泡沫酸酸化技术在曙光油田的应用

沈文敏

(中国石油辽河油田分公司曙光采油厂，辽宁盘锦 124109)

曙光油田超稠油1999年投入开发，包括兴隆台、馆陶两套含油层系共7个开发单元，含油面积14.92 km2，储量10 529 ×104t，其中，已动用含油面积11.32 km2，储量 9 018.25 ×104t。至 2013年12月，共有抽油井1 151口，开井770口，年产油118.4×104t，这对维持曙光油田及辽河油田产量的稳定具有重要的现实意义［1］。

随着油田的持续开发，油层必然受到不同程度的伤害。伤害的原因主要是:生产过程中油藏黏土的水化膨胀，颗粒运移，结垢以及蜡、胶质、沥青质析出等因素。基于超稠油原油物性差、油层非均质性强、泥质含量高等特点，油层的堵塞呈现多因素共同作用，纵向上各油层堵塞类型不同，平面上同一油层不同方向堵塞类型也不相同，油层伤害使油井油层渗透率下降，严重影响油田正常开发及原油采收率的提高。针对以上矛盾，我们开展了泡沫酸解堵技术的研究，提高注汽质量，疏通地层有效孔隙，最大限度地恢复油井产能，进而提高蒸汽吞吐开采效果。

1 泡沫酸体系配方

解堵剂典型配方:6%～15%HCl+0.5%～3%HF+2%～3%缓蚀剂+2%～3%表面活性剂+1%～3%铁离子稳定剂+1%～3%黏土稳定剂。根据泥质含量，适当调整氢氟酸和盐酸的浓度，当泥质含量较高时，适当提高氢氟酸浓度，降低盐酸浓度;当碳酸盐含量较高时，适当提高盐酸浓度，降低氢氟酸浓度。

泡沫酸组成:解堵剂+起泡剂+稳泡剂+添加剂+气体。

泡沫酸液黏度高，摩阻损失小，滤失系数低，对水敏性地层可减轻黏土膨胀。在多孔介质中渗流优先进入高渗带，叠加的气阻效应形成比较高的渗流阻力，使后续泡沫酸液转向进入需要处理的低渗层段，具有酸化调剖的作用。泄压后气体膨胀，提高排液速度和排出程度，同时有利于携带一些残渣、不溶物、微细颗粒，达到油层解堵的目的，提高油层的导流能力［2－6］。

1.1 起泡剂的筛选

起泡剂是泡沫酸体系中的重要成分，是影响解堵效果的核心因素之一。室温条件下，将不同起泡剂试样配成体积浓度为0.5%的水溶液200 mL，置于吴茵混调器中，用75 mA电流，高速档运行1 min，将泡沫移入1 000 mL量筒中，读取泡沫体积，并计时，当泡沫体积衰减到一半时，停止计时，所需的时间即为泡沫半衰期。不同起泡剂起泡性能见表1。

表1 不同起泡剂的泡沫性能

从表1可以看出，相同用量AAS(石油磺酸盐)的泡沫性能突出，且成本较低，合成工艺成熟，应用领域广泛。故选AAS为泡沫酸体系的起泡剂。

1.2 稳泡剂的筛选

稳泡剂也是泡沫体系的重要组成部分。常用的稳泡剂包括盐、聚合物、醇类等。起泡剂采用0.5%体积浓度为AAS，室温条件下，配制质量浓度为0.3%的不同稳泡剂进行评价，稳泡剂对其泡沫性能的影响见表2。

表2 不同稳泡剂对泡沫性能的影响

由表2可以看出，六磷酸钠，改性胍胶，聚丙烯酰胺效果较好，综合考虑，选择六磷酸钠作为稳泡剂。

1.3 稳泡剂浓度确定

用体积分数为0.5%的AAS溶液，加入不同浓度的六磷酸钠后，测试起泡和稳泡性能，试验结果见图1。

图1 六磷酸钠浓度对起泡性能的影响

由图1可看出，稳泡剂质量浓度在0.3%～0.5%，使用效果最佳。

1.4 起泡剂浓度的影响

考虑地层对起泡剂的吸附作用，取曙光油田实际地层砂100 g，与稳泡剂质量浓度为0.3%，起泡剂体积浓度为0.3%～0.5%的100 mL水溶液混合均匀，在50℃恒温24 h，分别测吸附前后的起泡量和半衰期见图2～图3，结果表明，地层砂对起泡剂具有吸附作用，当体积浓度大于0.5%，吸附对泡沫的性能影响不大。

图2 吸附前后起泡量的对比曲线

图3 吸附前后半衰期的对比曲线

2 泡沫酸配伍性能

2.1 岩芯溶蚀率测定及钢片腐蚀速率

将已洗油的岩芯(或碎块)研磨后过0.175 mm孔径标准筛，筛出物在80℃下烘至恒重后备用。配制的100 mL酸溶液倒入250 mL塑料烧杯中，加入5.000 0 g±0.000 1 g岩芯，恒温50 ℃ ±1℃下反应8 h。测定岩芯反应前后的失重量，得溶蚀率，见图4。

图4 岩芯溶蚀率曲线

由图4可以看出，试样浓度达到90%时，岩芯溶蚀率≥6%。

2.2 钢片腐蚀速率

按2.1筛选得到的试样，测得60℃钢片腐蚀速率均≤3.0 g/(m2·h)，说明泡沫酸体系有一定的缓蚀效果。

3 现场试验

3.1 选井条件及实施工艺

超稠油油藏，油层发育不均、油层黏土含量相对较高(3%～5%)，注汽质量有待提高，周期吞吐效果较差的油井。

采用注汽管柱，在注汽前，将泡沫酸挤入油层。实施对管柱没有特殊要求。

3.2 现场应用

现场试验9井次，注汽参数及周期生产情况均取得较好的效果。

周期对比酸化实施前平均注汽压力15.8 MPa，措施后平均注汽压力14.3 MPa，周期前后对比注汽压力下降1.5 MPa。表明油层伤害得到缓解，注汽质量得到改善。

酸化工艺应用前后周期对比油汽比提高0.2，采注比提高0.606，表明实施酸化工艺后，生产效果得到明显改善。

4 结论

1)泡沫酸技术可降低油井注汽压力，改善注汽质量。现场能够形成稳定的泡沫流体，实现选择性的解堵，适合油井增产现场需要。

2)泡沫酸技术缓解稠油井周期日产递减，提高油井阶段油气比、采注比，改善生产效果。该技术对同类油藏具有借鉴意义，具有一定推广价值。

［1］宋福军.曙一区杜813兴隆台油藏地质特征及开发规律研究［D］.大庆:东北石油大学，2006.

［2］郑力军，张涛，王兴宏，等.氮气泡沫驱油用起泡剂的筛选与评价［J］.石油与天然气化工.2011(6):607－609.

［3］吴文瑞，李怀杰，孙支林，等.泡沫酸酸化工艺技术研究与应用［J］.石油化工应用，2011(10)，24 －26，33.

［4］袁学芳，兰夕堂，刘举，等.一种泡沫酸稳定剂及其泡沫酸体系评价［J］.钻井液与完井液，2013(3):82－87.

［5］关富佳，姚光庆，刘建民.泡沫酸性能影响因素及其应用［J］.西南石油学院学报，2004(1):65－67.

［6］赵福麟.EOR原理［M］.山东:石油大学出版社，2001.