鲁迈拉油田Mishrif油藏复合转向酸化技术应用

车洪昌，冀成楼，梅景彬，陈　鑫

(中国石油伊拉克公司，北京 100724)



鲁迈拉油田Mishrif油藏复合转向酸化技术应用

车洪昌，冀成楼，梅景彬，陈鑫

(中国石油伊拉克公司，北京 100724)

为了使鲁迈拉油田Mishrif碳酸盐岩储层基质酸化达到预期效果，确定了以VEDA(黏弹性自转向酸液体系)为主，以MAPDIR(最大压差及注入速率)转向、连续油管转向及泡沫转向为辅的联合转向方式。进行了VEDA自转向酸液体系流变性评价及岩心封堵实验，并在Ru-315井进行了现场试验。研究结果表明，VEDA酸液体系中表面活性剂S1000的最佳浓度为5%～7%；该体系具有较低的泵注摩阻，冻胶形成后能够有效封堵高渗透层，破胶之后不会对储层渗透率造成伤害。现场试验结果表明，酸化后高、低渗透储层均得到了不同程度的改善，日产量分别增加55%和96.9%。低渗透储层的改善程度好于高渗透储层，酸化达到了预期效果。

鲁迈拉油田；Mishrif；转向；酸化

鲁迈拉(Rumaila)油田位于伊拉克南部巴士拉省，是伊拉克规模最大、日产量世界第3的巨型油田[1-2]。鲁迈拉油田地层自上到下年代为中—中新世到上侏罗纪，由多套油藏组成，其中Mishrif油藏位于中白垩统，储层为碳酸盐岩，原始地质储量为272×108bbl，是鲁迈拉油田的主力油藏之一。

Mishrif油藏属于带弱边水的构造油藏和构造—岩性油藏，纵向上发育(mA储层、mB储层)两套碳酸盐岩储层。其中mA储层相对较致密，mB储层是主要含油层。mB储层平均厚度为134m，孔隙度为15%～25%，渗透率为1～100mD。地层流体密度为0.89～0.91g/cm3，原始气油比为78.4～110.4m3/m3，地下原油黏度为1.15～2.33mPa·s，体积系数为1.25～1.34，地层温度为72℃，平均原始地层压力为27.1MPa。总体上Mishrif油藏以中孔低渗透基质储层为主，局部发育微裂缝，储层非均质性较强，上部致密，下部存在高渗透层。

基质酸化是碳酸盐岩储层增产增注的主要方式之一，其目的是解除近井地带伤害或产生新的流动通道，增加储层与井筒的连通性，降低表皮系数[3-4]。基质酸化面临的主要问题是注入的酸液优先进入高渗透层和低伤害层，而最需要解堵的低渗透层和严重伤害层则很少进酸或根本未进酸[5-7]。鲁迈拉油田Mishrif储层是巨厚型碳酸盐岩储层，纵向非均质性强，伤害程度差异较大，各小层吸液能力不同，使均匀布酸非常困难。油田投产初期采用的笼统酸化和简单的转向酸化技术不但未能解堵严重伤害层，反而在一定程度上加剧了储层的非均质性，使酸化达不到预期效果。本文通过大量调研、反复论证、整合现有资源，提出了复合转向酸化技术，作为新井投产和老井增产的主要措施，在油田推广实施取得了显著成效。

1 复合转向酸化技术原理

复合转向酸化技术是指根据储层特点，在众多转向技术中优选几项，通过优化施工工艺和施工参数，使各类转向技术协同作用，达到对所有储层段均匀改造的目的。结合鲁迈拉油田现有设备、资源及Mishrif储层特点，确定了以VEDA(黏弹性自转向酸液体系)技术为主，以MAPDIR(最大压差及注入速率)转向、连续油管转向及泡沫转向为辅的复合转向技术。

VEDA自转向酸属无固相、非聚合物、两性表面活性剂体系。在鲜酸环境下表面活性剂呈阳离子型，且酸液黏度较低，有利于降低泵注摩阻，提高施工排量。随着酸与碳酸盐岩反应的进行，pH 值不断升高，产生大量二价离子(Ca2+、Mg2+)，表面活性剂逐渐呈两性离子型 (电中性)。在此条件下残酸体系形成具有空间网状结构的黏弹性冻胶体系，酸液黏度迅速增加。黏弹性冻胶选择性封堵高渗透孔道，后续泵入的酸液则进入低渗透或严重伤害层段，达到均匀改造储层的目的。pH 值对黏弹性冻胶的稳定性不产生影响，冻胶保持时间较长，能保证整个施工过程的转向效果。返排时冻胶与地层烃类物质接触、或被地层水稀释后发生破胶，理论上不会对储层造成伤害。此外，在VEDA施工中同时泵注氮气，氮气与表面活性剂会就地产生泡沫，泡沫以分散相形式存在于连续液相中形成两相分散体系。高渗透层中由于大量气体被捕集，液相的饱和度和相对渗透率降低，削弱了液相在高渗透层的流动能力，阻止了后续液体的进入，从而强化了VEDA体系的转向效果。且氮气的存在使井筒处于负压环境，能极大提高返排效率[8]。

施工参数优化主要基于MAPDIR转向技术的理论，MAPDIR转向理论是1992 年Giovanni[9]基于达西定律提出的，其核心思想是在不压裂地层的前提下，以最大速率注入酸液，并保持最大的井底压差。MAPDIR技术能快速降低总表皮系数，但难以有效分配处理液。一般来说，单独使用MAPDIR技术并不能取得很好的改造效果，但若与其他转向技术联合使用，则往往会事半功倍。此外，连续油管在改善布酸效果方面具有得天独厚的优势，但其管径小，泵注过程中摩阻较大，限制了施工排量[10]。综上所述，采用连续油管、MAPDIR、VEDA自转向酸和泡沫转向结合的复合转向方式，能够取得较好的酸化效果。

2 VEDA自转向酸体系实验评价

2.1 VEDA自转向酸流变性能评价

VEDA自转向酸是由盐酸、两性表面活性剂S1000及其他添加剂配制而成。S1000常温下为金色透明的液体，密度为0.99g/cm3，黏度约为450mPa·s，闪点大于100℃，易溶于水及甲醇、丙酮等有机溶剂。

流变性测定实验中，VEDA自转向酸(20%盐酸)中S1000的浓度分别为4%、5%、6%、7%、15%。加入碳酸钙使残酸浓度降至14%，以模拟酸岩反应中的盐酸消耗及生成大量金属离子的环境，并测定不同温度下残酸的黏度，实验结果见图1和图2。

由图1和图2可以看出，S1000浓度为5%～7%的残酸能够在井筒温度(大于80℃)下保持较高的黏度，从而在持续泵注过程中选择性封堵高渗透层，达到转向的目的。S1000浓度过低(4%)的残酸只能在低温环境下实现封堵，随着温度的升高，残酸黏度骤降，起不到转向的作用；而浓度(15%)过高的残酸黏度大幅增加，难以流动，不利于返排。因此，酸液中S1000的最佳浓度应为5%～7%。

2.2 VEDA自转向酸封堵能力评价

VEDA自转向酸(S1000浓度为5%、盐酸浓度为20%)初始黏度为2～3mPa·s。选用碳酸盐岩岩心(渗透率为60mD)进行清水+VEDA自转向酸驱替实验，实验温度为120℃，驱替排量为2cm3/min，记录驱替过程中压力变化情况(图3)。

由图3可知，注入VEDA酸液后，岩心两端

压差与注入清水时基本相同，说明VEDA自转向酸初始黏度与清水相差不多，具有较低的泵注摩阻。当酸液与碳酸盐岩反应后，在二价金属离子作用下，冻胶开始形成，体现为岩心压差增大。破胶之后岩心压差基本恢复到初始水平，这是因为VEDA是无固相、非聚合物体系，对岩心渗透率没有造成伤害，并且破胶之后残酸的黏度降低，基本与清水黏度相同。

3 应用实例及效果评价

Ru-315井为Mishrif大斜度井，最大井斜角为79.9°，油层厚度为57.5m，油藏压力为24.1MPa，温度为77℃。孔隙度平均为21%，渗透率平均为

50mD，含水饱和度为8%，原油黏度为1.3mPa·s。该井采用管输射孔，射孔段总长149m(A段为2791～2841m，B段为2856～2955m)。生产测井数据显示，B段为主要产层，产量为281.4m3/d；A段为次要产层，产量为80.6m3/d。A段储层物性相对较差(最低渗透率为10mD)，且存在一定程度的伤害(表皮因子为2)，决定使用复合转向酸化技术进行储层改造。

施工时先以7.5%盐酸浸泡连续油管，进行油管清洗，确保整个酸液泵注过程中无铁锈等杂质进入地层。然后以连续油管泵注15%酸液清洗射孔层段后将残酸返排，关井以最大排量交替泵注主酸液(20%HCl)和VEDA自转向酸(S1000浓度为5%)，同时以96m3/min的速率泵入氮气。施工过程中井口压力及泵注排量变化见图4。当VEDA开始封堵高渗层时，地面可观察到井口压力上升、排量下降，这是因为VEDA限制了高渗透层的流体通过能力，酸液开始转向低渗透层，而在酸化初始阶段低渗透层吸液能力并无太多改善，因此排量下降、压力上升。随着酸岩反应的进行，低渗透层吸液能力提高，表现为排量逐渐增大。

酸化完成后进行连续油管氮举返排，流动稳定后进行了生产测井和地面流动测试。将测试结果与酸化前进行对比，结果见图5。酸化后A段日产量增加96.9%，达到158.7m3；B段日产量增加55.0%，达到436.3m3。B段仍然是油气的主要产层，但A段酸化后产油能力显著提高，A、B段储层均得到了不同程度的改善，A段储层的改善程度好于B段，酸化达到了预期效果。

4 结果与讨论

(1)Mishrif碳酸盐岩储层是伊拉克鲁迈拉油田的主力产层之一，由于纵向非均质性强及伤害程度差异较大，各小层吸液能力不同，常规酸化技术很难取得预期效果。

(2)阐述了复合转向酸化技术的原理，并结合鲁迈拉油田现有设备、资源及Mishrif储层特点，确定了以VEDA技术为主，以MAPDIR转向、连续油管转向及泡沫转向为辅的复合转向方式。

(3)通过流变性实验确定了VEDA自转向酸(20%盐酸)体系中表面活性剂S1000的最佳浓度为5%～7%。

(4)通过岩心封堵实验评价了VEDA自转向酸的转向能力，该体系具有较低的泵注摩阻，冻胶形成后能够有效封堵高渗透层，破胶之后不会

对储层渗透率造成伤害。

(5)Ru-315井现场试验结果表明，酸化后高、低渗透储层均得到了不同程度的改善，日产量分别增加55%和96.9%。低渗透储层的改善程度好于高渗透储层，酸化达到了预期效果。

[1]车洪昌，冀成楼，陈鑫，等. 井口完整性技术在鲁迈拉油田的应用[J]. 非常规油气，2015，2(6)：64-70.

[2]占焕校，冀成楼，崔可平，等. 井下视像技术在鲁迈拉油田大斜度井 修井作业中的应用[J]. 非常规油气，2015，2(2)：64-67.

[3]何春明，陈红军，王文耀. 碳酸盐岩储层转向酸化技术现状与最新进展[J]. 石油钻采工艺，2009，37(5)：121-126.

[4]赵增迎，杨贤友，周福建，等. 转向酸化技术现状与发展趋势[ J] .大庆石油地质与开发，2006，25(2)：68-71 .

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[6]David Alleman , Richard Keck .The development and successful field use of viscoelastic surfactant-based diverting agents for acid stimulation [R]. SPE 80222, 2003.

[7]尧燕，陈大均，熊颍. 一种泡沫酸对碳酸盐岩油气层的酸化作用[J]. 钻井液与完井液，2008，25(3)：71-74.

[8]车洪昌，冀成楼，刘琦，等. 连续油管氮气举升工艺在鲁迈拉油田的应用[J]. 石油钻采工艺，2014，36(2)：78-81.

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[10]王治富. 连续油管在增产技术中的应用[J]. 延安大学学报(自然科学版)，2011，30(4)：63-67.

The Application of Combined Diverting Acidizing Technique in Mishrif Reservoir in Rumaila Oilfield

Che Hongchang, Ji Chenglou, Mei Jingbin, Chen Xin

(PetrochinaIraqFZEInternational,Beijing100724,China)

In order to achievee the expected effect of matrix acidizing in Mishrif carbonate reservoir in Rumaila Oilfield, the viscoelastic self-diverting acid (VEDA) was determined as the main treatment fluids, and diverted the fluids with maximum differential pressure and injection rate, taking coiled tubing and foam as auxiliary means for diversion of the fluids. Rheology evaluation and core sealing experiments have been conducted, and applied to the well Ru-315. Research results showed that the optimum concentration of the surfactant S1000 in the VEDA system was 5%～7%. The system was featured with a relatively low pumping friction, effectively sealing the high-permeability layers after forming the gel, no damage to the reservoir caused after the gel is broken. Field testing results indicated that the reservoir has been improved by acidizing, the increments of daily yield were 55% and 96.9% respectively for high-permeability layers and low-permeability layers, i.e. the improvement degree of the later is better than that of the former, by which the desired acidizing effect has been obtained.

Rumaila Oilfield, Mishrif, Fluid diversion, Acidizing

车洪昌(1982年生)，男，硕士，工程师，主要从事无钻机作业及增产增注技术研究与生产管理工作。邮箱：chehongchang@cnpcint.com。

TE357.2

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