＊侯博恒 李黎 王坤 倪丹煒 楊彥偉

（1.中海石油（中國）有限公司深圳分公司 廣東 518000 2.中海油服油田生產(chǎn)事業(yè)部 天津 300000）

海上油田開發(fā)投資巨大，多采用“少井高產(chǎn)”開發(fā)策略。多分支水平井技術(shù)能減少成本支出，釋放油田潛力[1-3]，能夠適應(yīng)海上油田開發(fā)過程中少井高產(chǎn)的特定需求，但由于多分支水平井作業(yè)周期長、泥漿浸泡時間長，鉆完井過程中液體漏失往往會形成儲層污染，導(dǎo)致單井產(chǎn)能下降和油層開發(fā)效果不理想等情況。為了恢復(fù)或提高單井產(chǎn)量，通常需要采取一系列增產(chǎn)措施，如酸化、酸壓等。碳酸鹽巖儲層酸化機(jī)理與砂巖儲層不同。碳酸鹽巖酸化能在井筒附近形成酸蝕蚓孔，旁通污染帶；砂巖儲層酸化通常直接解除近井污染帶。由于酸蝕蚓孔滲流能力遠(yuǎn)大于基質(zhì)儲層，碳酸鹽巖儲層酸化往往能恢復(fù)、甚至提單井產(chǎn)量。

對于非均質(zhì)較強(qiáng)的碳酸鹽巖油藏，在如何優(yōu)化水平段改造位置，實現(xiàn)均勻布酸方面提出了更高的要求。理論研究及礦場實踐表明[4-6]，連續(xù)油管酸化通過定點或拖動連續(xù)油管實現(xiàn)對儲層用酸強(qiáng)度的全過程控制，在一定程度上能做到全井段均勻布酸，提升酸化效果。此外，連續(xù)油管技術(shù)在類似條件下的作業(yè)時間相比傳統(tǒng)作業(yè)平均縮短約十到幾十個小時，這顯著提高了作業(yè)效率，減少了作業(yè)成本[7]。通常，水平井連續(xù)油管酸化采用錐形布酸原則，重點解除水平井根部因長期侵泡，污染相對嚴(yán)重的問題[8]。然而，這種布酸模式未考慮水平段儲層非均質(zhì)性對用酸強(qiáng)度的需求。

為使酸化改造更具有針對性，將酸液布置在需要被改造的儲層段，本研究深入分析目標(biāo)油藏地質(zhì)動態(tài)特征，優(yōu)選適合目標(biāo)油藏酸化的酸液體系，并結(jié)合水平段精細(xì)分段測井解釋成果，提出基于儲層物性變化的連續(xù)油管差異化布酸方法，通過控制水平段優(yōu)質(zhì)儲層與差儲層酸蝕蚓孔的差異增長，讓水平段均勻供液，進(jìn)而恢復(fù)或提高油井產(chǎn)量。

1.概況

A油藏為陸豐A油田的主力油藏，儲層埋深-1802m，油藏溫度80.1℃，孔隙度19.7%～21.3%，滲透率17.9～41.2mD，為中等孔隙度、低等滲透率儲層。

表2 A油藏礦物X-射線衍射分析表

巖石薄片鑒定表明（微觀巖石研究方法，用于分析巖石的礦物組成、結(jié)構(gòu)和孔隙特征。實驗通常包括取樣、切割巖石、磨制成薄片，然后在顯微鏡下進(jìn)行觀察），A油藏為非均質(zhì)較強(qiáng)的碳酸鹽巖儲層，主要為泥晶生物屑生物灰?guī)r、泥晶藻粘結(jié)灰?guī)r和泥晶礫屑灰?guī)r，填隙物為泥晶基質(zhì)，極少見到生物屑泥晶灰?guī)r，較少見到亮晶膠結(jié)物，原生粒間孔為主，孔隙分布不均，連通性差。

探井LFA-1在A油藏進(jìn)行酸化DST測試。酸化DST測試流程主要包括根據(jù)儲層特征選擇測試井段、射孔、注入酸液酸化、返排、記錄井口產(chǎn)量。LFA-1井射孔井段為1854～1862m，日產(chǎn)油218m3，采油指數(shù)83.2 m3/（d·MPa）；評價井LFA-2在A油藏進(jìn)行DST測試，日產(chǎn)油128m3，采油指數(shù)23.9m3/（d·MPa）。對比2口井的產(chǎn)能知，A油藏酸化增產(chǎn)倍比達(dá)3倍以上。

開發(fā)井LFA-1M為三分支水平井，水平段長度分別為1432m、1000m、604m，測井解釋滲透率20～150mD，水平段滲透率極差3～5倍。該井于2023年3月18日投產(chǎn)，日產(chǎn)油388m3，含水率16.2%，產(chǎn)液指數(shù)低于同期其它開發(fā)井（表1），井底可能存在污染，計劃采用酸化措施恢復(fù)或提高單井產(chǎn)量。

表1 A油藏開發(fā)井初期開發(fā)指標(biāo)對比表

2.膠凝酸液體系

礦物X-射線衍射分析報告顯示，該油藏方解石/白云石礦物含量43%～64%，石英含量16%～37%，黏土礦物總量12%～19%（表2）。其中，黏土礦物以伊/蒙混層為主，其次為伊利石、高嶺石、綠泥石。考慮目標(biāo)油藏為儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)的礁灰?guī)r，且LFA-1M水平段總進(jìn)尺超3000m，鉆井周期長，鉆完井液長期侵泡井筒，形成儲層污染，設(shè)計采用膠凝酸體系酸化，旁通污染帶，恢復(fù)單井產(chǎn)能。

膠凝酸（又稱稠化酸、緩速酸）體系廣泛用于儲層改造，具備穩(wěn)定性好、阻力小、以及優(yōu)秀的降濾失等效果，能增加酸液的作用范圍，實現(xiàn)深層次酸化[9-10]。目標(biāo)儲層采用優(yōu)選的膠凝酸體系15%HCL+2.0%PA-SS+1%PA-PI+1%PA-EH+1%PA-VERT+1%PA-COH。其中，PA-SS為防膨縮劑，防止黏土礦物在酸液中膨脹；PA-PI為鐵離子穩(wěn)定劑，避免鐵離子與酸液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀物；PA-EH為破乳劑，防止酸液與原油之間的乳化現(xiàn)象；PA-VERT為助排劑，降低流體間的界面張力。

（1）溶蝕實驗。采用A油藏巖屑進(jìn)行溶蝕實驗，實驗采集2個不同深度的巖屑，每個深度設(shè)計4組實驗樣品，每兩組分別采用10%鹽酸與15%鹽酸進(jìn)行實驗。實驗結(jié)果表明，鹽酸溶蝕率介于43%～51%之間，其中15%鹽酸的溶蝕率略高于10%鹽酸。這表明，15%鹽酸能更好的溶解巖屑中的方解石/白云石，有利于改善儲層滲流能力，提升酸化效果。

（2）添加劑評價實驗。研究表明[11-13]，黏土礦物是含水的層狀硅酸鹽和含水的非晶質(zhì)硅酸鹽礦物，在接觸水時容易膨脹，堵塞儲層；鑒于綠泥石和蒙皂石混層的礦物特性，它們對酸液較為敏感，考慮地層中鐵離子（Fe2+和Fe3+）可能發(fā)生沉淀的問題，可在酸液體系中加入鐵離子螯合劑，以減少鐵的氫氧化物（Fe(OH)3）沉淀生成；對于低滲儲層開發(fā)，采用壓裂、酸化等增產(chǎn)技術(shù)手段后，大量的返排液會在一定程度上影響地層原油的特性，進(jìn)而出現(xiàn)原油乳化等問題，使得破乳過程更加復(fù)雜。因此，需加入添加劑提升酸化效果。實驗結(jié)果表明，防膨縮膨劑PA-SS在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%和2.0%時具有良好的防膨性能；鐵離子穩(wěn)定劑PA-PI為無色透明液體，穩(wěn)定鐵離子濃度217.98mg/mL；破乳劑PA-EH為黃色透明液體，2h破乳率96%；助排劑PA-VERT表面張力和界面張力分別為19.95mN/m、0.32mN/m。

（3）配伍性實驗。除上述實驗外，還評估了酸液工作體系與鉆井液、完井液、原油與配伍性。實驗結(jié)果表面，優(yōu)選酸液工作體系與鉆井液、完井液，以及原油均表現(xiàn)出良好配伍性。

3.連續(xù)油管差異化布酸計算方法

在錐形布酸方式的基礎(chǔ)上，本文重點考慮水平段的儲層非均質(zhì)性，以控制水平段不同位置的蚓孔長度為核心，以期實現(xiàn)整個水平段均勻供液。將水平井細(xì)分為若干小段，分別進(jìn)行測井解釋，利用連續(xù)油管控制不同小段用酸量：在滲透率較低的區(qū)域，加大酸用量，以擴(kuò)大蚓孔增長，增強(qiáng)低滲透區(qū)的流動能力；在滲透率較高的區(qū)域，減少酸用量，以限制蚓孔增長，使得水平井在處理后能達(dá)到較均勻的產(chǎn)液剖面[14]。

Gdanski等人[15]的研究表明，酸蝕蚓孔長度與用酸強(qiáng)度滿足公式（1）：

式中：xtip—蚓孔穿深，cm；V—用酸強(qiáng)度，m3/m；?—孔隙度，%。

Hawkins等人[16]的研究表明，酸化后的表皮系數(shù)S與酸液有效作用半徑滿足公式（2）：

式中：S—表皮系數(shù)；K—儲層原始滲透率，10-3μm2；Ks—改變后（污染或增產(chǎn)后）的儲層滲透率，10-3μm2。

考慮碳酸鹽巖儲層酸蝕蚓孔的滲流能力遠(yuǎn)大于基質(zhì)儲層，可忽略基質(zhì)儲層的供液，酸液有效作用半徑rs與蚓孔穿透深度xtip近似相等。

LFA-1M水平段分段測井解釋滲透率介于0.1～157mD（圖1），采用差異布酸方法設(shè)計不同位置用酸量。假定該井酸化解除污染，各小段表皮系數(shù)為0，考慮酸蝕蚓孔滲透率遠(yuǎn)大于基質(zhì)滲透率，即K/Ks趨近于0。由公式（2）知，rs近似等于rw?？紤]xtip近似等于rs，根據(jù)公式（1）即可求取各段用酸強(qiáng)度（圖2）。

圖1 LFA-1M分段滲透率分布圖

圖2 LFA-1M分段用酸強(qiáng)度設(shè)計圖

為使水平井各段用酸強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計，可考慮采用連續(xù)油管交替注入液體封隔器與酸液，在水平段物性分段的位置形成液體封隔器，然后在不同液體封隔器間調(diào)整用酸強(qiáng)度，進(jìn)而避免酸液在相同井筒壓力下優(yōu)先進(jìn)入相對高滲的儲層。

考慮探井酸化DST測試結(jié)果以及LFA-1M同層開發(fā)井生產(chǎn)動態(tài)，考慮注酸過程中酸液進(jìn)入分支的不確定性，該井連續(xù)油管酸化前日產(chǎn)油388m3/d，預(yù)計酸化日產(chǎn)油580～776m3/d，酸化增產(chǎn)倍比1.5～2.0倍。

4.結(jié)論

（1）灰?guī)rA油藏為低滲灰?guī)r儲層，碳酸鹽巖含量43%～50%，探井酸化前采油指數(shù)23.9m3/（d·MPa），酸化后采油指數(shù)83.2m3/（d·MPa），酸化效果良好，能有效釋放低滲灰?guī)r油藏生產(chǎn)能力。

（2）LFA-1M井存在污染可能性高，建議采用膠凝酸體系，并根據(jù)水平段物性變化情況，分段設(shè)計不同小段用酸強(qiáng)度，最終采用連續(xù)油管差異布酸方式實現(xiàn)水平段均勻布酸，預(yù)測酸化增產(chǎn)倍比1.5～2.0倍。