西峰油田白马中区酸化解堵液体系研究

刘亭 西北大学地质学系，陕西西安 710069

中石油长庆油田分公司第二采油厂，甘肃 庆城 745100

何志英，郭健，李静瑞（中石油长庆油田分公司第二采油厂，甘肃 庆城 745100）

李军锁（北京中油石油技术有限公司，北京 100083）

西峰油田白马中区主要含油层系为长8储层，其平均有效厚度11.2m，平均有效孔隙度10.5%，平均渗透率1.21mD，属低渗透储层。自2001年陆续投入开发，由于受低孔、低渗、微裂缝、井网等因素影响，见效见水特征差异大，目前处于含水上升阶段，油田稳产难度大，具体表现如下：油水井堵塞造成压力分布不均，存在高压低产区，影响产能；措施过程中发现地层酸敏、速敏矿物含量较高，从而造成酸化增产效率低。针对上述情况，笔者结合岩心试验对西峰油田白马中区的酸化解堵液（简称酸液）体系进行优化研究，以便为该研究区增油稳产提供帮助。

1 储层伤害因素分析

1.1 黏土矿物分析

选取5口井岩心进行X射线分析，结果表明不同断块储层黏土矿物存在一定差异，其中西187井、西167井、西161井黏土矿物相近，绿泥石含量高，占黏土矿物的43%～65%；西71井、西105井黏土矿物组成相近，绿泥石含量相对较低，占黏土矿物的4.4%～6.8%。

1.2 储层敏感性分析

1）西71井、西105井敏感性 岩样速敏指数为0.29，临界流速0.75mL/min，表现为弱速敏；岩样水敏损害指数为0.355，表现为中等偏弱水敏，临界矿化度22950mg/L；岩样酸敏指数均为0.003，注酸后岩心渗透率基本无变化，表明该储层岩石对盐酸为无酸敏。

2）西161井、西167井、西187井敏感性 岩样速敏指数为0.33，临界流速0.75mL/min，表现为中等偏弱速敏；岩样水敏损害指数为0.361，表现为中等偏弱水敏，临界矿化度22950mg/L；岩样酸敏指数均为0.245，酸后岩心渗透率变化大，表明该储层岩石对盐酸为中等偏强酸敏。因此，在对该储层进行酸化解堵时，应采取相应的措施以避免酸敏产生的二次伤害［1－2］。

2 常用酸液体系性能分析

根据白马中区黏土矿物组成，采用自调节酸、低伤害酸、多氢酸等配方体系，其主体酸液配方以12%盐酸＋2%～3%HF（土酸）为主。

2.1 岩心溶蚀试验

将1g岩屑研磨成过100目的粉末并置于20ml的酸液中，在70℃条件下测定其溶蚀率，由此评价酸液的溶蚀能力。3种酸液对西峰油田长8油层组岩心的溶蚀率试验结果如图1所示。从图1可以看出，土酸对岩心的溶蚀率较快，2h的溶蚀率为35.97%，4h的溶蚀率与2h的基本相当，说明土酸不具备缓速酸化的能力。多氢酸和低伤害酸2h的溶蚀率较低，分别为14.71%和22.11%，随着反应时间的延长，溶蚀率增大，8h时多氢酸与低伤害酸的溶蚀率均在32%以上，说明多氢酸和低伤害酸具有较好的缓速性能，尤其是多氢酸体系在8h与2h时的溶蚀率差最大，达到18.97%，其缓速性能优于低伤害酸。

图1 3种酸液对西峰油田长8油层组岩心的溶蚀率试验结果

2.2 酸化效果

将长8油层组岩心的油污用苯－乙醇溶液洗净，干燥抽空饱和地层水，然后用3%NH4Cl驱替测原始渗透率，再依次注入前置酸、主体酸，70℃恒温反应一段时间，用3%NH4Cl驱替测酸化后渗透率［3］。酸化前后渗透率变化如表1所示。从表1可以看出，土酸反应2h时，岩心渗透率提高3.78倍，4h时土酸酸化后渗透率增加幅度较2h时低，说明土酸与岩心黏土矿物反应后形成的残酸对地层有一定影响，这也是土酸酸化后应立即返排的原因。多氢酸和低伤害酸在2h时岩心渗透率提高幅度较小，酸化前后的渗透率比值分别为3.11和4.33，随着恒温时间的延长，渗透率增加幅度较大，反应6h时，低伤害酸和多氢酸使酸化后岩心渗透率分别提高5.02倍和5.89倍，因而多氢酸的酸化效果要好于低伤害酸。总体而言，3种酸液体系在酸岩反应后形成的残酸会对岩心产生一定程度的二次伤害。

表1 不同酸液体系驱替岩心试验结果表

3 酸液体系的改进

3.1 水伤害处理剂的选择

常用酸液体系中，土酸在很短反应时间内具有很强的溶蚀能力，但不具备缓速性，因而不能用于地层深度堵塞物的解除，但由于其具有成本低的优势，对于近井地层的堵塞物清除具有良好效果。对于低渗储层，注入流体与地层的不配伍易导致水锁伤害，而一旦水锁伤害发生，要完全解除比较困难［4］。为此，筛选具有低表面张力和界面张力的防水锁剂或解除水锁伤害的处理剂。选取市场上的活性剂型处理剂进行试验，测试25℃条件下5%处理剂的润湿角和表面张力、界面张力，结果见表2。从表2可以看出，处理剂B、处理剂C、防水锁剂L效果较好。综合考虑润湿性及降低表/界面张力的能力，决定选用表面活性和界面活性均较高的处理剂C进行后续试验。

3.2 残酸伤害分析

由于西161井、西167井、西187井具有中等偏强的酸敏感性，因而在现场进行酸化作业时，应在酸液体系添加具有缓速作用的乙酸以及具有加速残酸返排和防止水锁伤害能力的处理剂C，改进后的酸液体系组成如下：12%HCl＋2%HF＋5%乙酸＋5%处理剂C＋其他酸液添加剂。采用改进后的酸液体系进行长岩心驱替试验，将原始渗透率相近的2块岩心串联置于驱替装置中，在第1块岩心中注入1PV的鲜酸，70℃恒温反应2h后，用NH4Cl将残酸推入第2块岩心，测定2段岩心的渗透率，试验结果见表3所示。由表3可知，反应2h后，第1段渗透率提高3.42%，将残酸挤入第2块岩心后，岩心渗透率增加8%，表明改进后的酸液体系形成的残酸没有产生二次伤害。

表2 活性剂型处理剂降低表、界面张力试验结果表

表3 改进土酸体系2h后串联岩心的渗透率表

3.3 酸液体系与地层流体的配伍性分析

将酸液体系与地层水和原油按照不同配比混合，在70℃下放置4h，未发现酸液与地层水分层和沉淀，溶液呈透明状态。将酸液体系与西峰油田原油混合后，搅拌静置4h，油水界面清晰，无乳化现象发生。上述现象说明酸液体系与地层流体的配伍良好。

4 结论

1）油层敏感性分析表明，西峰油田白马中区西161井、西167井、西187井探井地层黏土中绿泥石含量高，其储层具有中等偏强酸敏感性。

2）常用酸液体系在酸岩反应后形成的残酸会对岩心产生一定程度的二次伤害。

3）改进后的酸液体系能抑制残酸对岩心的二次伤害，而且与地层流体的配伍良好。

［1］万仁溥，罗英俊.采油技术手册——压裂酸化工艺技术 ［M］.北京：石油工业出版社，1998.

［2］张绍槐，罗平亚.保护储集层技术 ［M］.北京：石油工业出版社，1993.

［3］郑延成，赵修太，王任芳，等.南阳油田缓速酸酸化技术研究及应用 ［J］.钻采工艺，1999，22（4）：20-23.

［4］胡荣，郑延成.表面活性剂的润湿性及增注机理研究 ［J］.石油天然气学报（江汉石油学院学报），2012，34（4）：143-146.

［编辑］ 李启栋