分层暂堵酸化技术研究及效果评价

张宁利，李 熠，张红岗，周长顺，韩昭海，南 茜，侯艳红

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006）

分层暂堵酸化技术研究及效果评价

张宁利，李 熠，张红岗，周长顺，韩昭海，南 茜，侯艳红

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006）

采油三厂多层系开发区块主要在D1、D2、D3、D4等C1油藏，多层系开发油井共计1 126口，平均单井日产油2.05 t。笼统暂堵酸化对于多层开发油井针对性较差，措施后增油效果不明显，2014-2016年开展笼统暂堵酸化措施89井次，平均单井日增油0.73 t，不能达到解堵目的。另外笼统暂堵酸化是采用固体聚丙烯酰胺，施工时容易卡钻，因此，急需开展分层暂堵酸化工艺技术研究，解决多层开发油藏的层间矛盾，提高技术针对性。

苯甲酸钠；苯甲酸；层间矛盾；措施效果

1 实施分层暂堵酸化的必要性

采油三厂多层系开发区块主要为D1、D2、D3、D4等C1油藏，多层系开发油井共计1 126口，平均单井日产油2.05 t。笼统暂堵酸化对于多层开发油井针对性较差，措施后控水效果不明显，2014-2016年开展多层系开发油井笼统暂堵酸化措施89井次，平均单井日增油0.73 t，含水基本保持平稳[1-3]，实施分层暂堵酸化18井次，平均单井日增油1.23 t，含水下降7.1%。多层系笼统暂堵酸化使得酸液进入高渗带层，低渗带层达不到解堵的效果，不能解决层间矛盾；另外笼统暂堵酸化是采用固体聚丙烯酰胺暂堵剂，施工时容易造成封隔器卡钻，发生井下事故。2015年在D1区块C1油藏实施3口井分层暂堵酸化，效果显著，鉴于多层系开发油井产能不能充分的发挥，2016年在D1、D3区块开展分层暂堵酸化，有效提高单井产能（见图1）。

分层暂堵酸化工艺利用滑套球座投球方式，各层在措施过程中不发生层间干扰[4-7]，对每层都能达到解堵目的，提高各层利用能力，达到措施增产效果（见图2，表1）。

图1 笼统暂堵酸化（左）与分层暂堵酸化（右）效果对比

图2 笼统暂堵酸化（左）与分层暂堵酸化（右）管柱对比图

表1 2015-2016年多层系开发油井暂堵酸化对比表

2 分层暂堵酸化原理

2.1 工作原理

暂堵剂苯甲酸钠（C6H5COONa）与酸液在地层内反应，生成苯甲酸（C6H5COOH）暂堵剂，在温度60℃下，对其进行粒径测定，其粒径范围以0.08 mm～0.15 mm为主，占65.2%，0.16 mm～0.28 mm，占 25.7%，地层内形成“桥堵”，达到使酸液转向的目的（见图3）。

苯甲酸暂堵剂合成方程式：

2.2 暂堵剂实验室研究结果

图3 液态ZDJ-b暂堵剂原理图

2.2.1 性能评价 通过对优选的ZDJ-b暂堵剂进行室内实验评价，验证了暂堵剂的油溶性以及在酸液体系中的稳定性等。

2.2.1.1 暂堵剂酸不溶性评价 分别用5份ZDJ-b暂堵剂，与10%盐酸、土酸、10%磷酸、5%醋酸以及乳化酸进行搅拌，观察其在酸液中的溶解性。

实验结果表明，ZDJ-b暂堵剂在不同浓度酸液体系中均具有不被溶解及溶蚀性能，具备暂堵酸化的基本要求（见表2）。

表2 ZDJ-b暂堵剂在不同酸介质中的溶解率表

2.2.1.2 暂堵剂油溶性能评价 将5份ZDJ-b暂堵剂分别置入煤油和原油以及不同比例的水+煤油混合物中，放置24 h后，观察其在不同介质中的溶解率。

ZDJ-b暂堵剂在煤油及原油中有很高的溶解度，进入地层的ZDJ－b与油井产出液接触时可在较短时间内溶解，而失去堵塞作用，因而不会增加油流压力返排带来的困难，也不会对地层造成永久性损害（见表3）。

表3 ZDJ-b暂堵剂在不同介质中的溶解率表

2.2.2 暂堵剂封堵性评价

（1）堵剂浓度：为探明施工用液的浓度，以达到最佳的封堵效果，室内考察了ZDJ-b暂堵剂悬浮液注入量相同而浓度不同时的封堵效果，结果（见表4）。

实验表明，随着堵剂浓度增大，封堵效果提高，突破压力明显增大。此外，实验中还发现，相同浓度时，渗透率增大（即孔道变大），则承压能力降低，说明随着地层渗透率增大，施工浓度相应要增加。

（2）堵剂注入量：室内考察了注入不同倍数孔隙体积堵剂时的侵入深度及封堵效果，结果（见表5）。表5中：H-侵入深度；L-岩心长度；堵剂悬浮液浓度为15%。

表4 ZDJ－b暂堵剂浓度对封堵效果的影响

表5 ZDJ-b堵剂注入量对侵入深度及封堵效果的影响

堵剂注入量越多，封堵效果越好，从满足施工效果和经济效益方面考虑，以选择5倍孔隙体积的注入量为宜。因此在现场施工时要求设计的堵剂注入量在高渗透层中能达到一定的封堵深度（≥1 m），这样才能承受较高的正、反向压力冲击，避免酸液突破进入高渗透水层而漏失，同时可延长堵水的有效期。

（3）暂堵剂的封堵效果：其堵前的水、油相渗透率Kw1，Ko1，堵后的水、油相渗透率 Kw2，Ko2，以及堵水、堵油率 ηw，ηo，实验结果（见表6）。

说明暂堵剂主要进入了高渗透率岩心，封堵效果较好。

表6 ZDJ-b暂堵剂封堵效果表

3 现场应用效果分析

3.1 完成工作量及效果

2015-2016年共完成油井18口，有效率94.4%，平均单井日增油1.23 t，累计增油5 814.41 t，综合含水下降 7.1%（见图4，表7）。

图4 分层暂堵酸化措施前后对比图

表7 分区块效果统计表

3.2 典型井分析

3.2.1 有效井分析 A1井C111、C112两层开发，两层间隔15 m以上，属于中高含水井。该井周围2口井注水，能量充足，压力17.26 MPa。设计分层暂堵酸化工艺，发挥两层剩余油开发效果。截止目前有效期254 d，日增油1.22 t，累计增油295.65 t，措施效果较好。

3.2.2 无效井分析 A2井周围2口井注水，不在主应力方向，能量不足，压力9.82 MPa，截止目前日增油0.32 t，累计增油55.09 t，措施效果差。

3.3 各区块参数统计及确定

（1）D1区块C1油藏施工11口井，有效率100%，累计增油1 940.7 t，含水下降8.8%。从散点图得出，该区块加酸强度1.08 m3/m，堵剂用量1.3 t～1.5 t（见表8，图5，图6）。

（2）D2区块参数确定依据：D2区块C1油藏实施4口井，有效率100%，累计增油1 950.5 t，含水下降7.0%。从参数统计得出，该区块加酸强度0.83 m3/m，堵剂用量1.6 t（见表9）。

（3）D3区块参数确定依据：D3区块C1油藏实施3口井，有效率66.7%，累计增油552.7 t，含水下降4.3%。从参数统计得出，该区块加酸强度1.43 m3/m，平均堵剂用量2.0 t（见表10）。

4 结论与建议

（1）分层暂堵酸化从施工可实施性及安全要求两层间隔在15 m以上，有利于工艺方案实施。

（2）从措施效果分析，苯甲酸钠暂堵剂适合于多层系开发油井的控水稳油。

表8 D1区块C1油藏施工参数及效果表

图5 加酸强度与累计产油量散点图

图6 堵剂用量与累计产油量散点图

表9 D2区块C1油藏施工参数及效果表

表10 D3区块C1油藏施工参数及效果表

（3）暂堵剂与酸反应速度快，为了避免暂堵剂和酸在井筒和近井地带反应，造成堵塞。因此在施工过程中控制隔离液用量是关键，隔离液量大于1 m3。

（4）选井是关键，选井要考虑地层能量、油井物性、周围油井生产动态等因素，保障措施效果。

（5）采用双封隔器滑套不动管柱工艺，达到分层酸化的目的，使得措施过程中安全可靠。

（6）根据措施效果及参数统计，确定了不同油藏的施工参数，D1区块C1油藏加酸强度1.08 m3/m，堵剂用量1.3 t～1.5 t。D2区块C1油藏加酸强度0.83 m3/m，堵剂用量1.6 t。D3区块C1油藏加酸强度1.43 m3/m，堵剂用量2.0 t。

（7）D1区块初期效果较好，但是有效期短，建议下步适当增加加酸强度。

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Study on the technology and effectiveness evaluation of hierarchical temporary blocking acidification

ZHANG Ningli，LI Yi，ZHANG Honggang，ZHOU Changshun，HAN Zhaohai，NAN Xi，HOU Yanhong
（Oil Production Plant 3 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Yinchuan Ningxia 750006，China）

The development of the multi-layer system of the oil production plant is mainly in the reservoirs of D1、D2、D3、D4 and so on.There are 1 126 wells in the multi-layer system,and the average single-well daily oil is 2.05 t.In addition,the effect of oilification is not obvious for the multi-layer development of oil wells,and the effect of increasing oil is not obvious.From 2014 to 2016,it is carried out.The average single-daily well oil is 0.73 t.In addition,the temporary cure acidification is the use of solid polyacrylamide,easy to drill when the construction,therefore,the urgent need to carry out hierarchical temporary plug acidification technology research to solve the multi-layer development of the inter-layer contradiction,improve the technical relevance.

sodium benzoate；benzoic acid；interlayer contradiction；measure effect

TE357.2

A

1673-5285（2017）08-0024-06

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.006

2017－07-10

张宁利，1999年毕业于石油大学（华东），石油工程专业，现为采油三厂采油工艺研究所井下室技术干部。