低渗透油田酸化增注技术研究

王刚（胜利油田方圆化工有限公司 山东东营 257000）

随着我国石油开采业的不断发展，油井附近的储层水质正在不断下降、注水量也大幅度下降并且注水压力也迅速上升，地层伤害的问题也日益突出。本文通过对油田油层的地质分析，确定储层的矿物含量。为了防止二次伤害的发生，需要对岩层进行酸化，并添加多种酸化添加剂，来降低岩层的损坏程度。采用低浓度土酸对岩层进行酸化，符合储层矿物含量的要求，并能提高储层的水质。通过分析了油田采油井注水压力大、吸水厚度低的原因，研究了油田储层低渗透的增加的原因。油田注水压力高主要是与地层的矿物成分有很大的关系，而且不同的酸液与砂岩地层的溶蚀率是不相同的，这就需要对酸化添加剂的种类和浓度进行优化选择。经过酸液静态溶蚀试验，水井酸化完成后，油层的吸水能力得到了明显提高。通过研究试验，研制出了具有承压能力强、效果时间长和暂作用效果好的，并适合我国油田的酸化的暂堵剂。暂堵酸化工艺和两级酸化的同时应用，能够有效的控制酸化的二次伤害，并且能够降低油田的能耗，提高油田的产油量，增加油田的经济效益。经过对低渗透油田酸化增注技术的研究，采用新的注剂和工艺，能够增加油田的石油产量，降低了油井的生产成本，并能保护水质，具有良好的经济效益和社会效益。

一、砂岩土酸酸化的种类及作用原理

砂岩的酸化过程是研究增注技术的首要环节，其过程主要是选择酸液的浓度和类型，并且确定盐酸、前置液和后置液的用量。为了确保酸与地层中的所有储层都接触，酸化过程中的关键环节注酸过程就需要仔细的设计，并安排设备监测酸注入地层的过程，防止遗漏。酸液需加入各种添加剂，添加剂的类型和数量则要以完井、地层和油藏流体而确定。在钻井完井过程中，泥浆和完井液会渗透到地层中，对地层产生伤害。对砂岩酸化则可以溶解地层中的污染物，并能对地层进行矿物溶蚀。酸化的可以分为压裂酸化和基质酸化两个类别，是不同的两种增产技术。基质酸化是指将酸液注射到储层的一种增产技术，需要储层的压力大于施工的压力，来降低油井附近储层的伤害。压裂酸化则是指酸液与压开地层的某种液体一起进行酸岩反应的一种增产技术方式。由于裂缝壁面与酸的反应是不规则的，在裂缝闭合后会形成崎岖不平的表面，而崎岖不平的表面就会具有很强的导流能力，增加岩层的渗透性，从而改善储层的渗透能力。并且酸液能够沿不规则的壁面裂缝渗透，穿透的距离较长，将提高控制储层深部油气产量的能力。当前对砂岩进行土酸基质酸化的土酸主要有氟硼酸酸化、醇土酸酸化、土酸加氟化铝酸化和有机土酸酸化。为了提高碳酸盐岩酸化的效果，能强其的导流能力和防止裂缝的堵塞，需要对其进行酸化，酸化液则一般使用盐酸。对油田地层的酸化，能够有效的提高水井周围的渗透率，降低注水的压力，是降低注水压力的有效方法。

二、酸化配方的研究

通过对我国油田地层矿物含量的勘探调查，油井储层的渗透力低、水压力高的原因主要是：油田储层中孔隙的半径较小，而且孔喉半径比较大，导致了流体的渗流情况不好；油田的渗透率低，水位上升的速度慢；储层的孔隙阻力大，并且半径小；储层的敏感性导致开采过程的容易对岩层产生伤害。我国大部分油田中长石的含量较高，而长石属于快反应矿物，酸岩反应快，因此，在设计酸的时候要考虑酸盐反应速度。同时，由于油田储层中存在着速敏行矿物，因此在配置酸液浓度时，要考虑岩层的速敏行，从而控制岩层的速敏性和水敏性的发生，从而降低对储层伤害。油田酸化注剂过程中，油田酸液的主要是为了去除储层中的伤害物、提高储层的渗透性；为了防止对储层的过度腐蚀、增加酸液的使用范围并防止对储层产生二次伤害，需要在酸液中加入添加剂。当前，酸液的添加剂主要有酸化破乳剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、表面活性剂和酸化缓蚀剂。将以酸液添加剂，按照一定的比例与酸液进行混合，进行试验，发现该混合液能够达到酸化的要求，具有良好的配伍性。在实际试验过程中发现，一般的土酸对岩石的侵蚀比较严重，有可能造成储层下陷、倒塌；低浓度的土酸则不会造成溶蚀率过大，并具有一定的缓速作业。而且一般性土酸会与矿物进行反应，产生沉淀，容易堵塞渗透的孔隙，伤害储层。而低浓度土酸与油田的矿物反应时，产生的沉淀较少，不会造成堵塞，并能溶解堵塞物，提高油层的渗透率。低浓度酸还具有生产成本低、施工简单的特点。可见，低浓度土酸是当前比较理想的岩层酸化液。

三、酸化施工工艺的研究

在石油开采的活动中，任何的增产措施都有可能造成油田储层渗透率的降低。为了对油田储层的伤害率进行度量，我们确立了表皮系数这一度量值，度量油田储层的伤害程度。由于低渗透率的伤害贯穿于油井开发的过程，包括增产措施，所以表皮系数是一个随着油井生产变化而发生变化的度量值。在对油井注酸的过程中，如果表皮系数是不断增加的，表明了地层的伤害正在不断增大；如果表皮系数不断下降，则表示地层的伤害正在不断减小；如果表皮系数没有发生变化，则表示储层的伤害没有发生变化，酸液对降低伤害没有效果。酸液的注入过程是砂岩酸化的成功的关键。天然油藏的渗透率变化较大，在酸液注入时，酸液极易流向流动阻力小的地层，这样的地层往往是低伤害区和高渗透区。储层的高渗透区的渗透率高，水压也就低，不需要进行酸化，这就需要我们采用暂堵酸化技术，将酸液堵塞，引导酸液进入到需要进行酸化的地方，降低酸液的使用量，从而降低成本。暂堵酸化措施主要是靠注入暂堵剂进行解决的。这就要求暂堵剂不仅需要具备滤饼渗透率低、侵入能力低并能均匀的分布在携带液中的物理特点，而且还要具备配伍性高和迅速清理性。暂堵剂主要分为桥堵剂和颗粒堵剂，桥堵剂颗粒较大，形成的滤饼的渗透率较大，主要用于天然微裂缝较多的碳酸盐地层。颗粒堵剂的颗粒较小，包括水溶性暂堵剂和油溶性暂堵剂。水溶性暂堵剂用于水井，油溶性暂堵剂则应用于油井。