中低渗油藏水井增注技术的完善与推广

孙鹏

摘要：兴隆台采油厂的一些典型高压低渗砂岩油藏，除了大型水力压裂地层改造增产增注措施外，油水井化学解堵是油田主要应用的增产增注措施，年实施工作量在20-30井次左右。目前黄于热油田、欧31块共有水井40口，其中开井21口，这些砂岩油藏因高压低渗易产生深部堵塞的特性决定了对其实施的化学酸化和解堵技术所选用的解堵液必须要较常规解堵液更具有反应速度慢，穿透距离大的特点，这一特点将直接影响低渗油藏油层的解堵成功率及作用效果。而目前，在这些油田多采用的是常规通用解堵酸，因作用速度相对较快，无法较好解决这些低渗油田油水井深层次产生的次生堵塞，故存在着措施效果差、有效期短的问题。

为切实提高低渗油田化学解堵效果，需要在解堵剂缓速长效深穿透机理方面进行深入细致的研究，以求有效提高低渗油田化学解堵技术效果。

关键词：砂岩;水井;解堵

1.地质概况及存在的问题

1.1地质概况

欧力坨、黄于热油田均属于低渗透油藏，储层物性普遍较差。储层岩性以不等粒砂岩和砾岩为主，其次为细砂岩、中砂岩和粉砂岩，胶结类型以接触式为主，孔隙式次之。储层孔隙度平均为15.7%，渗透率平均为87.76×10μm，碳酸盐含量平均0.72%，泥质含量平均4.23%，属中孔、低渗储层。

1.2存在问题

黄于热油田多为小断块油田，连通性不好，地层能量较低，由于注入水质不配伍，地层存在堵塞，导致注水井注入压力高。欧31块边底水能量较弱，天然能量不充足，必须依靠注水实现地层能量补充，而断块在常压下注水困难或注不进，投入开发至今已经两次提压，注水压力已达30MPa。给生产管理和测试带来较大的安全隐患，突出的注水矛盾也影响了水驱开发效果的进一提高。

2.堵塞因素确定

2.1该油田孔隙度平均为15.7%，渗透率为87.76×10-3μm2，属于低孔低渗储层，粘土矿物含量为6.13%，且高岭石及伊利石所占比例较大，低矿化度的注入水易造成储层水化膨胀、颗粒分散运移形成堵塞。

2.2注入水硬度高于产出水，易产生Ca、Mg 等离子的沉淀，形成结垢现象，垢堵发生在储层内部也可存在于井筒中。

2.3注入水中微生物、细菌堵塞。

在确定黄于热油田、欧31块堵塞因素后，在细致油藏分析的基础上，研究解堵剂解堵的针对性，经过室内实验的反复筛选、各种常用解堵酸液体系的实验数据对比，确定出酸液解堵体系的组成，在欧31块、黄于热油田进行现场应用。

3.技术的研究与改进

通过研究应用对原有的技术进行升级和改进，目前酸液的主要成份是膦酸酯复合物，可以逐步电离出氢离子与氟盐反应，缓慢生成HF和膦酸盐，在低pH值环境下膦酸酯复合物电离出的氢离子的浓度将保持较低的水平，HF的浓度也就保持较低的水平，并且膦酸酯复合物和氟盐形成了一个缓冲调节体系。当HF与岩石矿物反应时，溶液中的氢离子浓度降低，膦酸酯复合物不断释放氢离子，一直到溶液重新建立新的平衡。因此只要溶液的浓度足够大，酸液中HF的浓度基本保持恒定，酸液与岩石矿物的反应速度是常数。多氢酸还由于物理吸附和化学吸附作用在粘土表面形成一层“薄层”，这一“薄层”可以减缓酸液与粘土矿物的反应速度，也可达到缓速的目的。

该酸液还对溶液中多价金属离子具有络合能力，可以在很低的浓度下将金属离子“鳌合”于溶液中，从而使一些容易生成沉淀的金属离子保持溶液状态，从而抑制二次沉淀生成。

4.技术特点

4.1缓速

在酸液与地层开始反应时，由于化学吸附作用，在粘土表面形成硅酸-磷酸铝膜的隔层。这个隔层的厚度不超过1微米，在弱酸（HF酸/碳酸）和水中溶解度小，在有机酸中溶解其次，但在HCL酸中溶解很快。这个薄层将阻止粘土与酸的反应，减小粘土溶解度，并且防止了地层基质被肢解。由于粘土的表层是可溶于酸的，因此，可以用少量的盐酸和甲酸调整粘土的溶解度，达到优化设计。

HCl的酸度曲线只有一个突变点，而且曲线的突变部分是很陡峭的，说明HCl是一元强酸，在溶液中H+一级完全电离。

SA601的酸度曲线有多个突变点，而且突变部分是平滑的，说明SA601是多元弱酸，在溶液中H多级电离。

对于不同浓度的SA601的初始PH差别不大。浓度越大的最终能释放的H量越大。SA601的浓度越大曲线变化越平缓，说明SA601的浓度越大酸液的缓冲效果越好。

4.2深穿透

由于酸液的缓速作用和在施工过程中保持较高的注入速度，可以对地层远井地带实施深部酸化，常规酸化处理半径只能在两米以内，而多氢酸处理半径可以达到2.5米以上。

4.3溶蚀石英能力强

该酸液体系具有极强的吸附能力和水湿的性质，能催化HF酸与石英的反应。而且随时间的推移，石英的溶解度将增加。

酸體系对石英的溶蚀试验

对石英溶蚀实验结果

该酸液对石英的溶蚀率从反应开始就一直高于土酸和氟硼酸。

土酸的最终溶蚀率为8.35%，氟硼酸为0.50%，多氢酸体系为14.78%。

试验结果表明，该酸液具有增加酸液体系对石英的溶蚀速度和溶蚀率这一特性。有利于酸液更多溶解构成岩石基质的石英矿物，增加储集层的流动空间，从而提高储集层的渗透率。

4.4能有效防止二次沉淀

该酸液还对溶液中多价金属离子具有络合能力，并且可以在很低的浓度下将金属离子“鳌合”于溶液中，从而使一些容易生成沉淀的金属离子保持溶液状态。同时，对Ca、Na等离子有很强的吸附能力，使之很难有机会与F、SiF形成氟盐沉淀和氟硅酸盐沉淀，从而抑制二次沉淀生成。也就避免了二次污染发生。

分散和防垢性能——定性描述

从图中三种溶液的颜色对比可以看出，对Ca有较好的鳌合能力。所以能一定程度的减少金属离子沉淀的产生，从而改善酸化效果。

图a为多氢酸酸液体系、CaCl和NaHCO;图b为多氢酸加碱调至中性、CaCl和NaHCO 加热80℃两小时;图c 为CaCl和NaHCO，加热80℃两小时。

5.现场应用

投入现场实施了4口井：黄30、欧31-27-33、欧31-20-32、于4-3。施工后降压增注效果明显，全部实现地质配注设计要求。

结束语

6.1酸化解堵技术对改善欧31块、黄于热油田储层物性、解除垢堵、细菌堵塞等效果明显，是欧31块、黄于热油田水井降压增注的有效手段。

6.2酸化解堵技术在低渗油藏欧31块、黄于热油田取得了理想效果，进而在其它中高渗油藏推广应用，如大洼油田、马圈子油田等，应用效果表明该技术同样适应这几个油田的解堵需求。

6.3下步建议在总结经验基础上，加强堵塞机理研究与该技术的结合，在有效改善注入水质的条件下，实行“一井一配方”，提高措施效果，进一步延长措施有效期，对兴隆台采油厂注水效率低的水井进行全面有效治理。

参考文献：

[1] 刘云，宋庆伟，苟红，刘凤娇，许建华，易明新，.注水井解堵增注工艺技术在文南油田的应用.钻采工艺，2008，31（4）：132-134。

[2] 陈孝贤，梅庆文，王玲娜，杨春志.多氢酸酸化技术在文昌13—1油田A10井的先导性试验.特种油气藏，2007，14（5）：94-97。

[3] 杨友荣，金新铭，王军.低渗透油田降压增注技术进展.辽宁化工，2014（4）：414-416。

作者简介：

姓名：薛健飞，性别：女，出生年月日：1987年12月06日，毕业日期：2015年7月，毕业院校：东北石油大学，学位：学士学位，工作单位：兴隆台采油厂采油作业五区。