鄂尔多斯盆地ML区块长8储层酸化体系研究

东野升富，苗 军，李静瑞，张 威

（长庆油田公司第二采油厂，陕西 庆阳 745100）

关键字：酸化；主酸体系；缓蚀剂；铁离子稳定剂；缓速剂；抗残渣剂

鄂尔多斯盆地ML区块长8致密砂岩储层具有孔隙度小、渗透率低、黏土矿物类型丰富、含量高和岩性致密等特殊的特征[1-3]。加之水平井水平段长、钻井过程中与钻井液接触范围广、水平井初期产液速度高，容易引起一系列储层伤害，导致地层堵塞、储层产能难以有效发挥[4-6]。酸化技术作为水平井开发改善注采效果的主要手段，可以有效除去地层堵塞成分，改善储层渗流条件[7-10]。该区块前期的酸化试验表明，酸化措施能够较好地解除该油藏的储层堵塞，恢复水平井的产液能力。由于未对酸液体系进行深入研究和评价，导致措施效果不稳定、机理不清楚等问题，有必要对该区酸液体系及作用机理分析研究，从而制定针对性强且有效的酸化措施。

1 储层矿物分析

通过注入水配伍性分析、储层敏感性分析结果表明，该储层注入流体与地层流体配伍性良好。储层呈弱速敏、弱酸敏、弱盐敏、弱水敏、中等偏弱碱敏。且产液水平降低一般发生在投产1年后，因此排除了钻井和压裂等措施流体引起的污染、注入流体不配伍引起的结垢和黏土膨胀堵塞。由此推断该区主要是由于水平井初期产液水平高导致的储层颗粒运移堵塞，因此酸液体系须对储层岩石具有较好的针对性。

该区碎屑组成中石英、长石、岩屑含量基本相等，合计86.7%；填隙物平均含量13.7%，其组分以自生黏土矿物和碳酸盐胶结物为主，硅质胶结物含量较低。黏土矿物主要以水云母（伊利石族）为主，其次为绿泥石和高岭石；碳酸盐胶结物以铁方解石为主。

2 酸液体系优化实验

2.1 实验材料

复合有机酸体系、多氢酸体系、土酸体系、氟硼酸体系、盐酸体系（各体系浓度以有效组分质量分数计，其中土酸组成为盐酸∶氢氟酸＝3∶1）；矿场常用缓蚀剂6种，标准腐蚀钢片；常用铁离子稳定剂4种。

2.2 实验方法与过程

岩石颗粒溶蚀实验方法：称取等份适量制备好的岩心碎屑置于烧杯内，向烧杯内加入等量酸液，将烧杯置于80℃（油层温度78℃）恒温箱内充分反应1h后，过滤出残余岩屑固体，烘干并称重，酸岩反应前后的岩屑的重量之比即为岩心溶蚀率。岩心渗透率改善实验：考虑到不同酸液成份溶蚀的矿物对象在岩石孔隙结构中所处的位置不同，同质量的吼道处溶蚀和孔隙处溶蚀对渗透率的改善意义差别巨大，因此对各酸液体系溶蚀前后岩心渗透率改善程度进行实验对比。首先测定岩心渗透率并记录，然后注入不同酸液体系在80℃（油层温度78℃）恒温箱内充分反应2h后，测试岩心反应后的水测渗透率，计算对比酸液体系对岩心渗透率的改善程度。

失重法缓蚀剂优选：实验程序和标准参照SY／T5405-1996“酸化缓蚀剂评价指标和实验方法”。实验采用J55钢材的挂片，尺寸为50mm×15mm×4mm，实验温度为80℃，缓蚀剂使用浓度为1.0%。实验测试6种缓蚀剂和不加缓蚀剂作用下挂片质量变化，对比各缓蚀剂的缓蚀率，从而优选出缓蚀效果较好的缓蚀剂。

按照 《SY／T6571-2012 SY／T 6571-2012酸化用铁离子稳定剂性能评价方法》铁离子的稳定能力是单位质量铁离子稳定剂体系不发生微浑时稳定铁离子（Fe3+）的质量。

3 实验结果

3.1 主酸体系优选结果

不同主酸体系岩心颗粒腐蚀实验结果见图1，岩心渗透率改善实验结果见图2。

图1 不同酸液体系溶蚀曲线

实验可见，随着酸液浓度的增加，各酸液体系对岩屑的溶蚀率均有所增加，但酸质量分数达到12%以上时，各体系的岩心溶蚀增加程度均趋于平缓，且土酸体系的岩心溶蚀率最高，可达到9.30%。

图2 不同酸液体系渗透率改善与溶蚀率对比图

根据实验结果，发现岩心渗透率改善程度依然是土酸体系最好，达到195.63%。因此，优选土酸体系作为研究区酸化措施的主酸体系。

为提高主酸体系的作用效果，还需优化确定体系中盐酸和氢氟酸的浓度，因此采用不同浓度酸液对岩石碎屑进行溶蚀实验。实验表明当盐酸质量分数达到12%、氢氟酸质量分数达到3.5%以后，继续提高酸液浓度对岩屑的溶蚀率改善极小，因此优选主酸体系中盐酸质量分数为12%、氢氟酸质量分数为3.5%。

3.2 缓蚀剂优选结果

缓蚀剂优选实验结果见图3。从图3看出，在所考察的缓蚀剂体系中，同等浓度下HS-4缓蚀能力最强，表现出具有较好的适用性。

图3 不同缓蚀剂缓蚀能力

为进一步提高其适用性及经济成本，重复上述实验步骤对HS-4体系浓度进行优化，实验表明当缓蚀剂质量分数达到1.2%之后，其缓蚀效果虽然继续有所增高，但幅度很小，因此，综合经济因素考虑，优选其最佳为1.2%（质量分数）。

3.3 铁离子稳定剂优选

实验选用4种铁离子稳定剂，铁离子稳定剂溶液质量分数为1.0%。从图4得到，TW-2型铁离子稳定剂稳定铁离子的能力最高，为148.75mg／mL，因此优选出的铁离子稳定剂为现用铁离子稳定剂。

图4 铁离子稳定剂稳铁能力实验

4 结论

1）通过岩石颗粒溶蚀实验和岩心渗透率改善实验，对比了复合有机酸体系、多氢酸体系、土酸体系、氟硼酸体系、盐酸体系（各体系浓度以有效组分质量分数计，其中土酸组成为盐酸∶氢氟酸＝3∶1）等酸液体系，确定出盐酸质量分数12%、氢氟酸质量分数为3.5%的主酸体系；

2）通过失重法，对比了6种缓蚀剂，优选出研究区酸化缓蚀剂为质量分数1.2%的HS-4；

3）参照按照《SY／T6571-2012 SY／T 6571-2012酸化用铁离子稳定剂性能评价方法》，优选出铁离子稳定剂为质量浓度1%的TW-2。