一種復合酸在BZ34-1油田X井的應用

孟向麗，孫　林，楊　淼，夏　光，劉常清，張　寧

(1.中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452；2.中海石油(中國)天津分公司渤南作業公司)

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一種復合酸在BZ34-1油田X井的應用

孟向麗1，孫林1，楊淼1，夏光1，劉常清2，張寧2

(1.中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452；2.中海石油(中國)天津分公司渤南作業公司)

BZ34-1油田X井受儲層條件和生產方式影響，存在比較嚴重的高壓欠注問題，常規酸化有效期短，解堵增注效果不理想。在深入分析X井欠注原因的基礎之上，利用有機酸、無機酸和有機解堵劑的復合解堵作用，研發了一種復合酸。應用該復合酸酸化后，X井注入壓力下降了2 MPa，注水量提升了100 m3/d，增注效果明顯。

BZ34-1油田；復合酸；油井解堵

BZ34-1油田X井為先期排液注水井，于2007年7月投產，排液初期實際日產油100 m3左右，含水0.3%～1.0%。2009年4月該井轉注，注水層位為明化鎮組NmIII-2、NmIII-3和NmV-1油組。2010年～2015年，對該井多次進行吸水剖面測試和分層靜壓測試，發現三段注水層位注入能力差異較大，部分層位出現欠注造成地層虧空。2011年12月和2013年11月，對該井分別進行了分層酸化，但解堵增注效果都不甚理想。為此，對X井的欠注原因進行了分析，并針對該井開展了一種復合酸的研究與應用。

1　X井欠注原因分析

X井自2009年4月轉注以來，注水層位為明化鎮組NmⅢ-2、NmⅢ-3和NmV-1油組，采用清污混注方式進行注水。對該井的儲層條件和注水水質進行分析，其欠注原因可能有以下幾個方面：

(1)水源水與地層水配伍性差，形成鈣質垢堵塞儲層中的有效孔喉。BZ34-1油田水源水產自館陶組，而生產層位為明化鎮組，對注入的水源水和產出的地層水進行配伍性評價發現：兩種水體的陰陽離子濃度相差較大，尤其是Ca2+、Mg2+離子和HCO3-、CO32-離子混合后形成沉淀，造成結垢。對這些垢樣進行能譜分析，發現其C、O、Ca三種元素之和超過95%，可以判定垢樣的主要成分為CaCO3。在顯微鏡下觀察發現，垢樣的粒徑大體分布在5～10 μm，部分甚至達到了10～40 μm，足以堵塞儲層中的有效喉道，導致儲層注水壓力升高[1]。

(2)回注水水質不合格，機械雜質和固體懸浮物等沉積堵塞近井地帶。BZ34-1油田采用清污混注方式進行注水開發，其回注污水也是重要的注水水源。對水處理流程中各個節點處進行平臺在線水質監測，發現除水源井口處水質基本達標以外，各節點處多項指標，如含油量、固懸浮物、硫酸鹽還原菌等，均超出控制指標。回注水水質不達標，極易引起儲層損害，造成儲層滲透率下降，注水困難[2]。

(3)儲層黏土礦物含量高，容易對儲層造成水敏性傷害。BZ34-1油田儲層中黏土礦物體積分數約為8.9%，其中蒙脫石占黏土的體積分數44.7%，高嶺石占黏土的體積分數30.8%，另有少量伊利石和綠泥石等。X井注水層位黏土礦物體積分數12%～36%，最高達到35.8%，當注入水礦化度低于臨界礦化度時就會發生黏土分散、運移，進而破壞黏土礦物的集合狀結構，導致其他顆粒運移，以及孔隙的有效半徑減小[3]。

2　室內解堵體系評價

在對X井欠注原因進行深入分析的基礎之上，從解除地層有機垢、無機垢堵塞，防止儲層水敏二次傷害發生的角度，進行了復合酸的研發。該酸液體系是由無機酸HY、H3Y、H4Y，有機酸H6Y，有機解堵劑YJ，以及多種添加劑組合而成的成品酸，利用有機解堵劑YJ解除地層的有機堵塞，無機酸HY清洗鈣質，有機酸H6Y和無機酸H3Y螯合Ca2+離子，防止CaF2沉淀產生，多級緩速酸H4Y溶蝕泥質堵塞，多步緩速，保護巖石骨架；添加劑FC和WS能夠很好地起到防止黏土膨脹、穩砂固砂以及洗油作用。

2.1配伍性評價實驗

實驗目的：確定復合酸與注入水的配伍性，避免沉淀產生。實驗條件：60 ℃，24 h。

選取3個300 mL的耐酸試劑瓶，將復合酸與BZ34-1油田注入水以1∶0，1∶1，1∶2三種體積比配液，然后混合搖勻，放入60 ℃水浴鍋中恒溫加熱24 h，觀察現象。從實驗結果(表1)可以看出，復合酸與BZ34-1油田注入水以三種比例混合，水浴前后均無沉淀產生及分層出現，說明復合酸與BZ34-1油田注入水配伍性良好。

表1　復合酸與BZ34-1油田注入水配伍性實驗

2.2二氧化硅溶蝕實驗

實驗目的：評價復合酸對二氧化硅的溶蝕情況，保護儲層巖石骨架。實驗條件：60 ℃，6 h。

參照行業標準[4]，選取3個300 mL耐酸試劑瓶，按照1 g∶20 mL比例加入石英砂(60～80目)和復合酸，放入60 ℃水浴鍋中恒溫6 h，水浴后取出試劑瓶，濾紙過濾后烘干稱量，計算二氧化硅的溶蝕率。從實驗結果(表2)可以看出，復合酸對二氧化硅的溶蝕率僅有0.27%，說明該復合酸能有效保護巖石骨架，避免地層垮塌。

表2　復合酸對二氧化硅的溶蝕實驗

2.3鋼片腐蝕實驗

實驗目的：評價復合酸的緩蝕性能，確保酸化施工安全。實驗條件：60 ℃，4 h。

按照行業標準[5]，選取3個N80鋼片，將鋼片分別放入3個裝有復合酸的試劑瓶中，放入60 ℃水浴鍋中恒溫加熱4 h，觀察水浴前后試片表面的變化，并計算鋼片的腐蝕速率。實驗結果(表3)表明：復合酸對N80鋼片的平均腐蝕速率僅為0.6771 g/(m2·h)，遠遠低于行業標準，緩蝕性能良好，能很好地保護施工管線和生產管柱等。

2.4垢樣溶蝕實驗

實驗目的：評價復合酸對BZ34-1油田模擬垢樣的溶蝕效果，保證措施的有效性。實驗條件：60 ℃，2 h。

表3　復合酸對N80鋼片腐蝕速率測定實驗

將垢樣進行洗油烘干處理，然后稱取同一質量的垢樣3份放入耐酸試劑瓶中，按照1 g∶20 mL的比例分別加入垢樣和復合酸，放入60 ℃水浴鍋中恒溫2 h，水浴后取出試劑瓶，濾網過濾后烘干稱量，計算垢樣的溶蝕率。實驗結果表明(表4)：復合酸能對BZ34-1油田注水井模擬垢樣起到很好的溶蝕作用，平均溶蝕率為77%。

3　現場應用情況

2015年8月11日～18日，對X井NmⅢ-2、NmⅢ-3和NmV-1油組進行了分層酸化。施工程序見表5。

表4　復合酸對BZ34-1油田注水井垢樣溶蝕實驗

X井酸化前注入壓力為11.00 MPa，注水量為790 m3/d，酸化后注入壓力下降到9.20 MPa，注水量提升到900 m3/d。另外其視吸水指數也由酸化前的75 m3/(d·MPa)提升到94 m3/(d·MPa)，降壓增注效果比較明顯。

表5　X井在線酸化注酸程序

4　結論

(1)由于生產方式和儲層物性的影響，X井出現了高壓欠注，其原因一方面是注入水影響，水質不配伍和水質不達標造成近井地帶堵塞；另一方面是儲層黏土礦物含量高，容易產生水敏性傷害。

(2)研發出的復合酸，利用有機解堵劑YJ解除地層的有機堵塞，無機酸HY清洗鈣質，有機酸H6Y和無機酸H3Y螯合Ca2+離子，防止CaF2沉淀產生；多級緩速酸H4Y溶蝕泥質堵塞，多步緩速，保護巖石骨架；添加劑FC和WS能夠很好地起到防止黏土膨脹、穩砂固砂以及洗油作用。

(3)X井現場應用效果表明，該酸液體系在BZ34-1油田能起到很好的降壓增注作用，解堵效果明顯。

[1]陳超,馮于恬,龔小平.渤中34-1油田欠注原因分析[J].油氣藏評價與開發,2015,5(3):44-49.

[2]楊鵬.渤南油田注水井欠注傷害機理研究[J].中國石油和化工標準質量,2012,(5)：115-116.

[3]王行信,周書欣.砂巖儲層黏土礦物與油層保護[M].北京：地質出版社，1992:56-58.

[4]石油天然氣行業標準化委員會.中華人民共和國石油天然氣行業標準SY/T 5336-2006：巖心分析方法[S].北京:石油工業出版社,2006.

[5]石油天然氣行業標準化委員會.中華人民共和國石油天然氣行業標準SY/T 5405-1996：酸化用緩蝕劑性能試驗方法及評價指[S].北京:石油工業出版社,1996.

編輯：李金華

1673-8217(2016)05-0135-03

2016-04-16

孟向麗，工程師，碩士，1986年生，2011年畢業于西南石油大學油氣田開發工程專業，現從事油氣田增產措施技術研究工作。

中國海洋石油總公司項目“海上聚合物驅增效工藝技術研究”(CNOOC-KJ 135 KJXM NFGJ 2016-04)。

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