闭合泡沫酸化技术研究

闭合泡沫酸化技术研究

作者：孙铭泽

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第04期

摘要：碳酸盐岩储层一般采用压裂酸化进行改造，利用酸液溶蚀压开的裂缝，从而形成具有一定导流能力的“蚓孔”通道，当裂缝闭合后，这些“蚓孔”被保留，从而达到改造碳酸盐岩储层的目的，但往往事与愿违，在裂缝闭合的同时岩石碎屑会堵塞在“蚓孔”中，从而大大降低压裂酸化改造效果，本文研究的闭合泡沫酸化技术可有效降低压裂后二次污染，提高压裂酸化改造效果。

关键词：碳酸岩盐；蚓孔；裂缝；导流能力；岩石碎屑；压裂酸化

碳酸岩盐储层为裂缝性油藏，受到裂缝发育的限制，该类储层必须采用压裂改造措施才能见到较好的工业产能，而该类储层最常用的改造措施为压裂酸化，通过压裂酸化沟通远井微裂缝，从提高储层导流能力，增加单井产量。但该储层往往在压裂后不一定取得理想的措施效果，主要是因为常规的压裂酸化具有较强的二次伤害，措后大部分裂缝通道被堵塞。

1 闭合泡沫酸化技术原理

针对较软以及均质程度较高储层（如白云岩）的一种工艺技术，尤其适合经过酸压或者水力压裂后裂缝导流能力不高的储层。其特点是：让酸液在低于储层破裂压力的条件下流过储层内“闭合”裂缝，在低排量下注入酸液，溶蚀裂缝壁面，产生不均匀溶蚀的沟槽，在施工压力消除及裂缝闭合后，使酸蚀通道仍然具有较好的导流能力。泡沫酸酸化技术就是在常规酸液体系中加入起泡剂和稳泡剂，通过泡沫发生器与气体混合，形成以酸为连续相、气泡为分散相的泡沫体系，使得配制的酸化体系兼有泡沫流体性质和酸化能力，然后注入地层进行酸化。将两者的特点进行结合，最终形成了既可提高酸化作业距离又可溶蚀压裂后形成的裂缝堵塞物的闭合泡沫酸化技术。

2 闭合泡沫酸化技术配方体系研究

闭合泡沫酸化技术为闭合酸化和泡沫酸化的复合技术，目前两种技术相对比较成熟，本项目主要是在以往压裂过的井进行实施，并配合以泡沫酸化技术实施，主要目的：一是对以往压裂形成的裂缝通道进行溶蚀达到闭合酸化的功能；二是利用泡沫酸化调整酸化剖面实现均匀酸化和利用泡沫酸酸化作用距离远的特性，提高酸化处理半径，以达到沟通远井裂缝的目的。

2.1 配方体系确定

针对碳酸岩盐储层特点和流体性质，并借鉴以往酸化经验确定出酸化配方体系：

清洗液：清洗地层有机堵塞物，隔离酸液与地层水，冷却地层。

0.5～1%粘土稳剂+0.5～1%起泡剂+0.5～1.5%高效洗油剂。

主体酸：主体酸主要作用溶蚀储层深部的由粘土膨胀、颗粒运移形成的无机堵塞。

0.5～1%粘土稳定剂+15～20%盐酸+0.5～3%起泡剂+0.05～0.1%稳泡剂+0.5～1.5%添加剂。

顶替液：泡沫排酸液，助排诱喷，排出残酸。

0.5～1%粘土稳定剂+0.5～1%起泡剂。

2.2 发泡剂筛选

发泡剂的性能直接决定着泡沫酸化的实施效果，因此，对发泡剂进行室内筛选，找到一种发泡效果更好的药剂。从实验中发现，3号和4号在水中发泡效果远远好于其它三种药剂，但在酸中，4号明显好于3号，因此优选4号药剂作为酸化用发泡剂。

2.3 高浓度盐酸评价

在碳酸盐岩储层酸化中，盐酸浓度一般为15～20%，相类似的实验在各种文献中均能查到，因此，本项目将不做室内溶蚀实验，但因用于闭合酸化，因此，有必要对陶粒进行高浓度盐酸溶蚀实验，评价在高浓度盐酸状态下，是否会对陶粒造成严重溶蚀，导致陶粒碎裂造成裂缝闭合。从实验结果可以看出，最高溶蚀率才1.4%，符合国家标准（标准酸溶解度≤2.5%），因此即使盐酸浓度到25%也不会影响陶粒性能。

2.4 施工工艺

①注氮工艺：氮气气源采用车载制氮设备制取，单套制氮能力最大1200m3/h，额定注气压力25/35MPa；②发泡工艺：利用泡沫发生器，氮气和酸液在泡沫发生器中进行充分混合发泡，可得到较为稳定的泡沫酸液。泡沫发生器最高耐压可达70MPa，材质为白钢和钛填充材料，具有较好的耐酸性能。

3 技术创新点

①将闭合酸化技术与泡沫酸化技术相结合，为碳酸岩盐的有效动用，找到新的解决途径；

②筛选出了适合碳酸盐岩储层的泡沫酸化配方体系，并筛选出发泡效果更好的发泡剂。

4 结论

①通过室内药剂筛选和实验，形成了碳酸盐岩储层闭合泡沫酸化配方体系，并经过室内实验，各项参数均达到设计要求；②从实验效果看，在碳酸岩盐储层实施闭合泡沫酸化技术是可

行的，在总结经验的同时，下步将开展现场试验，积累现场应用经验，并不断进行优化改进。

③闭合泡沫酸化技术的研究成功，为碳酸盐岩油藏提高压裂酸化效果提供了一条新的解决途径。

参考文献：

[1]肖单凤.闭合酸化工艺在高钙储层中的应用[J].大庆石油地质与开发，2003，22（4）：43-44.

[2]吴文瑞，李怀杰，孙支林，周兵欣.泡沫酸酸化工艺技术研究与应用[J].石油化工应用，2011，21（24）：26.

[3]叶俊华，邢林庄，李玉军.多级注入闭合酸化工艺技术研究[J].油气田地面工程，2009，28（5）：20-21.

[4]黄福良.泡沫酸化工艺在川东地区的应用[J].钻采工艺，1992，15（4）：95-96.

作者简介：

孙铭泽（1982- ），助理工程师，2006年毕业于鞍山师范学院，现在辽河油田公司高升采油厂工艺研究所工作。