JL酸液体系在化子坪区黑山梁区块的应用

高良

摘要：本文通过对杏子川油田化子坪黑山梁区块解堵增产措施进行系统的研究，形成一套适合该区块的解堵增产技术，对该区块的稳油上产具有重要意义。同时，该区块的研究成果可以在其他相似区块具有很好的借鉴和指导作用。

关键词：JL酸液体系；解堵；黑山梁区块

引言

杏子川油田化子坪黑山梁油区面积17km2，有各类井396口。全区日产液量420m3，含水39%，净油217t。该油区是化子坪油田勘探开发最早的地区，2003年已形成了开发井网，2004年全面投入了开发，2006年开始了注水试验。油区实施注水开发后，含水上升速度得到有效控制，油井见效后综合含水率比较稳定，油井产能明显提高，收到了较好的水驱效果。目前，该区块面临的主要问题是：化子坪黑山梁油区储层胶结物总量14.78%，其中酸敏矿物含量高达8.6%左右，常规酸化工艺对长6段储集层易造成二次伤害；该区块所有油井均采取压裂投产，由于该区块地层温度低和渗透率低的特点，压裂后破胶不彻底及返排困难，造成了地层伤害；洛河组地表水和地层水不配伍，产生的硫酸钡和硫酸锶沉淀容易堵塞储层，难以解除。近年来在该区块先后开展了酸化、重复压裂等增产措施，取得了一定的认识，为该区块解堵增产措施的深入研究打下了坚实的基础。因此，通过对化子坪黑山梁区块解堵增产措施进行系统的研究，可以形成一套适合该区块的解堵增产技术，对该区块的稳油上产具有重要意义。

1 JL酸液体系研究

建立了一种新型砂岩激励体系—JL增产增注体系。该体系克服了以往体系的诸多缺陷和不足，JL体系用新型酸替代盐酸，和粘土与硅酸盐矿物反应速率低，因而限制了其溶解性，体系和石英的反应速率高，具有较大的石英溶解能力，同时体系能有效地阻止酸岩反应过程中的二次及三次沉淀，能有效地提高地层的渗透率，适用于复杂组分的砂岩地层地层。

1.1 JL酸的缓速缓冲性能

JL体系是由的氢离子和氟离子结合产生氟化氢分子。由于溶液中的氢离子浓度保持低水平，因而体系中活性氟化氢的浓度也保持低水平，这样就形成了一种缓冲体系，达到一种化学平衡状态。如果酸同地层发生化学反应，则平衡被打破，体系被激活建立新的化学平衡，酸岩反应的平衡常数为常数。这种缓冲行为大大减缓体系同粘土及碳酸盐的反应速度，其行为相当于缓速酸。

通过室内JL酸与CaCO3反应过程中氢离子浓度的变化曲线，发现JL酸在反应过程中具有很好的缓冲性能，氢离子浓度基本保持不变或略有提高，这是JL体系具有的独特反应特性。土酸和氟硼酸在与碳酸钙反应的过程中，随着反应的进行，H+浓度迅速降低。

1.2 JL酸抑制粘土反应性能

实验测定在不同时间酸液对粘土的溶蚀率，以及最终的溶蚀率，研究JL酸酸液体系的缓速机理。实验温度80°C。实验结果表明，土酸与粘土反应速率极高，溶蚀率极大，而JL体系能限制粘土的溶蚀。将氟硼酸对粘土的溶蚀和JL酸对比可以看出，氟硼酸对粘土的溶蚀也有一定的抑制作用，但其抑制粘土反映的能力比JL体系要低得多。

1.3 JL酸溶蚀石英性能

JL体系能有效地溶蚀石英，开始时JL体系溶解石英的速度没有土酸高，但是随着时间的延长，JL体系溶解石英的速度比土酸高。这表明，在酸化过程中，即使酸停注以后，酸液仍具有活性，在关井后的较长时间内JL体系仍能继续溶解石英，进一步提高地层渗透率。

氟硼酸溶蚀能力比土酸和JL酸低得多。试验表明，JL体系能有效地溶蚀石英，其溶蚀石英的能力，长时间保持很高水平，远高于氟硼酸对石英的溶蚀能力。

1.4 JL酸抑制二次沉淀性能

在砂岩酸化过程中，HF与储层岩石矿物反应将产生Ca2+、Al3+、Fe2+、Fe3+等多价金属离子，而且这些金属离子容易以各种形式生成沉淀，从而堵塞孔道，影响渗透率和最终的酸化处理效果。JL酸对Ca2+、Na+、K+、NH4+之类的离子有很强的吸附能力。因此，在有JL酸存在的溶液环境中，Ca2+、Na+、K+、NH4+之类的离子就很难有机会与F-、SiF62-形成氟盐沉淀和氟硅酸盐沉淀。

1.5 JL酸缓蚀性能

在不加缓蚀剂的情况下，吊片反应，水浴恒温，分别在60℃和90℃下反应4小时。结果表明在60℃时土酸的腐蚀速率是JL酸腐蚀速率的4.5倍；在90℃时土酸的腐蚀速率是JL酸腐蚀速率的3.9倍。可见JL酸较土酸而言具有较好的缓蚀性。

2 现场应用

通过分析研究油井动态、地层伤害原因、历年措施情况、井位顶部构造图、对应油水井数据等资料，筛选出21口具有潜力的、适合增能解堵目标油井进行现场实施应用。总共施工了21个井次，施工合格率86%，累计增油达1640.16，取得了较好经济社会效益。

3 结论与建议

化子坪油区黑山梁区块主要矛盾是应力敏感性、酸敏损害方面，碱敏、速敏是次要矛盾，所以要控制注水强度。洛河组地表水和长6地层水不配伍，产生的硫酸钡和硫酸锶堵塞储层，且难以解除。但是通过上述实验研究表明，JL酸化配方在该储集层可行的。建议在施工中考虑粘土的影响，加入粘土稳定剂；考虑到低孔低渗的地层特点，在前置液中加入适量的助排剂，同时，施工后应该快速返排，避免地层二次伤害。

参考文献

[1]中国石油天然气总公司情报研究所.低渗透油藏的开发研究，1989

[2] 中國石油天然气集团公司开发部编.压裂酸化技术论文集.北京：石油工业出版社，1999

[3] 万仁傅，罗英俊主编.采油技术手册（第九分册）.北京：石油工业出版社，1998

（作者单位：长江大学工程技术学院）