给出高的岩心溶蚀速率，在前20分钟内溶蚀率快速上升，随后其溶蚀速率有所减缓，溶蚀率的增加速度逐渐减慢，到90分钟左右时，溶蚀率基本不再增大，表明此时传统土酸已经尚失了反应能力。而对于PRS-多元复合酸而言，在本次实验过程中，其溶蚀速率基本保持稳定，溶蚀率随着时间基本呈现出线性的增长关系，超过90分钟以后仍然具有稳定的溶解性能，甚至时间延长至120分钟～150分钟时仍然具有一定的溶蚀能力。查閱资料可知，这可能是因为PRS-多元复合酸中溶液内部的无机酸和中强有机酸慢慢被电离，进而产生大量的H+离子溶解到溶液内部。进一步对比传统乳酸和PRS-多元复合酸的实验结果可知，两者最终的溶蚀率相差不大，其中PRS-多元复合酸的溶蚀率在55.58%，传统土酸较多元复合酸略高，但在整个溶蚀过程中传统土酸的溶蚀速率不稳定，刚开始时溶蚀率很强而后基本失去溶蚀能力，而PRS-多元复合酸在整个过程中有着稳定的溶蚀能力，持续的反应时间相对较长。上述的实验结果说明PRS-多元复合酸相对传统土酸具备更好的缓蚀作用，这样就能够保证酸液能够渗透到更深的地层中，提升酸液的穿透性能。

3.PRS-多元复合酸降压增注工艺技术在油田的应用

甘肃普锐斯长期致力于长庆油田特低渗透油田的措施酸化，历年酸化效果得到了采油二厂、采油五厂、采油七厂、采油八厂和采油十一场等领导和技术人员的普遍好评，酸化效果好，历年措施有效率达到96%～98%以上。2015年～2017年甘肃普锐斯石油科技公司的PRS多元复合酸化技术再长庆油田陇东区块的采油二厂、采油五厂、采油七厂、采油十厂、采油十一场共计122口井，其中注水井87口，油井35口，120口有效，措施有效率98.3%。其中注水井87口井，注水一个月后，86口井能够达到配注要求，酸化有效率达98.8%，注水四个月后仍有83口井能达到配注要求，持续有效井比例达95.4%。平均油压下降2.1MP，平均单井年累计增注2000m3以上，措施效果良好。采油井35口，完工后前三个月平均单井日增油量超过1.2吨，平均单井年累计增油243吨。

长庆油田第七采油厂的井，由于很多油井出现了注水困难的问题，因此急需使用酸化降压增注技术来改善目前的现状。在具体应用过程中，在使用PRS-多元复合酸降压增注工艺技术之前，油井其平均的注水压力是22.1MPa，通过酸化处理后，油井其平均的注水压力减小到16.9MPa，与酸化前相比注水压力减小了5.2MPa，这么大幅度的压力降低在很大程度上改善了该油藏注水井欠注问题。对于个别油井利用PRS-多元复合酸降压增注工艺技术没有产生效果，结合具体情况分析认为其主要的原因为：油井的射孔段渗透率相对较低，在0.25 mD～0.75 mD范围内，投注刚开始的时候就已经具备很高的注水压力，而利用PRS-多元复合酸降压增注工艺技术进行处理时只添加了少量的酸液，添加的PRS-多元复合酸液量不够，导致酸化解堵范围很小，最终使得此口油井的降压增注效果不明显，没有达到预期的目标。

下面以其中的一口油井作为案例，详细介绍PRS-多元复合酸降压增注工藝技术在油田的应用情况，此口油井某年3月份开始实施补孔注水，每天的配注量是15 m3，此时的井口油管压力为18.6 Mpa，每天的注水量在12 m3。随着时间的推移，到当年的6月份时，配注量和井口油管压力都显著提升，分别为30 m3/天和23.3Mpa，该数值已经相对很大，甚至已经超过注水泵以及注水管网的安全运行阈值，存在一定的安全隐患，并且配注量和井口油管压力有进一步升高的趋势。针对该问题及时采取了PRS-多元复合酸降压增注工艺技术，针对该口油井分别总共添加了65 m3和40 m3的PRS-多元复合酸液以及活性水洗井液。使用酸化降压增注技术后，井口油管的压力降低到了16Mpa，与酸化前相比下降了7.3 Mpa。配注量降低至每天20 m3，实际的注水量也是每天20 m3，截至目前井口油管的压力控制在17.7 Mpa，配注量以及实际注水量均控制在每天20 m3，采取PRS-多元复合酸降压增注工艺技术后，总共增注1527 m3。总体而言，通过该项技术的使用达到了预期目标，解决了实际问题，起到了显著的降压增注效果。

结束语

综上所述，大量的实验表明PRS-多元复合酸与传统土酸相比存在明显的优势，前者的溶蚀时间更长，能够渗透到更深的地层中，酸液的穿透性能较强。PRS-多元复合酸降压增注工艺技术在油田中的应用取得了显著的效果。

参考文献：

[1] 李晓东，杜永慧，杨杰，等.文33块沙三上油藏弱敏感降压增注体系研究与性能评价[J].石油天然气学报，2018，40（6）：94-99.