優化海上水井酸化增注工藝措施探討

程強

【摘 要】本文就海二采油管理區所轄水井船舶酸化解堵施工低效問題，分析其主要因素：注水水質、注采強度、酸化規模、酸化工藝及其他因素。提出了工藝優化方案，正擠前置液（平臺注入水+降壓增注表面活性劑）→正擠主體酸增注液（磷酸配方）→正擠后置液（平臺注入水+降壓增注表面活性劑）→正擠頂替液（高泵壓大排量擠入與增注液等量頂替液），并在CACB1C-3、CACB25E-5兩口水井進行了試驗。

【關鍵詞】水井酸化；埕島油田；近井地帶；低效因素

一、水井管理現狀

隨著海上油田的開發，埕島區塊地層能量逐年下降，補充地層能量保證水驅開發效果是接下來很長一段時間海上油田開發首要任務之一。

海二采油管理區現有注水井59口，其中同心雙管井7口。開井58口（CACB251D-3增壓增注，長停井），日注水量12987方（配注13320方）。平均下井年限2.98年，5-8年的13口。分注井52口，分注率88.1%，層段合格率69.2%。

二、常規水井酸化增注工藝低效因素分析

酸化又稱酸處理，是油層改造、增產增注的重要措施之一。它是將酸液注入到地層中，依靠酸液的化學溶蝕作用，使酸液與油層巖石中的粘土礦物、碳酸鹽巖類等成分發生化學作用來提高油層的滲透性，改善油、氣、水的流動狀況，從而增加油、氣井的產量或注水井注入量的工藝方法。其目的主要有：（1）改造低滲透地層，提高油層滲透率；（2）解除油層孔隙堵塞，打開油氣流入井的通道。

統計分析海二采油管理區2015年9月至2018年5月利用常規海上船舶解堵酸化工藝施工對水井19井次，平均有效期146.42天，其中CACB251C-1兩次酸化施工完仍然欠注，CACB25A-3、CACB20CB-4井因酸化后效果不佳對配注進行相應降低處理。利用主要因素分析法，查找注水井酸化低效因素。分析認為：

（1）注水水質因素：埕島油田注水初期注入水采用海水，礦化度、鹽堿度極高，對地層造成了不可逆的污染破壞。目前平臺注入水大多采用生產污水和水源井水混合注入方式，該種混合注入水水質達標率低，含有大量懸浮固體和油污，容易產生碳酸鹽、鐵氧化物等無機垢物及殘余油污染，從而導致地層滲透率顯著降低，注水能力下降；

（2）注采強度因素：埕島油田投產初期注采關系不平衡，造成地層能量虧空驟減、地層骨架坍塌等傷害。目前強采強注是海上油田最普遍生產方式，為彌補地層虧空，平均單井日注水量較大，在注入水長期沖刷以及酸化過程中的溶蝕作用，導致微粒運移和出砂現象，造成注水油壓上升、注水能力下降；

（3）酸化規模受限：由于海上油田酸化施工完全依靠船舶，受船舶罐存小、平臺空間小、施工成本高等諸多因素影響，主體酸增注液用量一般在15—95m3，酸化解堵半徑多為1.5m左右，僅可解決進井地帶的部分堵塞；

（4）酸化工藝因素：常規酸化工藝通常為正擠前置液（平臺注入水+粘土穩定劑+油層清洗劑）→正擠主體酸增注液（土酸配方）→正擠頂替液（少量平臺注入水），改工藝由于受配方及酸巖面容比較大的影響，導致酸巖反應速度快、易在地層中發生乳化效應，酸液有效作用距離小，易產生二次沉淀再次堵塞地層；

（5）其他因素：埕島油田注水井多為油井轉注井，注水層位存在一定的殘余油，且地層原油粘度較高，有機質含量較高，容易形成乳化堵塞。

三、優化工藝，改善注入環境

受海洋惡劣工作環境以及海況的影響，一直以來海上油田開發均處于高投入、高風險的狀態，水井欠注不僅直接影響對應油井產量，另一方面措施施工也會造成原油生產成本的增加。因此如何降低采油成本，提高開發效益，延長水井酸化解堵有效周期是我們亟待解決的一個重難問題。

經過海二采油管理區技術管理室相關技術人員可研攻關，我們對水井酸化工藝進行優化，遴選更適合埕島區塊儲層的主體酸增注液配方，并應用到CACB1C-3、CACB25E-5兩口問題水井上。

CACB1C-3井于2018年3月14日下新型同心雙管作業完投注，投注后內管呈現油干持平欠注，3月27日進行第一次酸化，內外管油壓均緩降至0.2MPa，仍欠注51%，酸化效果極差，且在4天后內管油壓驟漲，油干持平。我們對酸化增注液配方及酸化工藝進行深層次優化：

正擠前置液（平臺注入水+降壓增注表面活性劑）→正擠主體酸增注液（磷酸配方）→正擠后置液（平臺注入水+降壓增注表面活性劑）→正擠頂替液（高泵壓大排量擠入與增注液等量頂替液）

5月4日，利用降壓增注表面活性劑耐酸、降低表面張力、防止生成乳狀液、優良潤濕改變性能等優點，磷酸電離度低，緩速效果明顯的作用，更好地對油管、地層進行結構性保護，增加酸作用距離實現地層深部解堵。直至目前該井內管油壓穩定在2MPa，持續注水31天均能達到配注要求。

總結CACB1C-3井成功解堵案例，5月10日組織對CACB25E-5井運用同一工序、同一配方進行酸化解堵。泵入部分前置液利用降壓增注表活劑對油管及地層進行保護，改變潤濕性；高泵壓大排量泵入復合酸稀釋液對進井地帶進行解堵；在泵車及油管耐壓承受范圍之內，以最大排量將后置液及足量頂替液泵入井中，向地層深部持續推進增注液的同時對酸化后的進井地帶進行結構性修復。通過一系列的努力，CACB25E-5井酸化解堵施工取得由油壓7.2MPa欠注38.7%變為油壓0.1MPa超注的優良成果（見下表）。

四、結論

根據對前文所述酸化低效因素分析，本次就酸化工藝進行優化并實際應用。得出以下結論：

（1）磷酸配方增注液電離度低，緩速效果明顯，可增加酸液作用距離，達到深部解堵的效果；

（2）在前置液及后置液中加入降壓增注表面活性劑可降低表面界面張力，防止生成乳化液，保護油管地層的同時又增加了酸液有效作用距離；

（3）后置液的泵入可進一步改善井壁附近儲集層物性，盡量減少或消除酸巖反應可能產生的有害沉淀物，恢復儲集層固相和沉淀性酸反應生成物的親水性，可有效防止乳化形成，改善儲集層粘土礦物的水敏性，從而達到延長酸化有效期的目的；

（4）高泵壓、大排量泵入相當體積的頂替液既可將主體酸增注液向更深部的地層孔隙推進，起到深部解堵效果，還可以使孔隙中一些二次沉淀物沖洗開，防止二次堵塞污染。

（5）目前已試驗的兩口水井酸化效果較常規工藝酸化水井效果明顯改善，我們將持續對這兩口井進行實時跟蹤，并在接下來的工作中增加試驗對象進行深入分析。