油藏酸化降壓增注技術研究

田培蓉

（西安石油大學石油工程學院，陜西西安 710065）

隨著油氣田的不斷開發，對于滲透率比較低的低滲和特低滲油氣田，砂巖、碳酸鹽巖的存在，使得酸化顯得是必不可少的增產技術。在低滲特低滲油氣田中，注水壓力比較高，需要地面裝置提供較高的壓力，開發難度比較大，效果還不一定理想，在此狀況下，就有必要降低注水時的壓力，需要對油氣層進行處理，人為降低地層壓力，達到降壓增注的目的，這時就要進行酸化，通過酸化來降低地層壓力，把地層壓力降低后，注水時才會比較容易，也更為有效。酸化通過改變儲層的儲滲空間和地層原有性質，改變滲透率，孔隙度，使之增大，降低毛管壓力，降低注入阻力，在此過程中并能比較好的控制成本，有好的經濟效益。最終提高油氣田的采收率。

1 實驗部分

1.1 液測滲透率測量方法

1.1.1 液測滲透率原理 巖石的絕對滲透率的確定基于達西公式，即：當流體流過巖樣時，其流量與巖石的截面積A，進口端壓差ΔP 成正比，與巖石長度L 成反比，與流體的粘度μ 成反比。即：

由達西公式可知：

式中：K－巖樣的絕對滲透率，μm2；A－巖樣的截面積，cm2；L－巖樣的長度，cm；μ－通過巖樣液體的粘度，mPa·s；ΔP－巖樣兩端的壓力差，0.1 MPa；Q－在壓差ΔP下通過巖樣的流量，cm3/s。

若已知實驗巖心的端面面積A，長度L 和液體粘度μ。在測出液體的流量Q 和此時巖心兩端的壓力差ΔP，便可根據式中計算出巖石的絕對滲透率K。

1.1.2 實驗儀器及流程圖 實驗儀器：液測滲透率實驗裝置圖，量筒，秒表，游標卡尺，燒杯等。

實驗流程圖（見圖1）。

1.1.3 實驗步驟及注意事項

圖1 液測滲透率的實驗裝置圖

1.1.3.1 實驗步驟 （1）用游標卡尺測量巖樣的直徑和長度；（2）將巖樣飽和鹽水后裝入巖心夾持器；（3）打開手搖泵通向巖心夾持器環空的開關，加環壓；（4）打開平流泵電源，預熱五分鐘后，設置流量，測定在所設定的流量時巖心入口端的壓力，并用量杯和秒表測出其出口端流量；待壓力表數據趨于穩定，出口流速穩定時，記錄此時的壓力和流量；（5）改變流量，重復步驟4，計算巖石滲透率；（6）實驗數據記錄完后，卸掉環壓，關閉平流泵，取出巖樣。

1.1.3.2 注意事項 （1）在巖樣裝入夾持器后才能加環壓，取出巖樣后，一定不能加環壓，否則可能會損壞膠皮套；（2）在設置流速時，應按要求設置，不能太大，否則查出來的量程會損害泵；（3）巖心不能切的太短，可能會產生末端效應，影響滲透率的測量。

1.2 注污水實驗方法

注入地層污水的操作：中間容器里面加入姬源長8的地層污水，巖心與地層污水配伍性好。利用液測滲透率的儀器來注入地層水，微流量泵設定合理的流量，以防止速敏對巖石的滲透率造成附加損害，待壓力和流量穩定后連續注入2 h，注污水結束。通過液測滲透率，測定污染過的巖心滲透率。

1.3 酸化實驗方法

（1）計算巖心的孔隙度，根據巖心的孔隙度來計算反向注入的酸液的體積。注入1.0 倍孔隙體積的常規土酸，計算注入酸液時的管線的體積，注入的總體積是這部分管線的體積與巖心孔隙體積之和。

（2）配置100 mL 的酸液并加入緩蝕劑，鐵離子穩定劑，粘土防膨劑。

（3）開泵反向注入酸液。

（4）停驅替泵模擬關井，包括注酸在內的酸反應時間是1 h。

圖2 注污和酸化后滲透率變化柱狀圖

表1 注污和酸化后滲透率變化表

（5）正向驅替，注入與地層水相同礦化度的KCl 鹽水，連續測定時間、壓差、溫度、液量，同時用精密pH試紙測定流出液的pH 值的變化。

（6）從注酸開始，連續收集數份流出液待測，直至累積量達到10 倍～15 倍孔隙體積。

（7）當流動狀態穩定且pH 值不變時，關驅替泵，停止驅替實驗。

（8）通過液測滲透率，測定酸化過的巖心滲透率。

2 結果與討論

2.1 滲透率的變化

由圖2 和表1 可以看出，經過注污水后滲透率明顯受到傷害，而通過酸化后大大提高了滲透率，表明酸化效果良好。其原理是通過酸液對巖石交界或地層孔隙裂縫內堵塞物等的溶解和溶蝕作用，恢復或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。酸化過程也可除垢，改變儲層的儲滲條件。

2.2 壓力的變化

表2 注污和酸化后壓力變化表

由表2 和圖3 得出，四塊巖心初測流壓明顯升高，其余四塊都有不同程度的改善幅度在9.1 %到13.6 %，說明酸化有助于提高滲透率和降低流壓。滲透率的上升和注入壓力的降低，可以增加注水井的注入水量，達到酸化降壓增注的目的，提供足夠的能量來采油，最終提高采收率。

圖3 流壓變化柱狀圖

3 結論

（1）酸化后，滲透率和注入壓力都有明顯的改善，其中，滲透率提高10 %以上，五塊巖心中除有兩塊酸化后滲透率比初測滲透率沒有提高，其余都呈現改善狀況，效果明顯。

（2）酸化后，五塊巖心的注入壓力中，除有一塊巖心酸化后的壓力初測流壓升高，其余都有不同幅度的改善，幅度在9.1 %到13.6 %。滲透率和注入壓力都有顯著的變化，表明酸化效果良好。

［1］ 饒鵬.低滲油藏水力脈沖波輔助深度酸化降壓增注技術研究［D］.中國石油大學（華東），2013.

［2］ 張頂學，廖銳全，楊慧.低滲透油田酸化降壓增注技術研究與應用［J］.西安石油大學學報（自然科學版），2011，（2）：52-55+119-120.

［3］ 李俊.低滲透油藏降壓增注技術研究［D］.成都理工大學，2011.

［4］ Sergio Caicedo. Feasibility Study of Ultrasound for Oil Well Stimulation Based on Wave-Properties Considerations［J］.SPE 107083，2008.

［5］ 左挺，張冕，陸紅軍，韓文哲，池曉明.超低滲透油藏酸化增注技術研究［A］.中國石油和石化工程研究會.油氣藏改造壓裂酸化技術研討會會刊［C］.中國石油和石化工程研究會，2014.

［6］ 顧燕凌，陸紅軍，李建山，等.超低滲透油藏活性酸酸化增技術研究［J］.西安石油大學學報（自然科學版），2012，（4）：50-53+116.

［7］ Tarek Hamida，Tayfun Babadagli. Effects of ultrasonic waves on the interfacial forces between oil and water［J］.Ultrasonics Sonochemistry，2008，（15）：274－278.

［8］ 羅躍，陳文斌，鄭力軍，毛紫楠.降壓增注技術在低滲透油田的應用研究［J］.斷塊油氣田，2008，（2）：72-74.