酸化酸壓工藝在高凝油潛山油藏研究應(yīng)用

1、酸化酸壓工藝在高凝油潛山油藏研究應(yīng)用馮志強(qiáng)(中油遼河油田公司，遼寧新民110316)摘要：總結(jié)了醴化酸壓工藝沈陽油田高凝油古潛山儲層改造中的應(yīng)用情況，論述了高凝油深屜 潛山碳酸鹽巖酸化、醺壓改造工藝的技術(shù)原理、特點(diǎn)，以應(yīng)該技術(shù)的應(yīng)用效果。指出醢化酸壓 工藝可以溝通裂縫，在一定程度上提高滲透性，增加油井產(chǎn)能。最后提出丁高凝油深層碾酸盞 巖儲層酸化、醢壓技術(shù)存在的問題，井指出水平井酸化、照壓是夸后灌層碳酸鹽巖儲層敢追發(fā) 展的方向。關(guān)鍵詞：高凝油油藏；深屢潛山；膠束酸；酸化酸壓 引 言沈陽油田是高凝油油田，擁有勉個(gè)開發(fā)單元，其中17個(gè)為低滲區(qū)塊，油藏埋深超過3 000m的 低滲區(qū)塊有3個(gè)，油藏以灰?guī)r

2、潛山為主。區(qū)塊普遍存在投產(chǎn)后產(chǎn)量下降快，采油速度低的問 題上產(chǎn)依賴措施，酸壓、酸化是主要措施手段。沈625一沈229塊儲集空間均以構(gòu)造縫為主，裂縫以高角度縫和斜交縫為主，在垂向上連 續(xù)性差，儲集類型為裂縫型。沈257塊、沈253塊儲層空間類型為宏觀裂縫、孔洞與微觀孔、縫 均較發(fā)育，為具有雙重孔隙介質(zhì)的裂縫一孔隙型儲層。由于儲層埋深在3 000 nl以下，構(gòu)造縫 開度小，其中沈625塊裂縫開度為o02o2 itlrrl，均為微裂縫。是油氣的主要儲集空間和滲流 通道，酸化酸壓工藝可以溝通裂縫系統(tǒng)，在一定程度上提高基質(zhì)滲透性改善儲層物性，增加油 井產(chǎn)能。l高凝油潛山酸化酸壓現(xiàn)狀沈陽油田的3個(gè)元古界低

3、潛山油藏，儲層均具有埋藏深、非均質(zhì)性強(qiáng)，油藏在縱向及平面 上變化大，酸化、酸壓的目的是加強(qiáng)對油層改造力度，最大限度提高裂縫導(dǎo)流能力，施工必須盡 可能形成長的脧蝕裂縫，溝通天然裂縫，才能獲得高產(chǎn)。沈陽油田一般是施行膠束酸進(jìn)行籠統(tǒng) 酸化，并采用以膠束酸體系為主的前置液酸壓技術(shù)。11高凝油潛山碳酸鹽巖儲層酸化、酸壓改造的技術(shù)難點(diǎn) 影響常規(guī)酸化、酸壓改造效果的關(guān)鍵因素是：酸蝕裂縫的有效長度和酸壓后酸蝕裂縫的導(dǎo)流能力，而酸蝕裂縫的有效長度是低滲透碳酸鹽巖儲集層酸化、酸壓改造的關(guān)鍵。如何有效獲 得較長的酸蝕裂縫一直是酸化酸壓技術(shù)需要解決的難題。尤其是對于深井碳酸鹽巖儲層，酸 蝕裂縫的有效延伸更加困難，其技

4、術(shù)難點(diǎn)主要有：(1)儲層溫度較高，基質(zhì)中碳酸鹽純度高，酸巖反應(yīng)速度較快，酸液的深穿透能力有限。 (2)微裂縫和小溶洞的發(fā)育造成酸液濾失嚴(yán)重，要實(shí)現(xiàn)酸液的深穿透必須有效降低酸液615的濾失。(3)儲層埋藏深，注酸管柱長，施工中管線摩阻大，造成井口泵壓高，排量難以提高，井底 施工壓力難以選到地層的破裂壓力。 。(4)由于儲層巨厚，縫高很難控制。 (5)深井酸化、酸壓液柱壓力高，殘酸返排困難，容易對俯層造成二次污染。12膠束酸酸化工藝 膠束酸酸化是指在井底施工壓力小于儲層巖石破裂壓力的條件下，將膠束鹽酸注入近井地帶的地層，溶解堵塞物和部分巖石，形成三維型的酸蝕孔洞，從而提高儲層滲流能力的酸化技術(shù)。其

5、有效作用距離較短，一般小于15 ill。酸液為膠束鹽酸，其增產(chǎn)機(jī)理是在井底附近周 圍地層中形成多條酸蝕蚓孔，從而增加徑向的泄流面積和導(dǎo)流能力，而不改變流體的流動方 向。該方法適用于有裂縫發(fā)育的低孔高滲層，對于解除儲層污染具有較好的效果，對表皮系數(shù) 大的儲層改造效果好。13前置液酸壓工藝前置液酸壓工藝是指用高牯非反應(yīng)性前置液壓開地層，形成動態(tài)裂縫，然后注入酸液溶蝕 裂縫的工藝技術(shù)。前置液酸壓的作廂機(jī)理：前置液壓開并進(jìn)人裂縫，降低裂縫壁面的溫度，并 在裂縫壁面形成濾餅，降低后續(xù)酸液的濾失量；后續(xù)酸液的粘度遠(yuǎn)小于前置液的牯度，流動過 程形成粘性指進(jìn)，從而延緩與裂縫壁面的反應(yīng)速度和濾失速度，達(dá)到酸液深

6、穿透的目的。為實(shí) 現(xiàn)牯性指進(jìn)酸壓，要求前置液和酸液的粘度比至少要達(dá)到150：1，現(xiàn)場使用的高牯前置液為改 性瓜膠，酸液為膠束鹽酸，前置液與酸液的用量比一般在l：2l：3之間。有效酸蝕縫長一般 為1750 lift。2酸液配方的選擇膠束酸是在基酸中加入一種性能優(yōu)良的酸化膠束劑，從而賦予酸液較低的表界面張力、 防乳破乳能力、懸浮地層中酸不溶物微粒、水潤濕地層巖石及延緩酸巖反應(yīng)等性能，使得酸液 在較低壓力下實(shí)現(xiàn)深穿透，提高油氣層滲透率；酸液的高表面活性有助于降低毛細(xì)管壓力，使 殘液易離開地層，避免水鎖，促進(jìn)排液；膠束吸附酸不溶物微粒而懸浮與酸液中減輕了微粒運(yùn) 移、沉積而造成的地層傷害，膠束酸的這些性

7、能使得其可替代常規(guī)酸而被用于油氣井的投產(chǎn)和 酸化改造。膠束酸處理特點(diǎn)：(1)可解除有機(jī)堵塞物，有利于酸和無機(jī)堵塞物發(fā)生反應(yīng)。 (2)膠束酸與儲集層水及原油相遇不發(fā)生乳化和沉淀，配伍性好。 (3)膠束酸具有懸浮微小固奉顆粒的能力。 (4)膠束酸具有較低的表面張力。21酸化膠束劑與膠束酸的性能評價(jià) 經(jīng)探索實(shí)踐，選擇了一種具有特定結(jié)構(gòu)的非離子型表面活性劑，它是通過部分磷酸酯化所得陰一非離子型混合物為主的表面活性荊，采用助表面活性劑、助溶劑及溶劑復(fù)配的技術(shù)研制成的適合油氣井酸化的膠束劑。由于國內(nèi)尚無評價(jià)酸液膠束劑的實(shí)驗(yàn)方法，參照api rp42“強(qiáng)6】6化采油用表面活性劑推薦潞試原理”、國內(nèi)外有關(guān)膠束

8、劑checker及bdc一101性能評價(jià)方法， 結(jié)合遼河酸化作業(yè)特點(diǎn)，對其性能進(jìn)行評價(jià)。 211酸液溶解性 酸化膠束劑在酸中的溶解性見表l。膠束劑可以在較寬的酸濃度范圍內(nèi)與酸液互溶，呈透明狀，從而具備了在酸中形成穩(wěn)定酸膠束體系的先決條件。表1膠束劑的酸溶解性212表界面稚南 酸化膠束劑在酸中的表、界面張力采用吊環(huán)法測定。用石油醚模擬油相測定酸油界面張力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，膠束劑降低酸液表面張力及酸油界面張力能力均很強(qiáng)。當(dāng)膠束劑在酸中 的使用濃度達(dá)到05時(shí)，即可將空白酸的表面張力由561×10。3nm降至35 x 10。bum以 內(nèi)；界面張力由260降至5 x10一7 x10。nm以內(nèi)；使

9、用濃度達(dá)10時(shí)可將空白殘酸的表 面張力由554×10。nm降至40x10。nm；界面張力由323×10。nm降至5 x10。nm以 內(nèi)。213防乳破乳能力 酸液膠束劑由于具有較高的表面活性(較強(qiáng)的降低酸液表、界面張力能力)，因而具有較好的防乳破乳能力。以原油與膠束酸和大理石反應(yīng)后的殘酸進(jìn)行破乳實(shí)驗(yàn)，以水相在不同時(shí)間 的溶解百分率表示破乳率，實(shí)驗(yàn)溫度60。評價(jià)結(jié)果為：當(dāng)膠束劑使用維度在05時(shí)，油酸 乳化物(酸油比分別為75：25，50：50，25：75)60 rain內(nèi)可完全破乳。214懸浮固體微粒能力 膠束酸中的酸膠束體系通過靜電作用能將酸不溶物微粒懸浮于酸液中，懸浮固體微

10、粒能力可通過如下方法測定：將一定量的高嶺土(200目，其量由地層中酸不溶物量確定)，均勻分 散于100 ml酸液或殘酸中，一定時(shí)間后取出上部懸浮液，經(jīng)過濾、烘干稱重后，即可計(jì)算出懸 浮物的百分率(以此來表示膠束酸及其殘酸的懸浮能力)。215潤濕性為了提高油相的相對滲透率，要求措施液體不僅能使油藏巖層原來的水潤濕性得以保證， 還可使原來的油潤濕性轉(zhuǎn)變?yōu)樗疂櫇裥?。措施液體對地層的潤濕性可用過潤濕角儀測定。當(dāng) 測得的潤濕角0<75。時(shí)為優(yōu)先水潤濕性；0>1050者為優(yōu)先油潤濕性；75。<o<105。為中間潤濕 性。膠束酸及其殘液對巖片(石英、灰?guī)r)的潤濕性見表2。表2說明，膠

11、束酸能保持干凈巖石表面的水潤濕性。當(dāng)其在酸液中的使用濃度達(dá)到1 o 時(shí)，即可使油潤濕巖面轉(zhuǎn)變?yōu)樗疂櫇駧r面，由此可使油相相對滲透率得以大大提高，從而提高 酸化效果。216洗油能力膠柬酸的膠束具有較強(qiáng)的增溶、潤濕反轉(zhuǎn)作用。隨著膠束酸液在地層中逐漸滲透，可將膠617束酸液所波及到的巖層孔隙中的原油洗脫，從而提高油井產(chǎn)油能力。將浸滿原油的不銹鋼絲 網(wǎng)和大理石片浸在膠柬酸中，于40恒溫下觀察膠束酸液對鋼絲網(wǎng)和太理石片上原油的洗脫 效果，結(jié)果見表3。表3說明，膠束酸的洗油能力較常規(guī)酸有較大幅度的提高。表2膠束酸廈其殘酸對巖片的瀾濕性樣品名 初始情況 最終情況 洗油率，備注2，17穿透能力將人造淤泥小球(重

12、5 g)置于60膠束酸中，觀察小球完全溶解的時(shí)間，以此表示膠束酸 的穿透能力，結(jié)果見表4。表4膠束酸穿透人造淤泥能力注：基酸組成為：20hcl十10ctl一3+o5cti一7；人造淤泥組成為：70cac嗎十lo高嶺土+20原油a2i8酸巖反應(yīng)速率 采用c02排水集氣法測試束酸的酸巖反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)條件為：90、常壓；酸液與巖石面積比為3 mlcm2；大理石巖樣。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，與空白鹽酸相比，膠束酸具有較好的延緩酸巖反應(yīng)能力，其緩速率比空白鹽酸提高30以上，因而可實(shí)現(xiàn)深穿透，提高酸化效果。3酸化酸壓情況綜述2003-2005年底。沈陽油田共實(shí)施膠束酸酸化酸壓82井次，2003年現(xiàn)場實(shí)施膠柬酸化1

13、3 井次，酸壓4井次，共17井次，有效1i井次，有效率65，當(dāng)年累計(jì)產(chǎn)油36 896t。2004年現(xiàn)場 實(shí)施膠柬酸化22井次，酸壓14井次，共36井次，有效3l井次，有效率86，當(dāng)年累計(jì)產(chǎn)油62885 t。2005年現(xiàn)場實(shí)施膠束酸化27井次，酸壓2井次，共29井次，有效24井次，有效率83， 當(dāng)年累計(jì)產(chǎn)油34 861 t。為沈陽油田原油生產(chǎn)任務(wù)和儲量任務(wù)的完成做出貢獻(xiàn)。3。1典型井例分析(1)忱6251230井射孔后。2003年6月19日酸化投產(chǎn)。酸化井段3 33303 3710m，注入618酸量8d矗，活性水矗，施工壓力為：85302i2mpa；施工排量為：o6一12一i5矗min。2303

14、 年6月23日投產(chǎn)，8咖油嘴日產(chǎn)70，生產(chǎn)2 d，然后7rain油嘴限產(chǎn)，產(chǎn)量在3555t，d，當(dāng)年累計(jì)產(chǎn) 油8 8476t。 (2)沈6251834井射孔后，2003年8月13 13酸壓投產(chǎn)。前置液酸壓井段3 90013 9261 nl，注入酸量120一，活性水500，施工壓力為：9470-776052mpa；施工排量為：3532l，512矗min。2003年8月18日投產(chǎn)，生產(chǎn)26 d，產(chǎn)液量平均34 m3，d不含油。累計(jì)產(chǎn)水8865 m3，達(dá)到了認(rèn)識地層的目的。(3)沈6251828井于2003年9月2 13酸化施工，酸化井段3 60713 6421 110!共擠膠 束酸100 o，活性水25矗，施工壓力為：3550一49 mpa；排量為：17一15一15 1113min。該 井酸前產(chǎn)量12“d，酸化后9月9日投產(chǎn)，產(chǎn)液29，7 o，產(chǎn)油178 t；當(dāng)年累計(jì)增油1 720 t，增油9815 t，酸化效果顯而易見。4應(yīng)用方向(1)碳酸鹽巖儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，油藏在縱向及平面上變化大。對儲層發(fā)育認(rèn)識不清就難 以說明酸化和酸壓到什么程度才能有效溝通裂縫，也就難以確定酸化酸壓的最低限度。對于 不同巖性、不同的儲層，應(yīng)用的酸化酸壓工藝都不同。要想取得較好的效果，必須加強(qiáng)酸化、酸 壓前的地質(zhì)研究，使酸液體系和酸化、酸