馬文天　夏勝淼

【摘 要】本文針對(duì)沈陽(yáng)油田沈161塊、沈95塊等低滲透砂巖油藏特點(diǎn)、儲(chǔ)層物性特征、污染等原因?qū)е伦⑺⑺畨毫ι?、注入量下降的現(xiàn)狀，開(kāi)展了多氫酸解堵增注技術(shù)的研究與試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況表明，該解堵技術(shù)可有效解除地層污染，提高注水井近井地帶滲透率，降低注水壓力，提高注水量。

【關(guān)鍵詞】高凝油；多氫酸；低滲透砂巖；解堵增注

0 前言

沈陽(yáng)油田沈161塊、沈95塊低滲透砂巖油藏由于油藏埋藏深、儲(chǔ)層物性差、儲(chǔ)層受傷害，沈161塊黏土含量高、沈95塊還由于油品性質(zhì)特殊等原因?qū)е伦⑺⑺畨毫ι摺⒆⑷肓肯陆?。目前兩個(gè)低滲透砂巖區(qū)塊因注水壓力高而停注的井?dāng)?shù)為34口，及時(shí)恢復(fù)這些注水井將極大改善地層供液條件，穩(wěn)定地層壓力，降低自然遞減率，對(duì)穩(wěn)定對(duì)應(yīng)油井產(chǎn)量將起到很大作用。多年以來(lái)，針對(duì)低滲透砂巖注水井主要采用了土酸酸化解堵技術(shù)，清除注水井近井地帶的污染，恢復(fù)地層滲透率或者溶蝕地層巖石膠結(jié)物以提高地層滲透率。土酸與黏土礦物反應(yīng)速度快，酸液大量消耗在近井地帶，處理半徑小，生成的二次沉淀對(duì)地層有新的傷害，解堵效果不明顯。為此，進(jìn)行了多氫緩速酸解堵增注技術(shù)的研究，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了酸液復(fù)配類型和添加劑優(yōu)選，對(duì)處理劑用量、注入速度、施工工藝等幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。2009年現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)4井次，應(yīng)用多氫緩速酸解除地層污染，提高注水井近井地帶滲透率，降低注水壓力，提高注水量，取得了良好的解堵效果。

1 項(xiàng)目原理

近年來(lái)砂巖酸化的發(fā)展方向是利用緩慢生成HF的方法來(lái)控制酸巖反應(yīng)速度，達(dá)到深部酸化解堵的目的。氟硼酸和磷酸都是這類緩速酸，但是這些體系不能克服酸與黏土和石英界面反應(yīng)速率的巨大反差。為此，借鑒國(guó)外20世紀(jì)90年代相關(guān)資料，通過(guò)室內(nèi)研究，開(kāi)發(fā)了一種新型多氫緩速酸體系，解決常規(guī)土酸酸化、氟硼酸和磷酸酸化存在的問(wèn)題。

1.1 反應(yīng)機(jī)理

膦酸酯復(fù)合物理論上可電離出5個(gè)氫離子，因此被稱為多氫酸。多氫緩速酸體系主要由膦酸酯復(fù)合物和氟鹽反應(yīng)生成HF，生成的HF再與巖石礦物反應(yīng)。實(shí)質(zhì)上與砂巖儲(chǔ)層反應(yīng)的物質(zhì)仍然是HF，但膦酸酯復(fù)合物可以逐步電離出氫離子與氟鹽反應(yīng)，緩慢生成HF，因此控制了酸巖反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)了緩速。在酸液與地層開(kāi)始反應(yīng)時(shí)，由于化學(xué)吸附作用，在黏土表面形成硅酸-磷酸鋁膜的隔層（厚度不超過(guò)1微米），阻止黏土與HF進(jìn)一步反應(yīng)，防止了地層基質(zhì)被肢解。隔層在弱酸（HF酸/碳酸）和水中溶解度小，在有機(jī)酸中溶解其次，但在HCL酸中溶解很快。因此，可以用少量的鹽酸和甲酸調(diào)整粘土的溶解度，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

1.2 巖心溶蝕及流動(dòng)效果實(shí)驗(yàn)

選用包括多氫酸、氟硼酸、土酸各三種濃度共9種酸液來(lái)進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，針對(duì)不同區(qū)塊優(yōu)選出適合的主體酸。下面主要以優(yōu)選出的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。

1.2.1 巖心溶蝕實(shí)驗(yàn)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以為設(shè)計(jì)酸化解堵方案提供資料，優(yōu)選酸化解堵主體酸液體系。

（1）多氫酸體系與其它體系對(duì)石英的溶蝕率對(duì)比試驗(yàn)

從溶蝕結(jié)果看，多氫酸對(duì)石英的溶蝕率從反應(yīng)開(kāi)始就一直高于土酸和氟硼酸，反應(yīng)進(jìn)行到120分鐘的時(shí)候，土酸的最終溶蝕率為8.35%，氟硼酸為0.50%，多氫酸體系為14.78%。

（2）多氫酸體系與其它體系對(duì)黏土的溶蝕率對(duì)比試驗(yàn)

從溶蝕結(jié)果看，多氫酸對(duì)黏土的溶蝕率從反應(yīng)開(kāi)始就一直低于土酸和氟硼酸，反應(yīng)進(jìn)行到120分鐘的時(shí)候，土酸的最終溶蝕率為95%，氟硼酸為59%，多氫酸體系為38%。

（3）多氫酸體系與其它體系對(duì)碳酸鈣的反應(yīng)性能對(duì)比

多氫酸與碳酸鈣反應(yīng)過(guò)程中，氫離子濃度基本保持恒定的較高水平，而土酸和氟硼酸與碳酸鈣反應(yīng)到20分鐘時(shí)，氫離子濃度就下降到1.0mol/l，成為殘酸，失去反應(yīng)活性。多氫酸有利于保持溶液的低PH值，同時(shí)，多氫酸可以電離出充足的氫離子，與氟鹽反應(yīng)生成氫氟酸。

1.2.2 三種酸液體系流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)

通過(guò)流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)，對(duì)比不同酸液體系對(duì)巖心滲透率的改善程度。

用土酸體系和氟硼酸體系處理效后，滲透率比值在1.0左右。而多氫酸的試驗(yàn)表明，多氫酸可以取得較好的酸化處理效果，滲透率比值均大于2.0。

1.3 多氫緩速酸酸化解堵工藝

1.3.1 處理劑用量

處理劑用量按處理半徑計(jì)算：

Q=πr2hФ

式中：Q-酸化解堵處理劑用量，m3；r-酸化解堵處理半徑，m，一般在2～3m；h-酸化解堵井段油層厚度，m；Ф-酸化解堵井段油層有效孔隙度，%。

1.3.2 施工工藝

根據(jù)不同油藏特性，油藏特點(diǎn)和水井情況來(lái)確定不同的酸化工藝，主要依據(jù)泥質(zhì)含量的不同，利用少量的鹽酸和甲酸調(diào)整粘土的溶解度；依據(jù)孔隙度和滲透率的不同，利用少量的鹽酸和醋酸調(diào)整酸液的PH值，從而調(diào)節(jié)多氫酸對(duì)石英的溶解度。

總的施工工藝為：利用基液防膨，前置液和前置酸預(yù)處理油層，清洗附著在孔隙巖石表面原油，溶解巖石礦物中鈣質(zhì)，防止注入主體酸時(shí)鈣、鎂離子沉淀；注入主體酸溶解黏土礦物和無(wú)機(jī)堵塞，恢復(fù)地層滲透率；后續(xù)注入頂替液，沖洗進(jìn)井地帶，提高酸化解堵效果。

施工壓力和排量：要求在低于地層破裂壓力的條件下，盡可能提高注酸速度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況注酸速度在0.5～2m3/min。

2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

沈161塊、沈95塊多氫緩速酸試驗(yàn)應(yīng)用4井次，至目前注水壓力比措施前低2～11MPa，措施后累増注19036 m3，措施有效率100%，對(duì)應(yīng)油井11口，間接增油378.8噸，前42-57、前46-60處理后由増注泵注水改為干壓注水。

3 結(jié)論

（1）多氫緩速酸解堵增注技術(shù)解決了常規(guī)土酸處理半徑小，生成二次沉淀的問(wèn)題，提高了措施成功率，延長(zhǎng)了措施有效期。

（2）該技術(shù)在緩速的同時(shí)，解決了基質(zhì)骨架被過(guò)度肢解問(wèn)題，找到了一種先進(jìn)的砂巖酸化體系。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]