田培蓉

（西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西西安 710065）

隨著油氣田的不斷開發(fā)，對于滲透率比較低的低滲和特低滲油氣田，砂巖、碳酸鹽巖的存在，使得酸化顯得是必不可少的增產(chǎn)技術(shù)。在低滲特低滲油氣田中，注水壓力比較高，需要地面裝置提供較高的壓力，開發(fā)難度比較大，效果還不一定理想，在此狀況下，就有必要降低注水時(shí)的壓力，需要對油氣層進(jìn)行處理，人為降低地層壓力，達(dá)到降壓增注的目的，這時(shí)就要進(jìn)行酸化，通過酸化來降低地層壓力，把地層壓力降低后，注水時(shí)才會(huì)比較容易，也更為有效。酸化通過改變儲(chǔ)層的儲(chǔ)滲空間和地層原有性質(zhì)，改變滲透率，孔隙度，使之增大，降低毛管壓力，降低注入阻力，在此過程中并能比較好的控制成本，有好的經(jīng)濟(jì)效益。最終提高油氣田的采收率。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 液測滲透率測量方法

1.1.1 液測滲透率原理 巖石的絕對滲透率的確定基于達(dá)西公式，即：當(dāng)流體流過巖樣時(shí)，其流量與巖石的截面積A，進(jìn)口端壓差ΔP 成正比，與巖石長度L 成反比，與流體的粘度μ 成反比。即：

由達(dá)西公式可知：

式中：K－巖樣的絕對滲透率，μm2；A－巖樣的截面積，cm2；L－巖樣的長度，cm；μ－通過巖樣液體的粘度，mPa·s；ΔP－巖樣兩端的壓力差，0.1 MPa；Q－在壓差ΔP下通過巖樣的流量，cm3/s。

若已知實(shí)驗(yàn)巖心的端面面積A，長度L 和液體粘度μ。在測出液體的流量Q 和此時(shí)巖心兩端的壓力差ΔP，便可根據(jù)式中計(jì)算出巖石的絕對滲透率K。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及流程圖 實(shí)驗(yàn)儀器：液測滲透率實(shí)驗(yàn)裝置圖，量筒，秒表，游標(biāo)卡尺，燒杯等。

實(shí)驗(yàn)流程圖（見圖1）。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)

圖1 液測滲透率的實(shí)驗(yàn)裝置圖

1.1.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟 （1）用游標(biāo)卡尺測量巖樣的直徑和長度；（2）將巖樣飽和鹽水后裝入巖心夾持器；（3）打開手搖泵通向巖心夾持器環(huán)空的開關(guān)，加環(huán)壓；（4）打開平流泵電源，預(yù)熱五分鐘后，設(shè)置流量，測定在所設(shè)定的流量時(shí)巖心入口端的壓力，并用量杯和秒表測出其出口端流量；待壓力表數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，出口流速穩(wěn)定時(shí)，記錄此時(shí)的壓力和流量；（5）改變流量，重復(fù)步驟4，計(jì)算巖石滲透率；（6）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄完后，卸掉環(huán)壓，關(guān)閉平流泵，取出巖樣。

1.1.3.2 注意事項(xiàng) （1）在巖樣裝入夾持器后才能加環(huán)壓，取出巖樣后，一定不能加環(huán)壓，否則可能會(huì)損壞膠皮套；（2）在設(shè)置流速時(shí)，應(yīng)按要求設(shè)置，不能太大，否則查出來的量程會(huì)損害泵；（3）巖心不能切的太短，可能會(huì)產(chǎn)生末端效應(yīng)，影響滲透率的測量。

1.2 注污水實(shí)驗(yàn)方法

注入地層污水的操作：中間容器里面加入姬源長8的地層污水，巖心與地層污水配伍性好。利用液測滲透率的儀器來注入地層水，微流量泵設(shè)定合理的流量，以防止速敏對巖石的滲透率造成附加損害，待壓力和流量穩(wěn)定后連續(xù)注入2 h，注污水結(jié)束。通過液測滲透率，測定污染過的巖心滲透率。

1.3 酸化實(shí)驗(yàn)方法

（1）計(jì)算巖心的孔隙度，根據(jù)巖心的孔隙度來計(jì)算反向注入的酸液的體積。注入1.0 倍孔隙體積的常規(guī)土酸，計(jì)算注入酸液時(shí)的管線的體積，注入的總體積是這部分管線的體積與巖心孔隙體積之和。

（2）配置100 mL 的酸液并加入緩蝕劑，鐵離子穩(wěn)定劑，粘土防膨劑。

（3）開泵反向注入酸液。

（4）停驅(qū)替泵模擬關(guān)井，包括注酸在內(nèi)的酸反應(yīng)時(shí)間是1 h。

圖2 注污和酸化后滲透率變化柱狀圖

表1 注污和酸化后滲透率變化表

（5）正向驅(qū)替，注入與地層水相同礦化度的KCl 鹽水，連續(xù)測定時(shí)間、壓差、溫度、液量，同時(shí)用精密pH試紙測定流出液的pH 值的變化。

（6）從注酸開始，連續(xù)收集數(shù)份流出液待測，直至累積量達(dá)到10 倍～15 倍孔隙體積。

（7）當(dāng)流動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定且pH 值不變時(shí)，關(guān)驅(qū)替泵，停止驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。

（8）通過液測滲透率，測定酸化過的巖心滲透率。

2 結(jié)果與討論

2.1 滲透率的變化

由圖2 和表1 可以看出，經(jīng)過注污水后滲透率明顯受到傷害，而通過酸化后大大提高了滲透率，表明酸化效果良好。其原理是通過酸液對巖石交界或地層孔隙裂縫內(nèi)堵塞物等的溶解和溶蝕作用，恢復(fù)或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。酸化過程也可除垢，改變儲(chǔ)層的儲(chǔ)滲條件。

2.2 壓力的變化

表2 注污和酸化后壓力變化表

由表2 和圖3 得出，四塊巖心初測流壓明顯升高，其余四塊都有不同程度的改善幅度在9.1 %到13.6 %，說明酸化有助于提高滲透率和降低流壓。滲透率的上升和注入壓力的降低，可以增加注水井的注入水量，達(dá)到酸化降壓增注的目的，提供足夠的能量來采油，最終提高采收率。

圖3 流壓變化柱狀圖

3 結(jié)論

（1）酸化后，滲透率和注入壓力都有明顯的改善，其中，滲透率提高10 %以上，五塊巖心中除有兩塊酸化后滲透率比初測滲透率沒有提高，其余都呈現(xiàn)改善狀況，效果明顯。

（2）酸化后，五塊巖心的注入壓力中，除有一塊巖心酸化后的壓力初測流壓升高，其余都有不同幅度的改善，幅度在9.1 %到13.6 %。滲透率和注入壓力都有顯著的變化，表明酸化效果良好。

［1］ 饒鵬.低滲油藏水力脈沖波輔助深度酸化降壓增注技術(shù)研究［D］.中國石油大學(xué)（華東），2013.

［2］ 張頂學(xué)，廖銳全，楊慧.低滲透油田酸化降壓增注技術(shù)研究與應(yīng)用［J］.西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，（2）：52-55+119-120.

［3］ 李俊.低滲透油藏降壓增注技術(shù)研究［D］.成都理工大學(xué)，2011.

［4］ Sergio Caicedo. Feasibility Study of Ultrasound for Oil Well Stimulation Based on Wave-Properties Considerations［J］.SPE 107083，2008.

［5］ 左挺，張冕，陸紅軍，韓文哲，池曉明.超低滲透油藏酸化增注技術(shù)研究［A］.中國石油和石化工程研究會(huì).油氣藏改造壓裂酸化技術(shù)研討會(huì)會(huì)刊［C］.中國石油和石化工程研究會(huì)，2014.

［6］ 顧燕凌，陸紅軍，李建山，等.超低滲透油藏活性酸酸化增技術(shù)研究［J］.西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，（4）：50-53+116.

［7］ Tarek Hamida，Tayfun Babadagli. Effects of ultrasonic waves on the interfacial forces between oil and water［J］.Ultrasonics Sonochemistry，2008，（15）：274－278.

［8］ 羅躍，陳文斌，鄭力軍，毛紫楠.降壓增注技術(shù)在低滲透油田的應(yīng)用研究［J］.斷塊油氣田，2008，（2）：72-74.