２ ０ １ ６・Ｏ ９ 综述与专论 Ｃｈｅｎｍｉ岂代化工唰穷 １ｃａｌＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ 低渗透油藏解堵配方体系的优选与性能评价 ★赵金姝 （辽河油田公司钻采工艺研究院辽宁１２４０１ ０） 摘要：针对牛心坨油层注水开发过程中暴露出的主要问题，在多年来酸化解堵室内实验和现场试验的基础上，研制开发了适合牛心坨油 层注水井解堵药剂配方体系，利用该技术解决牛心坨油层注水压力高、储层污染堵塞严重的问题，实现油井的增产目的。 关键词：低渗透油藏；解堵；污染堵塞；牛心坨油层 中图分类号：Ｔ 文献标识码：Ａ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｌｕｇ— ｒｅｌｅａｓｅ Ｆｏｒｍｕｌａ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｌｏｗ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｚｈａｏ Ｊｉｎｓｈｕ （Ｒｅｓｅ￣ｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＤｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉａｏｈｅ Ｏｉｌｉｆｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，１２４０１０） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ ｆｗａｔｏｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｏｆＮｉｕｘｉｎｔｕｏ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆｙｅａｒｓ ｏｆ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｒｅｍｏｖａｌｂｙａｃｉｄｉｚａｔｉｏｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｎｄｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｗｅｈａｖｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｈｅｐｌｕｇ－ｒｅｌｅａｓｅｄｒｕｇｆｏｒｍｕｌａ ｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｗｅｌｌ ｆＮｉｏｕｘｉｎｔｕｏ ｏｉｉｆｌｅｌｄ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｈｅ ｔｓｅｒｉｏｕｓ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｆｈｉｏｇｈ ｗａｔｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｌｏｃｋａｇｅｆｏ，Ｎｉｕｘｉｎｔｕｏ ｏｉｌｉｆｅｌｄｔｏ ａｃｈｉｖｅｔｅｈｅｇｏａｌｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｅｒｓｅｒｖｏｉｒ；ｐｌｕｇ－ｒｅｌｅａｓｅ；ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄｂｌｏｃｋａｇｅ；ｎｉｕｘｉｎｔｕｏ ｏｉｉｆｌｅｌｄ 随着牛心坨油层注水开发周期的延长，注水压力升高、 驱油效果变差问题突出。为实现注水配注量，部分井必须启 用增注泵，才能满足正常注水需求，但同时高压力带来了安 全隐患，部分井注水压力达到或甚至超过干线压力，导致水 井注水注不进，注不够。针对牛心坨油层油藏物性和污染堵 塞情况，筛选出专门用于牛心坨油田配化解堵配方体系，为 下步解决牛心坨油层存在的问题提供了技术保障。 为防止地层稀释等其它因素影响，因此，现场应用时，选择 浓度为１０％的盐酸，应用效果最好。 （２）氢氟酸对注水井洗井反排液的处理效果 通过氢氟酸对注水井洗井反排液的处理效果来评价氢氟 酸的酸化效果，从而筛选最佳氢氟酸使用量。 ①实验方法。实验方法：Ａ．分别按浓度为１．５％、３％、 ４．５％、６％的氢氟酸进行配制。Ｂ．先将空白滤纸烘干至重量 不变，将过滤后的注水井反排液，冲洗干净后，置于烘箱 中。Ｃ．再在不同试管中，放入０．０２ｇ左右的污染物，向其中加 入上述不同浓度酸液５ｍＬ，充分晃动试管，置于７０℃的恒温箱 中２４ｈ。Ｄ．取出处理后的污染物，进行过滤至中性。Ｅ．将滤纸 置于烘干箱中，烘干至重量不再变化。Ｆ．称量烘干后的滤纸 与污染物的总质量，计算污染物的溶蚀量及溶蚀率。 ②实验结果。实验结果表明，不同浓度的氢氟酸对注 水井洗井反排液污染物的酸化效果均较好。但考虑到高浓度 的氢氟酸易造成酸敏现象，甚至会出现由于溶蚀过于严重， 导致地层出砂情况：另一方面考虑到氢氟酸价格不便宜。因 此，选用低浓度４．５％氢氟酸即可。 （３）盐酸和氢氟酸复合酸对注水井洗井反排液的处理效果 通过盐酸和氢氟酸对注水井洗井反排液的处理效果来评 价盐酸和氢氟酸的混合酸化效果，从而筛选最佳盐酸和氢氟 酸的使用量。 １．主体酸的筛选 针对污染物成分，利用溶蚀实验，有针对性地筛选复配 出污染物的溶蚀剂。注水井洗井反排的悬浮固体杂质成分分 析发现，洗井反排物中除了含有石英、长石、黏土矿物外， 还含有ＣａＣＯ ＦｅＳ、Ｆｅ。Ｏ 。这些物质均对注水井近井地 层能够造成污染堵塞。为了解除这些物质的堵塞，常用酸溶 蚀的办法。ＨＦ对上述堵塞物质均能起到溶蚀作用，但由于 ＨＦ极易产生二次沉淀污染物，且价格不便宜，因此使用量 不宣过大，主要用来处理其他酸化体系不能处理的物质，如 黏土矿物等，对于ＣａＣＯ ＦｅＳ、Ｆｅ。Ｏ，等堵塞物质则采用 价格低廉的ＨＣＩ来处理即可。 （１）盐酸对注水井洗井反排液的处理效果 通过盐酸对注水井洗井反排液的处理效果来评价盐酸的 酸化效果，从而筛选最佳盐酸使用量。 （Ｄ实验方法。实验方法：Ａ．分别按浓度为２％、４％、 ６％、８％、１０％的盐酸进行配制。Ｂ．先将空白滤纸烘干至重 量不变，将过滤后的注水井反排液，冲洗干净后，置于烘箱 中。Ｃ．再在不同试管中，放Ａ，Ｏ．０２ｇ左右的污染物，向其中加 入上述不同浓度酸液５ｍＬ，充分晃动试管，置于７０。（＝的恒温 箱中２４ｈ。Ｄ．取出处理后的污染物，进行过滤至中性。Ｅ．将滤 纸置于烘干箱中，烘干至重量不再变化。Ｆ．称量烘干后的滤 纸与污染物的总质量，计算污染物的溶蚀量及溶蚀率。 ②实验结果。实验结果表明，当盐酸的浓度为８％时， 盐酸对污染物的溶蚀效果较理想，可溶蚀污染物高达４４＿２％， ①实验方法。实验方法：Ａ．分别按浓度为６％盐酸＋２％ 氢氟酸、８％盐酸＋２％氢氟酸、６％盐酸＋３％氢氟酸、８％ 盐酸＋３％氢氟酸、６％盐酸＋４％氢氟酸、８％盐酸＋４％氢氟 酸的两种酸液进行配制。Ｂ．先将空白滤纸烘干至重量不变， 将过滤后的注水井反排液，冲洗干净后，置于烘箱中。Ｃ．再 在不同试管中，放入Ｏ．０２ｇ左右的污染物，向其中加入上述 不同浓度酸液５ｍＬ，充分晃动试管，置于７０ｃｊＣ的恒温箱中 ２４ｈ。Ｄ．取出处理后的污染物，进行过滤至中性。Ｅ．将滤纸 置于烘干箱中，烘干至重量不再变化。Ｆ．称量烘干后的滤纸 ２ 岂代ＩＣｈ．：工啊囊 ＃ｎｍｉｃａｌＪｈｔｅｒｍｃｄｉａｔｅ 综述与专论 ２ Ｏ １ ６－Ｏ ９ 与污染物的总质量，计算污染物的溶蚀量及溶蚀率。 ②实验结果。实验结果表明，对于对注水井洗井反排 物，通过盐酸和氢氟酸复配得到的复合酸与单一酸相比，溶 蚀作用更强。而且复合酸浓度越高，处理效果越好。从经济 和效果角度考虑， “４．５％氢氟酸＋１ Ｏ％盐酸”作为复合酸 腐蚀速率是一项重要指标，速度过快，不易进入地层 深部，过慢，易造成稀释失效，通常条件下选择腐蚀率较低 的缓蚀剂，通过室内实验数据，优选出浓度１．Ｏ％的ＣＺ缓蚀 剂。其腐蚀速度能够满足现场施工要求，同时还能避免酸液 体系对注入设备、井下管柱的腐蚀，更重要的是减少酸化对 地层造成的二次伤害。 液浓度为宜。 （２）黏土穗定荆的筛选 ２．岩石孔道保护剂研制 黏土稳定剂能够起到减少或防止黏土或微粒对地层孔吼 低渗透油藏储层物性差，岩石孔道小，极易被堵塞，以 造成的污染堵塞。黏土的膨胀和运移一般是由于受外来水入 往采用常规酸化处理效果不理想，储层岩石孔道再次堵塞的 侵影响所致，而且地层中微粒和黏土在注入水带动下，缓慢 危险性很大，酸化处理有效期非常短。因此，为防止形成二 运移至近井地带造成堵塞，必须使用黏土稳定剂控制黏土的 次污染，堵塞油层，对储层孔道实施保护技术很有必要，利 用岩石孔道保护剂所具有的单层优先吸附作用，通过在处理 过的孔道壁面上形成一道保护膜，起到防止后续污染物沉积 作用，增加了有效期作用时间。因此，针对低渗透油藏储层易 污染堵塞的难题，通过有储层污染物组分化学分析和岩心微观 注水实验，筛选一种具有单层吸附作用的岩石孔道保护剂。 （１）岩石孔道保护剂的优选 在温度、液固比和ｐＨ值固定情况下，通过测定表面活 性剂在岩石上的静态吸附量，来考察岩石孔道保护剂浓度 对静态吸附量的影响。室内首先优选三种岩石孔道保护剂 Ａ、Ｂ、Ｃ，通过测量其在岩样表面的静态吸附量实验，发 现，岩石孔道保护剂的吸附量是随着岩石孔道保护剂溶液浓 度的增加而增加的。通过吸附等温曲线规律发现，Ａ、Ｂ、Ｃ 三种岩石孔道保护剂的吸附等温曲线走势相同，其中岩石孔 道保护剂Ａ、Ｂ、Ｃ吸附等温曲线从上到下依次排列。从静态 吸附实验结果来看，岩石孔道保护剂Ａ静态吸附效果最好， 浓度为０．５０％岩石孔道保护剂Ａ吸附率可达４２．８％。 （２）岩石孔道保护剂Ａ岩心保护模拟实验 实验材料：①２．５ｃｍ ｘ ８—１ ０ｃｍ的人造砂岩岩心。实 验方法：模拟地层堵塞，评价孔道保护剂Ａ对岩心的保护作 用，反应时间：１ ２ｈ。实验步骤：首先配制岩石孔道保护剂Ａ， 将浓度为１％岩石孔道保护剂Ａ与水混合均匀，将两块孔渗 条件相同的岩心进行模拟实验，其中一块作空白实验，其中 一块经岩石孔道保护剂Ａ保护处理，测定两块岩心堵塞后的 渗透率，通过对比两块岩心的渗透率变化，从而判定岩石孔 道保护剂能否满足保护岩石孔道的作用。 岩心保护模拟实验表明，岩石孔道保护剂Ａ能够起到保 护不受污染的作用，对７０％以上的污染堵塞能发挥作用，对 于减缓岩石污染堵塞，延长注水周期，能够起到积极作用。 而且，岩心气测渗透率越高，岩石孔道保护剂防堵率越高。 ３．解堵复合添加剂的选配 在模拟油藏条件下，通过室内钢片腐蚀实验、黏土膨胀 和岩石颗粒溶蚀实验、铁离子、钙离子沉淀实验，筛选缓速 剂、黏土稳定剂、铁离子稳定剂、成垢离子螯合剂。 （１）缓速剂的筛选 缓蚀剂是酸化施工过程中保护地面设施和酸化管柱，保 证酸化施工顺利进行的一种必不可少的添加剂，通过挂片腐 蚀试验，选择了性能良好的缓蚀剂，减轻对施工设备和井下 管柱的腐蚀，满足现场施工的要求。 实验材料：钢片，Ｎ８０，面容比（酸液与钢片）为 １ ５ｍＵｃｍ２。实验步骤：首先将钢片烘干至恒重，再称重， 在密闭容器中加入不同配方的酸液，置于恒温水浴锅中预热 １ ０—１ ５分钟，将稳重完的钢片放入，４ｈ后取出钢片，烘干称重。 膨胀和运移。 实验方法：岩心颗粒浸没失重实验，实验步骤：①将地 层岩心矿物粉碎，过筛，制得不同目数的泥岩颗粒，烘干待 用。②再称取一定重量的岩心颗粒，置入ｉ／ｊ＼筛子中，将筛 子置于黏土稳定剂溶液中浸泡１ ｈ后，取得吹动筛子，过滤 掉剥落的黏土，将剩下的岩心颗粒烘干、称重，称量岩心颗 粒浸没后的失重情况。 通过岩心颗粒浸没失重实验发现：ＰＡ黏土稳定剂防 膨效果最好，Ｎ Ｈ Ｃｌ效果次之，因此，黏土稳定剂优选 ０．５％ＰＡ或１．５％ＮＨ ＣＩ。通过室内评价两种黏土稳定剂与地 层流体和岩石的配伍性好，配伍性良好，且效果持久。 （３）铰离子稳定剂的筛选 储层存在中等偏弱的酸敏性，由于在酸化解堵施工过程 中，在酸液的作用下，施工地面设备、、套管及地层铁矿 物均后产生铁离子，不仅影响解堵效果，而目可能造成二次污染沉 淀，在酸液中加入铁离子稳定剂能够有效避免类｛以情况发生。 为了优选合适的铁离子稳定剂，通过对筛选出的铁离子 稳定剂进行室内效果评价，从而优选出优质的铁离子稳定剂。 评价方法：将０．５％的ＦｅＣｌ 标准溶液中加入不同浓度的 铁离子稳定剂烧瓶中，置于恒温水浴中，用氨水和盐酸调节 其ｐＨ值，观察溶液的透明状态，若溶液清澈透明，则铁离 子稳定剂性能满足要求。 实验结果表明，浓度２．０％稳定剂Ｃ不仅能够较强地螯 合铁离子，使酸岩反应环境保持低ｐＨ值，具有更强稳定铁 离子的能力。当稳定剂Ｃ浓度达到２．０％即能控制铁离子沉 淀，不形成新的储层伤害。 ４．结论 （１）针对牛心坨油层储层物性和油层污染堵塞原因，通 过室内实验，筛选出适合牛心坨油层特点的解堵配方体系， 为下步解决牛心坨油层存在问题，提供了技术保障。 （２）牛心坨油层解堵配方体系为主体酸采用３％氢氟 酸＋８％盐酸＋０．５０％岩石孔道保护剂Ａ＋１．０％ＣＺ缓蚀剂 ＋０．５％ＰＡ或１．５％ＮＨ，ＣＩ＋２．０％铁离子稳定剂Ｃ。 【参考文献】 ［１】陈小凯．低渗油藏油水井解堵配套技术［．Ｊ】．特种油气藏， ２０１１，１２（１８）：５６—５８． 【２】张玄奇．低渗地层堵塞特征及解堵技术研究Ⅱ】＿西安石油学院 学报（自然科学版）。２００３，１８（４）：３１－３６． 【３】杨．国外深度酸化工艺技术【Ｊ】．天然气工业，１９９６， １６（１）：４６—４９． 【作者简介】 赵金妹（１９７０￣），女，辽河油田公司钻采工艺研究院，研究 方向：油田化学剂研究与检测。 （责任编辑：牛玉娟）
