低渗透油藏增注技术在胜利油田的应用

戴 群

(中国石化胜利油田石油工程技术研究院，山东东营 257000)

胜利油田以注水开发为主，注水开发油田占80%以上，油藏储层性质复杂，且注水水质达不到油田开发要求，近几年来随着增注治理力度的加大，欠注井有所减少，但低渗透油藏欠注情况依然严重［1－2］。据统计目前低渗透油藏有注水井2 332口，开井1 616口，其中欠注井536口，欠注率33.3%，日欠注量1.11 ×104m3，低渗透油田采收率仅18.3%。

1 欠注原因

低渗透油田注水井欠注［3］主要是由于储层本身渗流能力差或者后期堵塞造成。

1.1 储层本身的低孔、低渗

注入水在低速渗流条件下存在明显的启动压力梯度，注水压力上升快。从低渗透注水井的注水指示曲线可以看出，随着注水时间的延长，注水指示曲线有所抬高或基本平行。这表明储层吸水能力略有减小或不变，而启动压力随地层压力的增加而显著增加。

1.2 注采井距过大

由于渗流阻力大，注水井的能量扩散不出去，在注水井附近蹩成高压区，使得注水量很快降低;而生产井因距注水井太远，难以见到效果，产量迅速降低。据调研，开发效果较好的低渗透油藏注采井距一般在250 m以内，而目前低渗透油藏大部分区域的注采井距在350 m以上，导致注采井间压力传导困难，注水井井底压力高，憋压严重。

1.3 水质不达标，注水堵塞

目前注入水水质与多数油藏不配套，不能满足油藏需要。根据Q/SH 1020 1860—2008《碎屑岩油藏注水质指标及分析方法》规定，渗透率＜500×10－3μm2的储层最低需要A3级水质，即悬浮固体质量浓度≤3.0 mg/L。注水井注入水质不达标，注入水中悬浮固体含量、含油量、结垢率和平均腐蚀率等指标严重超标，是造成注水井欠注的普遍因素［4］。如临盘厂需要A1级水质的区块有5个，需要A2级水质的区块有38个，需要A3级水质的区块有95个，目前的注入水与很多油藏不配套，除大芦家馆二、馆三等高渗油藏注入水能满足要求外，绝大多数油藏的注入水水质超标，这势必会对油藏造成堵塞伤害。

其次，水质波动现象较为严重，即使短时间的水质波动，仍然会造成低渗、特低渗油藏注水井的严重堵塞，加速欠注井的产生。

1.4 敏感性伤害

注水开发过程中会因各种敏感性而造成油藏伤害。如注水过程中由于水敏、速敏等使得油藏的黏土矿物发生膨胀和运移，从而造成新的堵塞，使得注水压力升高或注不进水。

1.5 作业过程中的污染堵塞

作业完后洗井不彻底或井口注入水质超标，会造成地层堵塞;作业完后，开井滞后时间长，会造成井筒污染;投转注作业过程中会因钻井质量等问题造成堵塞而欠注。

2 解堵增注技术应用情况

目前低渗透注水井的增注技术以酸化增注为主，胜利油田2012年至2013年共治理低渗透欠注井325口，有效井248口，有效率76.3%，注水量累计增加113.18×104m3。采用的主要增注工艺技术有:普通盐酸、土酸酸化、缓速酸酸化［5］、活性降压增注、分子膜复合增注以及物理增注。具体实施情况如表1所示。

表1 2012～2013年胜利油田分公司低渗透油田实施增注情况

3 解堵增注技术的适应性

近年来，针对低渗透油藏特点以及污染物类型，胜利油田初步形成了常规酸化、缓速酸酸化、活性降压增注、物理－化学复合增注等4种解堵增注技术系列。

3.1 常规盐酸、土酸酸化

该工艺主要用于清除井筒及炮眼附近的污物，解除近井地带的污染，通常用于解决普通注污水井的结垢堵塞及中高渗油田储层的基质处理，在低渗油藏中主要针对新投、转注欠注井。该工艺主要在滨南、现河、纯梁、临盘、河口等采油厂应用，共实施 195井次，有效井 138口，有效率70.7%，注水量累计增加 78.93 ×104m3，平均有效时间223 d。

3.2 缓速酸酸化

对由于地层物性差、泥质含量较高，或钻井泥浆污染导致欠注的情况，采用缓速酸体系深部处理地层，恢复或提高地层渗透性，增强吸水能力。根据酸液体系的不同，主要分为缓速土酸、复合缓速酸、有机缓速酸、氟硼酸、多氢缓速酸等。该工艺共实施101井次，有效井74口，有效率73.3%，注水量累计增加27.47 ×104m3。

3.2.1 有机缓速酸

有机酸含甲醛、氟化铵、有机羧酸盐等组分，其中甲醛与氟化铵在一定条件下经多级反应生成氢氟酸和六次甲基四胺，生成的氢氟酸在地层中消耗后，促使该多级反应向正方向进行，从而不断提供氢氟酸以保持酸液的活性，达到深部酸化的目的。

该工艺主要在纯梁、临盘、东辛等采油厂应用，共实施23井次，措施有效率78.3%，主要应用于各类物性差的、受水质污染严重的低渗层。

3.2.2 氟硼酸

氟硼酸在地层条件下发生水解反应，逐步缓慢地释放出氢氟酸，可增大酸化半径，实现深度酸化的目的，残余的氟硼酸还可以起到稳定黏土的作用。氟硼酸酸化主要用于砂岩敏感性油层，主要在东辛、纯梁等采油厂应用，共实施14井次，有效率85.7%，有效期大于3个月。

典型井例:2012年5月在纯梁油田CHC32-4井实施氟硼酸酸化，酸化前泵压24.5 MPa，油压24.4 MPa，配注 40 m3/d，注不进水;酸化后初期泵压 24.5 MPa，油压 13.5 MPa，日注 40 m3，油压大幅下降，达到配注要求，增注效果明显。

3.2.3 多氢缓速酸

多氢酸［6］是一种复合膦酸，与氟盐反应生成HF，缓速性能好，能有效抑制二次沉淀物的生成。多氢酸由于物理吸附和化学吸附作用在黏土表面形成“薄层”，该薄层可以减缓酸液与黏土矿物的反应速度，既能保护储层骨架结构，又能达到缓速的目的。多氢酸具有优良的螯合能力，不形成二次沉淀，不会重新伤害储层。该工艺主要用于砂岩敏感性油层，在临盘、纯梁等采油厂应用，共实施12井次，有效率83.3%，有效期大于3个月。

典型井例:临盘采油厂商14X17井，2010年11月转注，转注初期油压14 MPa，日注30 m3，但注水压力上升快，12月26日油压升至24～25.5 MPa，日注2～10 m3。分析认为欠注原因如下:1)储层物性差，低孔低渗，近井渗透阻力大，启动压力高;2)泥质含量高，存在水敏伤害及酸敏伤害。为此2012年7月16日实施盐酸+多氢酸增注措施，提高该井注水能力。施工泵压由25 MPa降至20 MPa，注水压力由29 MPa降至5 MPa，日注量由1 m3升至36 m3，累计增注13 522 m3，有效期402 d，目前油压8 MPa，日注36 m3，增注措施继续有效。

3.2.4 生物酸

将生物活性剂与酸液结合可形成生物酸，生物酸具有很好的缓速性和吸附能力，能保持或恢复地层的水湿性，可以实现深部解堵，且对储层无二次伤害。目前该工艺主要在桩西采油厂应用，共实施15井次，有效率80.0%，有效期大于3个月。

典型井例:桩8井措施前油压26 MPa，注不进，措施后油压降至4 MPa，日注30 m3(配注30 m3)，累注8 641 m3，有效期已有254 d，仍然有效。

3.3 降压增注

降压增注工艺主要应用于储层黏土矿物水敏易膨胀、运移，以及注水压力传导慢、注水压力高的油层。

3.3.1 活性剂降压增注

缪云等［7］针对低渗油藏砂体边部物性差欠注的难题，开展了活性降压增注体系研究，以清除地层残余油，提高水相渗透率，达到降压增注的目的。该工艺主要在现河、东辛等采油厂应用。在史深100等区块对6口井进行了现场试验，平均注水压力降低 4.4 MPa，日增水 19 m3，有效率100%。活性剂能有效解除地层原油污染导致的堵塞，恢复地层渗透率，降低注水压力。

3.3.2 分子膜复合增注

分子膜增注剂通过静电作用吸附于储层表面，将储层表面变为弱水湿，降低注水摩阻，同时低界/表面张力可有效降低束缚水及残余油的饱和度，且分子膜增注剂为阳离子表面活性剂，对敏感性储层具有保护作用，协同作用实现减阻、降压、稳压注水，提高稳压注水时间［8］。在临盘、滨南、胜采、纯梁、桩西采油厂共实施12井次，成功11井次，有效率91.7%。

典型区块:在江家店等低渗透油田井应用酸化+分子膜工艺［9］，取得了较好的效果，共实施6井次，5口有效，累积增加注水量2.42 m3/d，平均有效时间209 d。

3.4 物理增注

3.4.1 径向钻井技术

物理增注工艺技术具有现场应用简单、无二次污染、使用方便等特点，近年来物理增注技术试验范围较小，推广力度不够，2012年在低渗透油田开展了径向钻井［10－11］新技术现场试验，该技术的优势如下:相当于小井眼水平井，有效驱替半径增大，可以形成多层多向多分支径向孔，改变油水井距离，优化注采井网，改善开发效果。

水射流径向钻井技术采用分步实施方式。每个径向孔的作业过程如下:1)下入、定位导向器;2)套管钻孔;3)地层水平钻孔。分步实施虽增加作业步骤，但简化了井下工具，同时由于地层钻孔送进方式改变，大大延长了钻孔距离，孔深可达100 m左右，具有较好的增产增注效果。再加上使用了连续管装置，在很大程度上解决了作业效率不高的问题。

在现河、鲁胜采油厂共实施10口井。其中牛35－20区块实施径向钻井施工5口井，对比同区其他注水井，试挤压力由28 MPa降为25 MPa，在30 MPa压力条件下日注能力提高18 m3。典型井:牛35－24井2012年5月3日径向钻井后转注开井，目前油压29 MPa，日注25 m3，累注达9 121 m3。

单独使用径向钻井技术时，大多数井存在有效期短的问题，如果与酸化配套工艺联作实施，发挥物理－化学增注措施的各自特点，可提高增注效果和有效期。如牛35－斜35井，2012年10月21日径向钻井后投注，日注水量为40 m3，后日注量逐渐降低，10月28日不动管酸洗，施工压力由38 MPa降至20 MPa，开井后油压26 MPa，日注30 m3，目前油压 33 MPa，日注 20 m3，累注 4 801 m3。

3.4.2 物理－化学复合增注技术

胜利油田采用的物理－化学复合增注工艺［12］主要包括水力振荡酸化增注工艺、聚能冲压酸化复合增注工艺以及水力深穿透酸化增注工艺。

1)水力振荡酸化增注。主要采用封隔器卡封+逐级振动解堵器的管柱配套模式。该工艺的技术特点如下:以酸为工作液，高能脉冲注酸，物理解堵与酸化解堵相结合，提高处理强度;通过投球控制各层的酸液类型和注入量，有针对性地分层酸化。

2)聚能冲压酸化复合增注。通过聚能燃烧弹瞬间产生的高能量压开油层，形成多个微裂缝，然后配套实施酸化，使酸液更大范围地挤入地层，提高近井地带污染解堵效果。

3)水力深穿透酸化增注［13］。通过高压泵车和井下工具，利用水力射流定向冲击、切割、破碎岩石，达到射孔穿透污染带的目的，通过配套酸化进一步疏通深度堵塞。

4 结语

低渗透油藏注水井中注水压力高，注水困难，近年来适用于低渗透砂岩油藏的活性水、分子膜降压增注技术在现场试验中取得了良好的增注效果，建议进一步加大现场实施力度，形成规模化应用，确保在现场见到实效。开展基础研究，改善储层岩石导流能力，降低注水摩阻，提高注水能力仍是今后增注技术发展的趋势。

目前物理及化学单项增注技术已比较完善，但由于在应用过程中受本身技术条件限制或工艺的针对性不强，造成单项技术应用效果差，有效期短。因此结合物理、化学增注技术各自的优势，形成复合增注配套工艺技术，将会提高增注有效率及有效期。

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