田亞芳，楊建莉，謝 元

（1.陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司定邊采油廠，陜西定邊 718600；2.陜西省石油化工研究設(shè)計(jì)院，陜西省石油精細(xì)化學(xué)品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710054）

隨著油氣田開(kāi)發(fā)，低滲透儲(chǔ)層所占比例越來(lái)越多，提升低滲透油田成為增產(chǎn)的關(guān)鍵，注水是保障油田開(kāi)采穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的重要措施之一，目前在各大采油廠均作為重要措施[1-3]。注夠水是實(shí)現(xiàn)油田開(kāi)發(fā)持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的重要保障，只有使注水井注進(jìn)足夠量的水，才能確保油藏開(kāi)發(fā)中的地層能量保持較高水平，實(shí)現(xiàn)油井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[4-6]。受地質(zhì)條件限制，油層低孔隙、低滲透的自身特征影響，加上在注水過(guò)程中存在的污染、堵塞，造成欠注問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重[7-9]。常規(guī)酸化增注技術(shù)由于體系酸巖反應(yīng)速率高，處理半徑小，酸量過(guò)大易傷害近井地帶巖石骨架、破壞水泥環(huán)、且存在與地層配伍性差等缺陷，所以，常規(guī)酸化增注技術(shù)已無(wú)法滿足油藏開(kāi)發(fā)需要，嚴(yán)重影響著油田穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)。

定邊油田屬于典型超低滲油田，地層自然能量衰減快，補(bǔ)充能量主要來(lái)源于注水。目前采油廠開(kāi)發(fā)區(qū)域大部分區(qū)塊已進(jìn)入注水開(kāi)發(fā)期，隨著注水開(kāi)發(fā)年限增加，高壓欠注井?dāng)?shù)量逐年增加，受地質(zhì)條件低孔隙、低滲透的影響及存在的污染、堵塞，欠注問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，注采矛盾突出，直接影響了對(duì)應(yīng)井組油井的產(chǎn)量和整體區(qū)塊的高效開(kāi)發(fā)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)定邊采油廠目前高壓欠注水井（壓力超過(guò)15 MPa）超過(guò)400 口井，占總水井?dāng)?shù)20%。近三年，針對(duì)高壓欠注水井實(shí)施降壓增注措施次數(shù)達(dá)到520 余井次，主要措施為常規(guī)酸化、壓裂等，但有超過(guò)350 口注水井實(shí)施多次常規(guī)增注作業(yè)后仍不能達(dá)到配注要求，因此治理高壓欠注水井迫在眉睫。

本文旨在提高低滲透油田注水開(kāi)發(fā)效果，解決常規(guī)酸化增注技術(shù)對(duì)低滲透油田效果差、存在二次污染的難題。研制出適應(yīng)于延長(zhǎng)油田低孔隙、低滲透地質(zhì)特點(diǎn)的酸液配方（稠化酸），延緩酸液與巖石的反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)深部酸化。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

稠化酸、N80 試片、J55 試片、HCl。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

恒溫水浴鍋、表面張力儀、界面張力儀、黏度儀、游標(biāo)卡尺、分析天平。

2 結(jié)果與討論

2.1 腐蝕速度測(cè)試實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)采用的酸體系為15%、20%的鹽酸稠化酸體系，體系中分別加入酸液增稠劑0.5%、1%、1.5%的量，在密封狀態(tài)下置于溫度為60 ℃的水浴放置4 h 后測(cè)定其腐蝕速度，其測(cè)試結(jié)果（見(jiàn)表1、表2）。

表1 N80 試片腐蝕速度測(cè)試結(jié)果

表2 J55 試片腐蝕速度測(cè)試結(jié)果

由表1 可以看出在溫度60 ℃條件下，隨著酸濃度的提升腐蝕速度增加，對(duì)于N80 試片最高腐蝕速率為2.801 9 g/m2·h。由表2 可以看出隨著酸濃度增加腐蝕速度增加，最高腐蝕速率為3.277 0 g/m2·h，比較相同HCl 濃度體系，酸液增稠劑的加量越高，腐蝕速度越小。從N80 與J55 試片腐蝕狀態(tài)可以得出，在該酸體系中，酸液對(duì)N80 試片腐蝕要小于J55 試片腐蝕，在15%鹽酸體系中N80 與J55 試片腐蝕速度均小于2.0 g/m2·h，在20%鹽酸體系中N80 試片當(dāng)酸液增稠劑含量達(dá)1.5%以上腐蝕速度可以控制在2.0 g/m2·h 以下，因此該酸液稠化劑可以有效降低腐蝕速度，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中可以有效緩解對(duì)管線的腐蝕，同時(shí)酸液體系進(jìn)入地層后可以到達(dá)距離井筒更遠(yuǎn)的儲(chǔ)層，可以有效的解決遠(yuǎn)離井筒區(qū)域地層的堵塞及低孔致密等問(wèn)題，降低地層注水壓力。

2.2 溶蝕速率

為了研究稠化酸與普通酸進(jìn)入地層與地層作用速率，對(duì)稠化酸與普通酸的溶蝕速率進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖1）。

圖1 常規(guī)酸液與稠化酸溶蝕速率對(duì)比圖

從圖1 可見(jiàn)，稠化酸的反應(yīng)速率要比常規(guī)酸液小很多，常規(guī)酸液溶蝕速率達(dá)到了152.8 mg/min，而稠化酸溶蝕速率為28.57 mg/min，降低率達(dá)到了81.30%，由此可以看出稠化酸在溶蝕速率方面降低效果明顯，可以有效緩解進(jìn)入地層后與儲(chǔ)層的反應(yīng)，從而可以將酸液運(yùn)送到距離井筒更遠(yuǎn)的距離，相較于普通酸液體系也可以更均勻的提升儲(chǔ)層的孔隙度。

2.3 破膠情況

增稠劑在酸液體系中具有較好的緩速腐蝕、溶蝕性能，但相較于常規(guī)酸液體系，其存在黏度較大的現(xiàn)象，進(jìn)入儲(chǔ)層后如果不能破膠必將造成儲(chǔ)層傷害，可能更不利于后續(xù)注水，為此研究了稠化酸在酸液中（破膠前）及其與儲(chǔ)層反應(yīng)后（破膠后）的黏度變化，實(shí)驗(yàn)方法為采用在稠化酸中加氫氧化鈉，當(dāng)其pH 值為7 左右時(shí)停止，并測(cè)其前后黏度，實(shí)驗(yàn)效果（見(jiàn)圖2）。

圖2 稠化酸破膠前后的黏度變化圖

由圖2 可見(jiàn)，稠化酸在初始狀態(tài)下有很大的黏度，其值為43.25 mPa·s，破膠后黏度較低，為1.8 mPa·s，黏度降低率為95.84%，其值與水黏度差異較小，因此采用稠化酸對(duì)儲(chǔ)層改造后其黏度對(duì)儲(chǔ)層基本沒(méi)有傷害，對(duì)后續(xù)油井注水影響較小。

2.4 表界面張力

由于稠化酸對(duì)儲(chǔ)層改造后破膠液表界面張力過(guò)高會(huì)造成水鎖等現(xiàn)象，對(duì)后續(xù)注水壓力影響較大，因此對(duì)稠化酸破膠液的表界面張力進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表3）。

表3 破膠酸液表界面張力測(cè)定值

由表3 可見(jiàn)，破膠后酸液的表界面張力與活性水的表界面張力相當(dāng)，不會(huì)造成水鎖等現(xiàn)象，可以應(yīng)用于油田注水致密儲(chǔ)層改造。

2.5 黏土防膨性能

破膠液進(jìn)入儲(chǔ)層后其防膨性能也是對(duì)致密儲(chǔ)層保護(hù)的關(guān)鍵，若防膨性能較差會(huì)造成空隙變小，因此對(duì)破膠后的酸液進(jìn)行了黏土防膨性能的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表4）。

表4 破膠酸液黏土防膨性能表

由表4 數(shù)據(jù)可以看出黏土防膨率為92.3%，遠(yuǎn)高于黏土穩(wěn)定劑75%的標(biāo)準(zhǔn)值，故在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)儲(chǔ)層影響較小，可以應(yīng)用于油田注水儲(chǔ)層改造中。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

為了研究應(yīng)用效果，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況進(jìn)行了系統(tǒng)研究，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)效果數(shù)據(jù)（見(jiàn)表5）。

表5 稠化酸現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)表

由現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)可以看出稠化酸液體系破膠后黏度下降率達(dá)到96%，破膠液表界面張力均較小，與水的性能相似，破膠液防膨性能較好，均高于90%，遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求的75%，改造前后注水壓力明顯下降，下降率最高達(dá)到了60.87%，因此該體系可以較高的應(yīng)用于定邊采油廠注水改造。

4 結(jié)論

（1）新型稠化酸體系具有較低的腐蝕速率及溶蝕速率，可以有效提升稠化酸體系儲(chǔ)層改造中在地層中的波及范圍，使遠(yuǎn)離井筒地帶也得到較高的改造。

（2）新型稠化酸體系破膠明顯，黏度降低率均高于90%，其破膠后黏度小于2 mPa·s，與水接近，不會(huì)造成儲(chǔ)層傷害，利于油井注水。

（3）新型稠化酸體系表界面張力較低，與水接近，不會(huì)造成水鎖等現(xiàn)象。

（4）新型稠化酸體系破膠液具有良好的防膨性能，防膨率均高于90%，遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求的75%。

（5）該新型稠化酸體系無(wú)需加緩蝕劑、助排劑和黏土穩(wěn)定劑，對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（6）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用可有效降低注水壓力，注水壓力降低率最高達(dá)到60.87%，該體系具有良好的應(yīng)用性能，通過(guò)定邊采油廠的應(yīng)用表明可以推廣應(yīng)用于其他油田降壓增注改造區(qū)塊。