李文杰，谷慶江，張秀青，王紹達(dá)，楊 彬，王云云，崔福員，徐杏娟，尹海霞，謝春捷

（1.渤海鉆探工程技術(shù)研究院，天津 300280；2.渤海鉆探井下技術(shù)服務(wù)公司，天津 300280）

碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸化通常為裂縫性儲(chǔ)層，非均質(zhì)性強(qiáng)，酸巖反應(yīng)快，因此必須通過(guò)一定處理手段才能得到好的改造結(jié)果。轉(zhuǎn)向酸具有良好的均勻布酸效果，且施工簡(jiǎn)單、破膠徹底、易于返排、清潔環(huán)保等特點(diǎn)受到越來(lái)越多的認(rèn)可和歡迎，尤其是對(duì)于水平井措施改造[1-4]。水平井由于水平段與鉆井液的接觸時(shí)間更長(zhǎng)，給地層質(zhì)量造成的損害更嚴(yán)重。連續(xù)油管酸化技術(shù)不僅可以解除水平井段的表皮損傷，近井地帶傷害，增加儲(chǔ)層與井筒的連通性，降低表皮系數(shù)，還能夠有效對(duì)水平井段頂部進(jìn)行布酸，確保地層和水平井段的酸液作用距離，進(jìn)而起到了增產(chǎn)效果[5，6]。在國(guó)外，連續(xù)油管酸化技術(shù)具有簡(jiǎn)單方便，施工效果好，復(fù)雜情況處理及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，得到越來(lái)越多的應(yīng)用。伊拉克Mishrif 儲(chǔ)層主要為孔隙型碳酸鹽巖油藏，具有高孔低滲的特征，儲(chǔ)層溫度80 ℃左右，目前主要采用長(zhǎng)井段水平井線性井網(wǎng)開(kāi)發(fā)，水平井段長(zhǎng)800～1 000 m。常規(guī)的籠統(tǒng)酸化效果較差，因此后期施工主要采用轉(zhuǎn)向酸體系+連續(xù)油管拖動(dòng)酸化工藝技術(shù)，整體開(kāi)發(fā)獲得了較好的酸化效果[7-10]。為了確定轉(zhuǎn)向酸在該儲(chǔ)層的適應(yīng)性，對(duì)轉(zhuǎn)向酸體系進(jìn)行詳細(xì)研究，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用評(píng)價(jià)分析。

1 轉(zhuǎn)向酸室內(nèi)評(píng)價(jià)

1.1 試驗(yàn)方案

1.1.1 主要原料 酸化用轉(zhuǎn)向劑、轉(zhuǎn)向酸用緩蝕劑、酸化用緩蝕劑、酸化用多效添加劑（以上產(chǎn)品均為渤海鉆探工程技術(shù)研究院自產(chǎn)產(chǎn)品），鹽酸（分析純）、巖心（伊拉克Mishrif 層）、碳酸鈣、原油。

1.1.2 主要試驗(yàn)儀器及設(shè)備 MARS 600 流變儀、GWF-4 高溫高壓動(dòng)態(tài)腐蝕儀、ZNN-D6A 耐酸六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)、巖心傷害試驗(yàn)儀、水浴鍋等。

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

測(cè)定轉(zhuǎn)向酸體系性能及轉(zhuǎn)向等效果。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

1.3.1 轉(zhuǎn)向酸體系的整體性能評(píng)價(jià) 根據(jù)前期研究確定轉(zhuǎn)向酸體系最終配方為：20%HCl+6.0%酸化用轉(zhuǎn)向劑+1.5%轉(zhuǎn)向酸用緩蝕劑+1.0%酸化用多效添加劑（破乳、助排、鐵穩(wěn)），配制轉(zhuǎn)向酸溶液，對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試（見(jiàn)表1）。

從表1 可以看出，轉(zhuǎn)向酸體系均勻穩(wěn)定，鮮酸時(shí)黏度較低，為3 mPa·s，易于泵入；酸巖反應(yīng)后，酸液濃度降低，酸液體系黏度增加，當(dāng)殘酸pH 值為近中性時(shí)，80 ℃加熱1 h，在剪切速率為10 s-1條件下黏度可達(dá)到1 600 mPa·s，呈凝膠狀，可以起到暫堵高滲儲(chǔ)層孔隙的作用，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層轉(zhuǎn)向的目的。向轉(zhuǎn)向酸體系加入10%原油，80 ℃加熱30 min，體系表觀黏度小于3 mPa·s，說(shuō)明轉(zhuǎn)向酸體系在80 ℃左右地層遇到原油后可以完全破膠而且不存在殘?jiān)?。轉(zhuǎn)向酸體系遇油后自動(dòng)破膠，黏度小，無(wú)殘?jiān)?，易于返排，減少了對(duì)地層的傷害。

1.3.2 轉(zhuǎn)向酸體系及成膠性能評(píng)價(jià) 成膠后轉(zhuǎn)向酸體系呈果凍狀（見(jiàn)圖1），而且耐溫性能良好，可以有效堵塞儲(chǔ)層中較大的孔隙，起到縫內(nèi)轉(zhuǎn)向、均勻布酸的目的并且成膠黏液遇油破膠，破膠液流動(dòng)性良好，極易返排，而且破膠液均勻無(wú)殘?jiān)瑥亩鴾p少對(duì)儲(chǔ)層的傷害。

1.3.3 轉(zhuǎn)向酸成膠液耐溫效果評(píng)價(jià) 將配制好的轉(zhuǎn)向酸成膠液置于MARS 600 流變儀中，在170 s-1剪切條件下加溫至80 ℃，進(jìn)行抗剪切實(shí)驗(yàn)，結(jié)果（見(jiàn)圖2）。

通過(guò)試驗(yàn)可以看出，轉(zhuǎn)向酸具有很好的耐溫效果，而且在剪切1 h 后體系黏度仍能保持在100 mPa·s，體現(xiàn)了本轉(zhuǎn)向酸體系具有較好的耐溫耐剪切性能。

1.3.4 轉(zhuǎn)向酸體系的轉(zhuǎn)向效果評(píng)價(jià) 利用伊拉克現(xiàn)場(chǎng)取得的巖心進(jìn)行孔隙度測(cè)定，配方為：

常規(guī)鹽酸：20%HCl+1.0%酸化用緩蝕劑+0.5%酸化用多效添加劑。

轉(zhuǎn)向酸：20%HCl+6.0%酸化用轉(zhuǎn)向劑+1.5%轉(zhuǎn)向酸用緩蝕劑+1.0%酸化用多效添加劑。

表1 酸化用轉(zhuǎn)向酸常規(guī)性能表

圖1 轉(zhuǎn)向酸轉(zhuǎn)向及破膠示意圖

圖2 轉(zhuǎn)向酸流變曲線

表2 轉(zhuǎn)向酸與常規(guī)鹽酸酸蝕巖心后孔隙度對(duì)比表

試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表2）。表2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與常規(guī)鹽酸相比轉(zhuǎn)向酸可以有效增加儲(chǔ)層孔隙度。這是因?yàn)橛捎谵D(zhuǎn)向酸的轉(zhuǎn)向特點(diǎn)，使得在巖心上的波及范圍較廣，達(dá)到提高酸液波及范圍，從而避免了局部反應(yīng)過(guò)量，實(shí)現(xiàn)均勻布酸的目的。

常規(guī)鹽酸只能在酸巖反應(yīng)強(qiáng)烈的地方作用，反應(yīng)后巖心僅能實(shí)現(xiàn)部分酸蝕；而轉(zhuǎn)向酸可以在整個(gè)巖心上盡可能多的區(qū)域反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)均勻刻蝕（見(jiàn)圖3）。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 施工井基本情況

2.1.1 基本數(shù)據(jù) ADM-X 井為伊拉克某油田一口開(kāi)發(fā)水平井（新井），目的層位Mi4 層，水平段A 靶點(diǎn)位置為2 998.0 m，C 靶點(diǎn)為3 998.0 m，水平段長(zhǎng)1 000 m，152.4 mm 裸眼完井，88.9 mm 油管下至2 207.45 m。

圖3 轉(zhuǎn)向酸對(duì)巖心的溶蝕示意圖

2.1.2 施工層段及儲(chǔ)層物性 層段：Mi4，共1 000 m，分9 段酸化。地層壓力：29.12 MPa，破裂壓力：50.4 MPa。儲(chǔ)層物性：儲(chǔ)層為純度較高的碳酸鹽巖，巖屑酸溶蝕度在90%以上。

2.1.3 酸化用量設(shè)計(jì) 根據(jù)孔隙度及滲透率的大小，優(yōu)化用酸量，達(dá)到較好的酸化處理半徑，使得施工井段布酸量均勻一致，達(dá)到整個(gè)儲(chǔ)層均勻酸化的目的（見(jiàn)圖4）。

2.2 施工過(guò)程

主要的施工過(guò)程分為五個(gè)部分：

A1：該過(guò)程主要為連續(xù)油管的下入過(guò)程，下入過(guò)程采用降阻液，降低連續(xù)油管與井壁間摩阻，使得連續(xù)油管順利下入目的層位；

A2：該施工過(guò)程為目的層位的清洗，首先采用互溶液將儲(chǔ)層巖石表面原油有機(jī)質(zhì)進(jìn)行溶解，之后加入常規(guī)鹽酸將儲(chǔ)層巖石表面無(wú)機(jī)質(zhì)進(jìn)行清除，之后利用大量清水將溶解物質(zhì)洗出井筒；

A3、A4、A5：該施工為轉(zhuǎn)向酸酸化施工過(guò)程，該過(guò)程分為三段，選用轉(zhuǎn)向酸通過(guò)拖動(dòng)連續(xù)油管方式對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行酸化。

從施工過(guò)程（見(jiàn)圖5）可以看出，轉(zhuǎn)向酸進(jìn)入儲(chǔ)層后，壓力出現(xiàn)了明顯的增加。結(jié)果表明轉(zhuǎn)向酸進(jìn)入儲(chǔ)層后進(jìn)行反應(yīng)，形成的凝膠能夠達(dá)到堵塞高滲層段的目的，實(shí)現(xiàn)均勻布酸的目的。

圖4 酸化半徑與孔隙度、滲透率關(guān)系

圖5 施工曲線

圖6 初始產(chǎn)量圖

2.3 施工效果

該井酸化施工取得成功，經(jīng)過(guò)氣舉迅速投產(chǎn)，產(chǎn)量1 795.8 bbl/d@20/64 油嘴，其中產(chǎn)油為1 580.3 bbl/d，含水率12.0%（見(jiàn)圖6）。與相鄰3 口井初始產(chǎn)量相比，產(chǎn)量增加20%以上。通過(guò)計(jì)算表明，該酸化施工后表皮因子為-3.82，表明通過(guò)酸化有效解除了井底的污染。目前，該轉(zhuǎn)向酸體系在伊拉克碳酸鹽巖儲(chǔ)層進(jìn)行了大規(guī)模應(yīng)用，年酸化能力30 井次以上。

3 結(jié)論

（1）轉(zhuǎn)向酸體系配伍性、抗腐蝕性、鐵穩(wěn)、破乳等性能均呈現(xiàn)出良好的效果，轉(zhuǎn)向性能優(yōu)異，滿足酸化施工要求，同時(shí)轉(zhuǎn)向酸成膠后遇油破膠，有利于返排，從而減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害。

（2）流變?cè)囼?yàn)表明，加熱后的轉(zhuǎn)向酸成膠液黏度仍能保持較高，體系耐溫性強(qiáng)，具有良好的耐溫耐剪切效果。

（3）采用轉(zhuǎn)向酸體系避免了常規(guī)鹽酸局部反應(yīng)過(guò)量的缺點(diǎn)，大幅提高了酸液波及范圍，從而達(dá)到均勻布酸的目的。

（4）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，根據(jù)儲(chǔ)層情況合理設(shè)計(jì)施工方案、進(jìn)行酸量?jī)?yōu)化及各個(gè)層段布酸量的優(yōu)化，使得施工順利進(jìn)行。

（5）轉(zhuǎn)向酸體系現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，壓力變化明顯，表明轉(zhuǎn)向酸實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層內(nèi)轉(zhuǎn)向的目的。