老井高效作业工艺技术研究与应用

宋连银，赵志平，魏江伟，马红星，王忍峰

（1.中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安 710200；2.川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，陕西西安 710018）

本项目以姬塬油田老井高效作业为目标，结合姬塬油田三叠系、侏罗系两大主力油藏的地质特征，提出了重复压裂改造工艺的基本思路和方法。重点研究了稠化水酸性清洁压裂液压裂和酸蚀多缝体积改造压裂、水井微弱酸酸化工艺和负压返排工艺，取得了较好的应用效果，对姬塬油田提高稳产水平和开发效益具有重要意义。

2013 年，长庆油田明确了连续四年油井措施增油40 万吨的目标，这就对老井压裂酸化等修井作业提出了更高的要求。面对措施增油任务重、措施工作量大等挑战，采油五厂以提高采收率、提高单井产量，降低成本的“两提一降”为目标，深入贯彻“体积压裂”理念，开展“重复压裂年”活动。在实施过程中，采油五厂通过稠化水酸性清洁压裂液、酸蚀多缝体积改造等多种工艺技术，提高措施作业效率，努力提升措施增产水平，实现了姬塬油田经济有效的开发。

1 高效作业工艺技术研究

姬塬油田是典型的低渗透油田，压裂是低渗油田开发必不可少的一个作业环节，姬塬油田在压裂技术方面已积累丰富的经验和成绩，并一直在探索适合姬塬地层特点的压裂技术。多年来，为了提高单井产量，提高采收率，在姬塬油田先后开展了缝内转向压裂、前置酸压裂等一系列老井重复改造压裂技术，这些技术目前在低渗油田的重复改造中仍扮演着重要的地位[1]。

但随着技术进步，材料科学的发展，出现了多种技术组合与集成，这些技术在油井的增产和增注措施方面发挥巨大的作用。压裂酸化向提高油藏采收率方向发展，在所有措施完井过程中，低－无伤害是所有工作液的发展方向和要求。提高压裂酸化施工作业效率和降低作业成本，是今后老井措施新的目标和方向。

1.1 稠化水酸性清洁压裂液高效作业工艺

采用稠化水酸性清洁压裂液无论进行重复压裂，还是进行新井投产压裂，都取得了一定的改造效果，证明该技术具有较强的实用性[2]。另外，其具有无需现场配液，压后不用抽汲的技术特色，能够节省大量的时间，缩短试油周期，这对如何提高单井或井组试油作业效率提供了一个新思路。

图1 稠化水酸性清洁压裂液现场施工流程示意图

稠化水酸性清洁压裂液体系具有现场连续混配、压后不抽汲等技术特色，能够简化目前施工工序，无需提前配液，可减少现场备罐量，压后不清罐；在施工时，主要依靠清水和稠化剂混合产生交联反应从而携砂进行压裂施工，只要准备好足够的稠化剂、清水和石英砂，就可连续实现加砂压裂；压后无需抽汲直接投产，可以提高施工效率，缩短作业周期。

表1 作业周期对比表

图2 采用稠化水酸性清洁压裂液现场压裂过程

1.2 酸蚀多缝体积改造压裂

通过酸改造来实现天然微裂缝的开启，降低渗流阻力，提高储层基质向裂缝壁面的供油能力，通过造多缝而不是造长缝，扩大泄流面积，已成为超低渗储层改造新的技术方向[3]。

图3 酸蚀多缝体积改造示意图

该技术通过使用较大的前置酸量，使用大排量挤酸，并在挤酸后关井反应，酸液可实现对近井地层、裂缝壁面、远端裂缝周围地层进行深部解堵处理，并且在大排量挤酸的过程中通过溶蚀作用可以开启地层微裂缝，形成新的产油通道。挤酸关井反应后对储层压裂改造，在扩大裂缝规模的同时，将酸溶蚀开启的微裂缝填砂延伸，实现对储层的体积改造目标。该工艺施工参数特点如下：

（1）大前置酸量，30～50 m3前置酸，扩大酸处理范围，沟通近井地带微裂缝。

（2）大排量挤酸，1.4～1.6 m3/min 排量挤酸，高于地层破裂压力开启微裂缝。

（3）挤酸后关井反应，挤酸后关井1～2 h，保证酸岩反应时间。

酸蚀多缝体积改造不仅实现了近井地带酸处理，而且对裂缝深部及与主裂缝沟通的微裂缝进行深部处理改造，将裂缝井的线性流改造后实现了井筒周围大范围的径向流，实现提高改造效果的目的。前置酸压裂施工前，往往需要在酸罐中配制，配酸的过程中难免造成酸液外溅或漏失，由于原酸不同于残液，对环境及人体伤害较大。目前酸改造井逐渐增多，酸量逐渐增大，而且使用酸罐车配酸会增加很大的成本，因此有必要探索应用连续混配酸改造施工工艺。由于酸量大，施工时上水可分别接原酸和水，通过阀门控制比例，实现连续混配，安全环保。这样只需要将原酸拉运至井场，直接连接混砂车，同时上水和原酸，并在搅拌罐或管线中混合，这样避免了原酸泄漏造成的污染和伤害。而且混配后可根据工艺在搅拌罐中加入化学药剂，适用于复杂工艺的施工。

2013 年酸蚀多缝体积改造47 口井，酸量均在40～50 m3，在初期仍使用原始配酸方式，工序复杂，后期40口采用连续混配施工，平均施工时间减少1 h 以上，并且原酸无泄漏，实现了环保要求。

1.3 水井微弱酸酸化

微弱酸酸化液是一种酸性分子成膜溶液，稀释后通过撬装式柱塞泵每天随着注入水定量注入，不影响水井的正常注水，达到快捷酸化的目的[4]。酸液主要有以下作用：（1）酸液将注水井中的碳酸盐垢和硫酸盐垢缓慢溶解，疏通水流通道；（2）酸液进入储层降低储层pH 值环境，增大岩石表面的Zeta 电位和岩石表面接触角，降低岩石表面亲水性，从而提高储层渗透率；（3）微弱酸酸化液中表面活性剂利用阴阳离子静电吸附的反应特性，在油藏矿物表面沉积形成的单层分子膜，由于砂岩显电负性，成膜剂进入储层后会在砂岩表面发生吸附，憎水基向外排列，除剥落水膜外还具有改变岩心润湿性和粘土防膨的作用，达到降压增注目的。液体由储液罐进入隔膜泵，在隔膜泵作用下，通过出口接头、不锈钢高压截止阀，进入高压耐酸管线，通过井口单流阀接头进入单流阀，在隔膜泵压力作用下，酸液进入进口注水主管线，随主水管线进入地层，酸解底层。

图4 工作流程图

1.4 负压返排工艺

油水井在生产过程中，近井周围常常发生因蜡（胶）质、垢、无机颗粒等沉积造成的堵塞，严重影响油水井的产量和注水量。为了解除近井地带的堵塞，提高油水井的产量和注水量，目前全国各油田多采用物理或化学的方法，如水力脉冲、压裂、酸化、爆压等工艺措施，取得了不同程度的效果。但上述工艺措施有可能增加地层渗流面积，而对于剥落的机杂颗粒和二次沉淀物无法彻底排除（目前采用返洗或泡排），导致措施效果低，有效期短。为了有效地提高低渗油层的措施效果和延长其有效期，适时引进负压返排工艺技术，提高了措施有效率及措施效果[5]。

2 现场应用效果分析

2.1 稠化水酸性清洁压裂应用效果

2013 年，稠化水酸性清洁压裂液在油井重复改造中应用18 口井，累计增油量超过5 000 t，平均单井日增油1.05 t，平均单井日增油238.9 t，取得了较好的应用效果（见表2）。

表2 姬塬油田2013 年稠化水酸性清洁压裂液效果表

从整体效果看，延安组应用效果好于延长组应用效果。主要表现在延安组储层物性明显优于延长组，压裂裂缝内部和裂缝附近岩石孔隙中的垢物堵塞得到有效解除后，压裂裂缝及其附近导流能力明显提高，使得油井产液量明显增加；而延长组储层地层结垢程度明显弱于延安组储层，由于储层物性差，油层平面注采矛盾突出，除近井及裂缝内存在堵塞外，注水见效程度低是延长组储层油井低产的主要原因。

2.2 酸蚀多缝体积改造压裂应用效果

2013 年，酸蚀多缝体积改造压裂在油井重复改造中应用47 口井，累计增油量超过5 000 t，平均单井日增油1.05 t，平均单井日增油238.9 t，取得了较好的应用效果（见表3）。

表3 姬塬油田2013 年酸蚀多缝体积改造效果表

从整体效果看，酸蚀多缝体积改造压裂在长4+5储层应用效果好于长2 和长8。主要是由于长2 储层在酸蚀多缝体积改造压裂措施解堵后，含水明显上升，严重影响了措施效果。长8 储层仅应用1 口井，并不能说明工艺的适用性。而长4+5 储层酸蚀多缝体积改造压裂后，地层堵塞得到有效解除，油井产能得到恢复，措施效果良好。

2.3 负压返排应用效果

2013 年，负压返排工艺在油井重复改造中应用36口井，累计增油量超过3 000 t，平均单井日增油0.61 t，平均单井日增油89.8 t（见表4）。

表4 姬塬油田2013 年负压返排改造效果表

3 结论和认识

（1）姬塬油田老井措施工作量大，措施增油任务重，这就对老井措施工艺的选择有更高的要求。高效作业工艺技术有良好的适用性，可显著提高老井措施的施工效率和措施效果。

（2）稠化水酸性清洁压裂液是一种具有广泛应用前景的压裂液体系，其清洁无残渣、高携砂性能、伤害低和易返排等优良性能对低渗和特低渗油藏改造具有明显的技术优势。施工无需提前配液，连续混配施工，节约水资源，措施后可采用不抽汲排液直接投产，缩短整个油井大修周期，实现快速恢复生产。

（3）酸蚀多缝体积改造工艺技术，实现对近井地层、裂缝壁面、远端裂缝周围地层进行深部解堵处理，并通过酸液溶蚀开启地层微裂缝，实现对储层的体积改造目标，并在酸蚀多缝体积改造中探索并应用了连续混配酸改造施工，实现了酸液无残留的绿色施工工艺。

（4）注水井微弱酸酸化工艺施工简单快捷，可直接注酸进入注水流程，不影响正常注水。设备中单流阀、高压管线、接头、截止阀承压均可以达到25 MPa，输出设备最大承压24 MPa，该设备适合于注水压力在20 MPa 以下注水加药，设备安全系数为1.2，满足微弱酸技术施工安全要求。

（5）负压返排工艺的装置管柱结构简单，入井液返排率均在80 %以上, 可以使入井液量最大限度的返排, 从而降低人井液体对储层的伤害，尤其是对地层能量较低，普通酸化排液不及时效果欠佳的井更有优势。

［1］ 王鸿勋.水力压裂原理［M］.北京:石油工业出版社，1987.

［2］ 任雁鹏，等.酸性清洁压裂液技术应用研究［A］.国际压裂酸化大会，陕西西安，2010.

［3］ 刘红现，赵立强，刘平礼，等.前置酸改善水力压裂效果机理分析［J］.石油天然气学报，2008，30（1）：332-334.

［4］ 孟令浩，郑艳芬，张娟，等.注水井微弱酸在线酸化增注技术研究［J］.石油化工应用，2013，32（1）：37-39.

［5］ 张宁利，周学富，田育红，等.油水井负压返排工艺技术研究与应用［J］.石油化工应用，2010，29（12）：39-42.