注水井暂堵酸化技术研究

注水井暂堵酸化技术研究

【摘要】本文针对某油田储层非均质严重、层间差异大，常规笼统酸化无法均匀酸化的问题，开展暂堵酸化技术研究。研究针对性的暂堵和解堵体系，对暂堵剂进行性能评价实验，暂堵剂与解堵剂配伍性评价，并通过室内岩心模拟实验评价其暂堵酸化效果。实验结果表明，暂堵剂封堵效果良好，与解堵剂配伍性较好，不会地层产生伤害，降粘效果满足要求，能够实现封堵高渗层，达到均匀酸化的目的。

【关键词】暂堵；解堵；均匀酸化

前言

某油田储层非均质严重、层间差异大，注水开发过程中由于储层污染的存在，进一步加剧了层间矛盾，统计2010年吸水剖面测试308口井，平均射开层数5.74个，吸水层数2.77个，吸水层数仅占射开层数的48.3%。对于低效欠注水井采用常规笼统酸化技术虽可有效解决欠注问题，但注入酸液大部分进入高渗储层，无法实现各层段有效酸化，分层酸化不仅作业费用高、作业时间长、而且需要泄压放溢流。为此开展注水井暂堵酸化技术研究。

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从公式中可以看出，由于各小层间的物性、受伤害污染的程度、储层压力、流体粘度等可能存在差异，在酸化前如果不采取措施，就无法满足式（1-2）的等式关系。也就是说在非均质性油层中进行酸化增产措施，式（1-2）中的等式关系无法成立。在高渗透率

层段，孔道孔径较大，渗透率k值较高，因此在酸化过程中，由于酸液流量增大，造成本不需酸化的高渗透层中的酸液吸入量反而增多[1]。一方面可能会形成酸液的指进，使酸液得不到充分利用，达不到酸化目的；另一方面造成高渗透层的过度酸化，起到相反的作用。暂堵酸化主要原理是将不同粒径的固体颗粒，使用携带液配制成稳定的悬浊液，做为前置暂堵剂，在酸化施工前，将其泵入地层中。根据流动阻力最小原理，注入的前置暂堵剂将优先进入流动阻力较小的高渗透层或裂缝，由于暂堵剂粒径分布不同，随着暂堵剂的不断注入，在大孔道及裂缝中形成屏蔽桥堵，最终形成厚度不等的封堵层。高渗层形成低渗滤饼，使酸液进入中低渗透层，从而形成均匀酸化，提高酸化效率。当酸化结束后，由于暂堵剂具有油溶特性或水溶特性或酸溶特性，在出油大孔道中会自行溶解，而不会污染出油孔道。而对于出水孔道，由于其具有不溶于水特性，颗粒进入出水孔道内不会被溶解，因而可起到不同程度的对高渗透层或大孔道的封堵作用[2]。

2 暂堵酸化体系室内研究评价

２.1 颗粒暂堵剂研制

室内以一种主剂为基础，对六种助剂进行复配实验，筛选后的主剂以苯甲酸和有机颗粒为主，助剂选择醇类；质量浓度比例1：4，将混合液配制成1：30的水溶液，添加0.9%浓度的添加剂后，室内恒温45℃条件下静置48h能够完全溶解，分散均匀

图1 溶剂为酸时分散剂浓度对暂堵剂颗粒的影响

根据实验数据可知：溶解温度对暂堵剂颗粒粒度的影响最大，添加剂a对暂堵剂颗粒粒度的影响次之，分散剂也能将暂堵剂颗粒的粒度降低。为保证暂堵剂颗粒体系分散状态均匀、稳定时间较长，室内筛选确定溶剂为水时，选用浓度为100mg/l的th-3100阻垢分散剂；溶剂为酸时，选用浓度为50mg/l的op-10分散剂。

２.2 暂堵剂性能评价

通过室内实验对水溶性颗粒暂堵剂的暂堵性能进行评价，主要评价其封堵率、阻力系数、残余阻力系数、突破压力梯度等参数，评价结果如下：

新研制的暂堵剂对高渗层的封堵率达到95%以上，对低渗层的封堵率也都大于85%，可以实现暂堵的目的；且同一种暂堵剂在高渗层中的阻力系数远大于低渗层中的，封堵效果良好。

２.3 溶蚀解堵剂的研制

通过溶蚀实验，得到了不同溶度的hcl、hf以及hcl与hf的复配溶液对该油田岩心样品颗粒的溶蚀率，经过筛选，9%hcl+1.5～3%hf的混合酸解堵效果均较好，溶蚀率均能达到70%以上，综合考虑成本和效果，确定溶蚀解堵液主剂的最终配方为9%hcl+1.5%hf。

为降低施工过程中酸液对施工设备和井下管柱的腐蚀，减少油井酸化二次沉淀伤害，保证酸化施工顺利进行，对缓蚀剂进行了筛选。通过挂片腐蚀实验发现cy缓蚀剂的腐蚀率最低。同时对不同浓度的cy缓蚀剂进行静态腐蚀实验发现，质量浓度1.0%的cy缓蚀剂，腐蚀速度低于相应的标准，可以满足现场施工的要求。

综合考虑稳定铁离子的效果和价格因素，选择浓度2.0%乙酸，不仅能够较强地螯合铁离子，而且能使得酸岩反应环境保持低ph 值，从而具有更强稳定铁离子的能力，可以综合提高铁离子稳定剂的性能，确保稳定足够的铁离子，不形成新的伤害。

２.4 暂堵剂与解堵剂配伍性评价

将8%盐酸+1%氢氟酸混合液与水溶性暂堵剂溶液分别按5:1、3:1、1:1、1:3、1:5比例混合，放入45℃恒温箱中静置，每隔2h 观察一次，试管中的混合液均变成透明液体，说明研制的暂堵剂和解堵酸液的配伍性较好，在进行转向解堵酸化时不会对储层造成伤害。

２.5 室内岩心模拟实验

向两块岩心中同时注入暂堵剂溶液1pv，静置4h后再注入模拟地层水，测出此时岩心暂堵后渗透率；向两块岩心中同时注入所研制出的新型解堵酸液1pv，静置4h后再注入模拟地层水，测暂堵酸化后的岩心渗透率。

选择颗粒型暂堵剂转向酸化的室内岩心模拟，岩心暂堵率、酸化解堵率较大，低渗透率地层酸化解堵率为272%，酸化效果良好；高渗透率地层暂堵率62%，解堵率为66%。

３结论

１）室内通过筛选复配实验，确定了以苯甲酸和有机颗粒为主剂，甲醇为助剂，按1：4：150进行配比，同时加入0.9%kcl作为添加剂制成颗粒型暂堵剂。确定溶剂为水时，选用浓度为100mg/l

的th-3100阻垢分散剂；溶剂为酸时，选用浓度为50mg/l的op-10分散剂。暂堵剂封堵效果良好，对高渗层的封堵率达到95%以上，对低渗层的封堵率也都大于85%。

２）室内研制了溶蚀解堵液主剂的最终配方为9%hcl+1.5%hf，选择质量浓度1.0%的cy作为缓蚀剂，且与暂堵剂匹配良好。

3）室内岩心模拟实验得知，低渗透地层酸化解堵效果良好，高渗透地层暂堵率和解堵率均达到60%以上。研制的暂堵剂可以较好的封堵高渗层，使酸液转向低渗层，实现各小层有效酸化。

［责任编辑：尹雪梅］