泡沫酸酸化技術在曙光油田的應用

沈文敏

(中國石油遼河油田分公司曙光采油廠，遼寧盤錦 124109)

曙光油田超稠油1999年投入開發，包括興隆臺、館陶兩套含油層系共7個開發單元，含油面積14.92 km2，儲量10 529 ×104t，其中，已動用含油面積11.32 km2，儲量 9 018.25 ×104t。至 2013年12月，共有抽油井1 151口，開井770口，年產油118.4×104t，這對維持曙光油田及遼河油田產量的穩定具有重要的現實意義［1］。

隨著油田的持續開發，油層必然受到不同程度的傷害。傷害的原因主要是:生產過程中油藏黏土的水化膨脹，顆粒運移，結垢以及蠟、膠質、瀝青質析出等因素。基于超稠油原油物性差、油層非均質性強、泥質含量高等特點，油層的堵塞呈現多因素共同作用，縱向上各油層堵塞類型不同，平面上同一油層不同方向堵塞類型也不相同，油層傷害使油井油層滲透率下降，嚴重影響油田正常開發及原油采收率的提高。針對以上矛盾，我們開展了泡沫酸解堵技術的研究，提高注汽質量，疏通地層有效孔隙，最大限度地恢復油井產能，進而提高蒸汽吞吐開采效果。

1 泡沫酸體系配方

解堵劑典型配方:6%～15%HCl+0.5%～3%HF+2%～3%緩蝕劑+2%～3%表面活性劑+1%～3%鐵離子穩定劑+1%～3%黏土穩定劑。根據泥質含量，適當調整氫氟酸和鹽酸的濃度，當泥質含量較高時，適當提高氫氟酸濃度，降低鹽酸濃度;當碳酸鹽含量較高時，適當提高鹽酸濃度，降低氫氟酸濃度。

泡沫酸組成:解堵劑+起泡劑+穩泡劑+添加劑+氣體。

泡沫酸液黏度高，摩阻損失小，濾失系數低，對水敏性地層可減輕黏土膨脹。在多孔介質中滲流優先進入高滲帶，疊加的氣阻效應形成比較高的滲流阻力，使后續泡沫酸液轉向進入需要處理的低滲層段，具有酸化調剖的作用。泄壓后氣體膨脹，提高排液速度和排出程度，同時有利于攜帶一些殘渣、不溶物、微細顆粒，達到油層解堵的目的，提高油層的導流能力［2－6］。

1.1 起泡劑的篩選

起泡劑是泡沫酸體系中的重要成分，是影響解堵效果的核心因素之一。室溫條件下，將不同起泡劑試樣配成體積濃度為0.5%的水溶液200 mL，置于吳茵混調器中，用75 mA電流，高速檔運行1 min，將泡沫移入1 000 mL量筒中，讀取泡沫體積，并計時，當泡沫體積衰減到一半時，停止計時，所需的時間即為泡沫半衰期。不同起泡劑起泡性能見表1。

表1 不同起泡劑的泡沫性能

從表1可以看出，相同用量AAS(石油磺酸鹽)的泡沫性能突出，且成本較低，合成工藝成熟，應用領域廣泛。故選AAS為泡沫酸體系的起泡劑。

1.2 穩泡劑的篩選

穩泡劑也是泡沫體系的重要組成部分。常用的穩泡劑包括鹽、聚合物、醇類等。起泡劑采用0.5%體積濃度為AAS，室溫條件下，配制質量濃度為0.3%的不同穩泡劑進行評價，穩泡劑對其泡沫性能的影響見表2。

表2 不同穩泡劑對泡沫性能的影響

由表2可以看出，六磷酸鈉，改性胍膠，聚丙烯酰胺效果較好，綜合考慮，選擇六磷酸鈉作為穩泡劑。

1.3 穩泡劑濃度確定

用體積分數為0.5%的AAS溶液，加入不同濃度的六磷酸鈉后，測試起泡和穩泡性能，試驗結果見圖1。

圖1 六磷酸鈉濃度對起泡性能的影響

由圖1可看出，穩泡劑質量濃度在0.3%～0.5%，使用效果最佳。

1.4 起泡劑濃度的影響

考慮地層對起泡劑的吸附作用，取曙光油田實際地層砂100 g，與穩泡劑質量濃度為0.3%，起泡劑體積濃度為0.3%～0.5%的100 mL水溶液混合均勻，在50℃恒溫24 h，分別測吸附前后的起泡量和半衰期見圖2～圖3，結果表明，地層砂對起泡劑具有吸附作用，當體積濃度大于0.5%，吸附對泡沫的性能影響不大。

圖2 吸附前后起泡量的對比曲線

圖3 吸附前后半衰期的對比曲線

2 泡沫酸配伍性能

2.1 巖芯溶蝕率測定及鋼片腐蝕速率

將已洗油的巖芯(或碎塊)研磨后過0.175 mm孔徑標準篩，篩出物在80℃下烘至恒重后備用。配制的100 mL酸溶液倒入250 mL塑料燒杯中，加入5.000 0 g±0.000 1 g巖芯，恒溫50 ℃ ±1℃下反應8 h。測定巖芯反應前后的失重量，得溶蝕率，見圖4。

圖4 巖芯溶蝕率曲線

由圖4可以看出，試樣濃度達到90%時，巖芯溶蝕率≥6%。

2.2 鋼片腐蝕速率

按2.1篩選得到的試樣，測得60℃鋼片腐蝕速率均≤3.0 g/(m2·h)，說明泡沫酸體系有一定的緩蝕效果。

3 現場試驗

3.1 選井條件及實施工藝

超稠油油藏，油層發育不均、油層黏土含量相對較高(3%～5%)，注汽質量有待提高，周期吞吐效果較差的油井。

采用注汽管柱，在注汽前，將泡沫酸擠入油層。實施對管柱沒有特殊要求。

3.2 現場應用

現場試驗9井次，注汽參數及周期生產情況均取得較好的效果。

周期對比酸化實施前平均注汽壓力15.8 MPa，措施后平均注汽壓力14.3 MPa，周期前后對比注汽壓力下降1.5 MPa。表明油層傷害得到緩解，注汽質量得到改善。

酸化工藝應用前后周期對比油汽比提高0.2，采注比提高0.606，表明實施酸化工藝后，生產效果得到明顯改善。

4 結論

1)泡沫酸技術可降低油井注汽壓力，改善注汽質量?，F場能夠形成穩定的泡沫流體，實現選擇性的解堵，適合油井增產現場需要。

2)泡沫酸技術緩解稠油井周期日產遞減，提高油井階段油氣比、采注比，改善生產效果。該技術對同類油藏具有借鑒意義，具有一定推廣價值。

［1］宋福軍.曙一區杜813興隆臺油藏地質特征及開發規律研究［D］.大慶:東北石油大學，2006.

［2］鄭力軍，張濤，王興宏，等.氮氣泡沫驅油用起泡劑的篩選與評價［J］.石油與天然氣化工.2011(6):607－609.

［3］吳文瑞，李懷杰，孫支林，等.泡沫酸酸化工藝技術研究與應用［J］.石油化工應用，2011(10)，24 －26，33.

［4］袁學芳，蘭夕堂，劉舉，等.一種泡沫酸穩定劑及其泡沫酸體系評價［J］.鉆井液與完井液，2013(3):82－87.

［5］關富佳，姚光慶，劉建民.泡沫酸性能影響因素及其應用［J］.西南石油學院學報，2004(1):65－67.

［6］趙福麟.EOR原理［M］.山東:石油大學出版社，2001.