分層暫堵酸化技術(shù)研究及效果評價

張寧利，李 熠，張紅崗，周長順，韓昭海，南 茜，侯艷紅

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

分層暫堵酸化技術(shù)研究及效果評價

張寧利，李 熠，張紅崗，周長順，韓昭海，南 茜，侯艷紅

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

采油三廠多層系開發(fā)區(qū)塊主要在D1、D2、D3、D4等C1油藏，多層系開發(fā)油井共計1 126口，平均單井日產(chǎn)油2.05 t。籠統(tǒng)暫堵酸化對于多層開發(fā)油井針對性較差，措施后增油效果不明顯，2014-2016年開展籠統(tǒng)暫堵酸化措施89井次，平均單井日增油0.73 t，不能達(dá)到解堵目的。另外籠統(tǒng)暫堵酸化是采用固體聚丙烯酰胺，施工時容易卡鉆，因此，急需開展分層暫堵酸化工藝技術(shù)研究，解決多層開發(fā)油藏的層間矛盾，提高技術(shù)針對性。

苯甲酸鈉；苯甲酸；層間矛盾；措施效果

1 實施分層暫堵酸化的必要性

采油三廠多層系開發(fā)區(qū)塊主要為D1、D2、D3、D4等C1油藏，多層系開發(fā)油井共計1 126口，平均單井日產(chǎn)油2.05 t。籠統(tǒng)暫堵酸化對于多層開發(fā)油井針對性較差，措施后控水效果不明顯，2014-2016年開展多層系開發(fā)油井籠統(tǒng)暫堵酸化措施89井次，平均單井日增油0.73 t，含水基本保持平穩(wěn)[1-3]，實施分層暫堵酸化18井次，平均單井日增油1.23 t，含水下降7.1%。多層系籠統(tǒng)暫堵酸化使得酸液進(jìn)入高滲帶層，低滲帶層達(dá)不到解堵的效果，不能解決層間矛盾；另外籠統(tǒng)暫堵酸化是采用固體聚丙烯酰胺暫堵劑，施工時容易造成封隔器卡鉆，發(fā)生井下事故。2015年在D1區(qū)塊C1油藏實施3口井分層暫堵酸化，效果顯著，鑒于多層系開發(fā)油井產(chǎn)能不能充分的發(fā)揮，2016年在D1、D3區(qū)塊開展分層暫堵酸化，有效提高單井產(chǎn)能（見圖1）。

分層暫堵酸化工藝?yán)没浊蜃肚蚍绞剑鲗釉诖胧┻^程中不發(fā)生層間干擾[4-7]，對每層都能達(dá)到解堵目的，提高各層利用能力，達(dá)到措施增產(chǎn)效果（見圖2，表1）。

圖1 籠統(tǒng)暫堵酸化（左）與分層暫堵酸化（右）效果對比

圖2 籠統(tǒng)暫堵酸化（左）與分層暫堵酸化（右）管柱對比圖

表1 2015-2016年多層系開發(fā)油井暫堵酸化對比表

2 分層暫堵酸化原理

2.1 工作原理

暫堵劑苯甲酸鈉（C6H5COONa）與酸液在地層內(nèi)反應(yīng)，生成苯甲酸（C6H5COOH）暫堵劑，在溫度60℃下，對其進(jìn)行粒徑測定，其粒徑范圍以0.08 mm～0.15 mm為主，占65.2%，0.16 mm～0.28 mm，占 25.7%，地層內(nèi)形成“橋堵”，達(dá)到使酸液轉(zhuǎn)向的目的（見圖3）。

苯甲酸暫堵劑合成方程式：

2.2 暫堵劑實驗室研究結(jié)果

圖3 液態(tài)ZDJ-b暫堵劑原理圖

2.2.1 性能評價 通過對優(yōu)選的ZDJ-b暫堵劑進(jìn)行室內(nèi)實驗評價，驗證了暫堵劑的油溶性以及在酸液體系中的穩(wěn)定性等。

2.2.1.1 暫堵劑酸不溶性評價 分別用5份ZDJ-b暫堵劑，與10%鹽酸、土酸、10%磷酸、5%醋酸以及乳化酸進(jìn)行攪拌，觀察其在酸液中的溶解性。

實驗結(jié)果表明，ZDJ-b暫堵劑在不同濃度酸液體系中均具有不被溶解及溶蝕性能，具備暫堵酸化的基本要求（見表2）。

表2 ZDJ-b暫堵劑在不同酸介質(zhì)中的溶解率表

2.2.1.2 暫堵劑油溶性能評價 將5份ZDJ-b暫堵劑分別置入煤油和原油以及不同比例的水+煤油混合物中，放置24 h后，觀察其在不同介質(zhì)中的溶解率。

ZDJ-b暫堵劑在煤油及原油中有很高的溶解度，進(jìn)入地層的ZDJ－b與油井產(chǎn)出液接觸時可在較短時間內(nèi)溶解，而失去堵塞作用，因而不會增加油流壓力返排帶來的困難，也不會對地層造成永久性損害（見表3）。

表3 ZDJ-b暫堵劑在不同介質(zhì)中的溶解率表

2.2.2 暫堵劑封堵性評價

（1）堵劑濃度：為探明施工用液的濃度，以達(dá)到最佳的封堵效果，室內(nèi)考察了ZDJ-b暫堵劑懸浮液注入量相同而濃度不同時的封堵效果，結(jié)果（見表4）。

實驗表明，隨著堵劑濃度增大，封堵效果提高，突破壓力明顯增大。此外，實驗中還發(fā)現(xiàn)，相同濃度時，滲透率增大（即孔道變大），則承壓能力降低，說明隨著地層滲透率增大，施工濃度相應(yīng)要增加。

（2）堵劑注入量：室內(nèi)考察了注入不同倍數(shù)孔隙體積堵劑時的侵入深度及封堵效果，結(jié)果（見表5）。表5中：H-侵入深度；L-巖心長度；堵劑懸浮液濃度為15%。

表4 ZDJ－b暫堵劑濃度對封堵效果的影響

表5 ZDJ-b堵劑注入量對侵入深度及封堵效果的影響

堵劑注入量越多，封堵效果越好，從滿足施工效果和經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，以選擇5倍孔隙體積的注入量為宜。因此在現(xiàn)場施工時要求設(shè)計的堵劑注入量在高滲透層中能達(dá)到一定的封堵深度（≥1 m），這樣才能承受較高的正、反向壓力沖擊，避免酸液突破進(jìn)入高滲透水層而漏失，同時可延長堵水的有效期。

（3）暫堵劑的封堵效果：其堵前的水、油相滲透率Kw1，Ko1，堵后的水、油相滲透率 Kw2，Ko2，以及堵水、堵油率 ηw，ηo，實驗結(jié)果（見表6）。

說明暫堵劑主要進(jìn)入了高滲透率巖心，封堵效果較好。

表6 ZDJ-b暫堵劑封堵效果表

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

3.1 完成工作量及效果

2015-2016年共完成油井18口，有效率94.4%，平均單井日增油1.23 t，累計增油5 814.41 t，綜合含水下降 7.1%（見圖4，表7）。

圖4 分層暫堵酸化措施前后對比圖

表7 分區(qū)塊效果統(tǒng)計表

3.2 典型井分析

3.2.1 有效井分析 A1井C111、C112兩層開發(fā)，兩層間隔15 m以上，屬于中高含水井。該井周圍2口井注水，能量充足，壓力17.26 MPa。設(shè)計分層暫堵酸化工藝，發(fā)揮兩層剩余油開發(fā)效果。截止目前有效期254 d，日增油1.22 t，累計增油295.65 t，措施效果較好。

3.2.2 無效井分析 A2井周圍2口井注水，不在主應(yīng)力方向，能量不足，壓力9.82 MPa，截止目前日增油0.32 t，累計增油55.09 t，措施效果差。

3.3 各區(qū)塊參數(shù)統(tǒng)計及確定

（1）D1區(qū)塊C1油藏施工11口井，有效率100%，累計增油1 940.7 t，含水下降8.8%。從散點圖得出，該區(qū)塊加酸強(qiáng)度1.08 m3/m，堵劑用量1.3 t～1.5 t（見表8，圖5，圖6）。

（2）D2區(qū)塊參數(shù)確定依據(jù)：D2區(qū)塊C1油藏實施4口井，有效率100%，累計增油1 950.5 t，含水下降7.0%。從參數(shù)統(tǒng)計得出，該區(qū)塊加酸強(qiáng)度0.83 m3/m，堵劑用量1.6 t（見表9）。

（3）D3區(qū)塊參數(shù)確定依據(jù)：D3區(qū)塊C1油藏實施3口井，有效率66.7%，累計增油552.7 t，含水下降4.3%。從參數(shù)統(tǒng)計得出，該區(qū)塊加酸強(qiáng)度1.43 m3/m，平均堵劑用量2.0 t（見表10）。

4 結(jié)論與建議

（1）分層暫堵酸化從施工可實施性及安全要求兩層間隔在15 m以上，有利于工藝方案實施。

（2）從措施效果分析，苯甲酸鈉暫堵劑適合于多層系開發(fā)油井的控水穩(wěn)油。

表8 D1區(qū)塊C1油藏施工參數(shù)及效果表

圖5 加酸強(qiáng)度與累計產(chǎn)油量散點圖

圖6 堵劑用量與累計產(chǎn)油量散點圖

表9 D2區(qū)塊C1油藏施工參數(shù)及效果表

表10 D3區(qū)塊C1油藏施工參數(shù)及效果表

（3）暫堵劑與酸反應(yīng)速度快，為了避免暫堵劑和酸在井筒和近井地帶反應(yīng)，造成堵塞。因此在施工過程中控制隔離液用量是關(guān)鍵，隔離液量大于1 m3。

（4）選井是關(guān)鍵，選井要考慮地層能量、油井物性、周圍油井生產(chǎn)動態(tài)等因素，保障措施效果。

（5）采用雙封隔器滑套不動管柱工藝，達(dá)到分層酸化的目的，使得措施過程中安全可靠。

（6）根據(jù)措施效果及參數(shù)統(tǒng)計，確定了不同油藏的施工參數(shù)，D1區(qū)塊C1油藏加酸強(qiáng)度1.08 m3/m，堵劑用量1.3 t～1.5 t。D2區(qū)塊C1油藏加酸強(qiáng)度0.83 m3/m，堵劑用量1.6 t。D3區(qū)塊C1油藏加酸強(qiáng)度1.43 m3/m，堵劑用量2.0 t。

（7）D1區(qū)塊初期效果較好，但是有效期短，建議下步適當(dāng)增加加酸強(qiáng)度。

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Study on the technology and effectiveness evaluation of hierarchical temporary blocking acidification

ZHANG Ningli，LI Yi，ZHANG Honggang，ZHOU Changshun，HAN Zhaohai，NAN Xi，HOU Yanhong
（Oil Production Plant 3 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Yinchuan Ningxia 750006，China）

The development of the multi-layer system of the oil production plant is mainly in the reservoirs of D1、D2、D3、D4 and so on.There are 1 126 wells in the multi-layer system,and the average single-well daily oil is 2.05 t.In addition,the effect of oilification is not obvious for the multi-layer development of oil wells,and the effect of increasing oil is not obvious.From 2014 to 2016,it is carried out.The average single-daily well oil is 0.73 t.In addition,the temporary cure acidification is the use of solid polyacrylamide,easy to drill when the construction,therefore,the urgent need to carry out hierarchical temporary plug acidification technology research to solve the multi-layer development of the inter-layer contradiction,improve the technical relevance.

sodium benzoate；benzoic acid；interlayer contradiction；measure effect

TE357.2

A

1673-5285（2017）08-0024-06

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.006

2017－07-10

張寧利，1999年畢業(yè)于石油大學(xué)（華東），石油工程專業(yè)，現(xiàn)為采油三廠采油工藝研究所井下室技術(shù)干部。