PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術在油田的應用

楊偉民　趙永平　孟麗霞

摘要：本文首先研究了實驗室條件下PRS-多元復合酸的酸液配伍性、酸液腐蝕速率、黏土膨脹率、巖心溶蝕速率等特性，并將其與傳統土酸進行了對比。然后詳細介紹了PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術在某油田中的具體應用，結果表明該項技術的降壓增注效果非常顯著。

關鍵詞：多元復合酸;降壓增注;油田;注水壓力

1.引言

很多油田開采過程中需要注水補充能量，前面幾年整體上的開發形式良好，但隨著注水開發不斷推進，注水壓力逐漸提升，使得注水變得越來越困難，越來越多的井無法達到配注要求。所以非常有必要采取措施對其進行采取降壓增注手段。就目前的技術手段而言，酸化和酸壓是降壓增注的重要措施之一[1]。但是該油藏存在天然裂縫發育，如果通過酸壓的方式進行處理可能會使得裂縫惡化，進而引發更嚴重的后果，因此通過酸化的方式來降壓增注[2]。最開始時，工程技術人員提出通過氫氟酸來酸化砂巖地層，后來土酸得到了大量的使用，這在很大程度上推廣了地層酸化技術。近年來PRS-多元復合酸由于具備顯著的優勢而得到了廣泛應用，優勢主要表現在腐蝕率低、配伍性好等，能夠在提升酸化增注效果的同時，盡可能減小對儲層的二次損害[3]。

2.PRS-多元復合酸室內實驗

2.1酸液配伍性

實驗溫度控制在30℃左右，在此工況下開展PRS-多元復合酸與注入水、地層水的配伍性實驗，實驗結果表明酸液呈現出透明狀態，并且沒有發現有沉淀物，該結果說明PRS-多元復合酸與注入水、地層水擁有相對較好的配伍性，可以通過該算來進行酸化降壓增注處理。實驗室條件下還對酸液表面張力進行了測定，結果為20.26 mN/m，說明能夠在很大程度上減小表面張力，粘度也相對較低，測量結果為2.1 mPa·s。減小粘度和表明張力能夠減小毛細管阻力，進而提升入井液體的滲流性能，確保酸液能夠順利滲入地層較深的部位，這樣就可以很好的處理地層較深部位的堵塞問題。

2.2酸液腐蝕速率

利用酸化降壓增注技術時，對酸液腐蝕速率有一定的要求，通常要求酸液有相對較低的腐蝕速率，因為過高的腐蝕速率可能會對井下金屬管柱以及相關的注水設施產生腐蝕作用。為了降低PRS-多元復合酸的腐蝕速率，在其中添加2.0%的緩蝕劑，然后利用該酸液腐蝕鋼片并測量腐蝕速率，同時也利用傳統土酸進行了對比實驗，實驗在60℃條件下開展。結果發現，傳統土酸的腐蝕速率為21.4g·m-2·h-1，且鋼片出現了不均勻的點蝕現象，而PRS-多元復合酸的腐蝕速率為0.386g·m-2·h-1，且鋼片表明的腐蝕比較均勻?？梢姡琍RS-多元復合酸的腐蝕速率較傳統土酸要低很多，表明其具備很好的緩蝕效果。同時，PRS-多元復合酸對鋼片的腐蝕相對均勻，沒有發生土酸引起的點蝕現象。總之，通過PRS-多元復合酸能夠有效避免其對注水設施和地層造成的傷害。

2.3黏土膨脹率

本文所述油藏其地層黏土礦物中包含了很多伊利石和蒙脫石，這些礦物質在酸化時可能出現水化膨脹以及分散運移現象，一旦出現這種情況就非常容易在孔隙彎曲的部位出現堵塞問題，進而對酸化層產生一定的傷害。在PRS-多元復合酸液體內部添加適量高效防膨劑，然后利用該液體實施黏土膨脹率實驗，同樣地利用傳統土酸進行了對比。兩個實驗組在實驗之前黏土的體積均為4.6 mL，利用不同的酸液處理8小時后，傳統土酸實驗組和PRS-多元復合酸實驗組中的黏土體積分別為5.8 mL和4.9 mL，8小時處理后兩個實驗組黏土的體積膨脹率分別為27.5%和7.2%。由實驗數據可知，PRS-多元復合酸8小時處理后的黏土體積膨脹率只有傳統土酸的25%左右，該結果表明，利用PRS-多元復合酸進行酸化降壓增注處理時，能夠有效避免地層黏土的膨脹，避免出現其他的問題。

2.4巖心溶蝕速率

在酸化降壓增注技術中，巖心溶蝕速率是其中非常重要的參數，通過該參數可以有效判斷酸液緩釋作用時間的長短，及其能夠穿透的地層深度。本文開展了60℃溫度環境下的巖心溶蝕速率實驗，使用的酸分別有傳統土酸和PRS-多元復合酸，對兩者的實驗結果進行對比分析。實驗結果表明，在60℃溫度環境下，傳統土酸在剛開始的很短時間內具有給出高的巖心溶蝕速率，在前20分鐘內溶蝕率快速上升，隨后其溶蝕速率有所減緩，溶蝕率的增加速度逐漸減慢，到90分鐘左右時，溶蝕率基本不再增大，表明此時傳統土酸已經尚失了反應能力。而對于PRS-多元復合酸而言，在本次實驗過程中，其溶蝕速率基本保持穩定，溶蝕率隨著時間基本呈現出線性的增長關系，超過90分鐘以后仍然具有穩定的溶解性能，甚至時間延長至120分鐘～150分鐘時仍然具有一定的溶蝕能力。查閱資料可知，這可能是因為PRS-多元復合酸中溶液內部的無機酸和中強有機酸慢慢被電離，進而產生大量的H+離子溶解到溶液內部。進一步對比傳統乳酸和PRS-多元復合酸的實驗結果可知，兩者最終的溶蝕率相差不大，其中PRS-多元復合酸的溶蝕率在55.58%，傳統土酸較多元復合酸略高，但在整個溶蝕過程中傳統土酸的溶蝕速率不穩定，剛開始時溶蝕率很強而后基本失去溶蝕能力，而PRS-多元復合酸在整個過程中有著穩定的溶蝕能力，持續的反應時間相對較長。上述的實驗結果說明PRS-多元復合酸相對傳統土酸具備更好的緩蝕作用，這樣就能夠保證酸液能夠滲透到更深的地層中，提升酸液的穿透性能。

3.PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術在油田的應用

甘肅普銳斯長期致力于長慶油田特低滲透油田的措施酸化，歷年酸化效果得到了采油二廠、采油五廠、采油七廠、采油八廠和采油十一場等領導和技術人員的普遍好評，酸化效果好，歷年措施有效率達到96%～98%以上。2015年～2017年甘肅普銳斯石油科技公司的PRS多元復合酸化技術再長慶油田隴東區塊的采油二廠、采油五廠、采油七廠、采油十廠、采油十一場共計122口井，其中注水井87口，油井35口，120口有效，措施有效率98.3%。其中注水井87口井，注水一個月后，86口井能夠達到配注要求，酸化有效率達98.8%，注水四個月后仍有83口井能達到配注要求，持續有效井比例達95.4%。平均油壓下降2.1MP，平均單井年累計增注2000m3以上，措施效果良好。采油井35口，完工后前三個月平均單井日增油量超過1.2噸，平均單井年累計增油243噸。

長慶油田第七采油廠的井，由于很多油井出現了注水困難的問題，因此急需使用酸化降壓增注技術來改善目前的現狀。在具體應用過程中，在使用PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術之前，油井其平均的注水壓力是22.1MPa，通過酸化處理后，油井其平均的注水壓力減小到16.9MPa，與酸化前相比注水壓力減小了5.2MPa，這么大幅度的壓力降低在很大程度上改善了該油藏注水井欠注問題。對于個別油井利用PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術沒有產生效果，結合具體情況分析認為其主要的原因為：油井的射孔段滲透率相對較低，在0.25 mD～0.75 mD范圍內，投注剛開始的時候就已經具備很高的注水壓力，而利用PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術進行處理時只添加了少量的酸液，添加的PRS-多元復合酸液量不夠，導致酸化解堵范圍很小，最終使得此口油井的降壓增注效果不明顯，沒有達到預期的目標。

下面以其中的一口油井作為案例，詳細介紹PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術在油田的應用情況，此口油井某年3月份開始實施補孔注水，每天的配注量是15 m3，此時的井口油管壓力為18.6 Mpa，每天的注水量在12 m3。隨著時間的推移，到當年的6月份時，配注量和井口油管壓力都顯著提升，分別為30 m3/天和23.3Mpa，該數值已經相對很大，甚至已經超過注水泵以及注水管網的安全運行閾值，存在一定的安全隱患，并且配注量和井口油管壓力有進一步升高的趨勢。針對該問題及時采取了PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術，針對該口油井分別總共添加了65 m3和40 m3的PRS-多元復合酸液以及活性水洗井液。使用酸化降壓增注技術后，井口油管的壓力降低到了16Mpa，與酸化前相比下降了7.3 Mpa。配注量降低至每天20 m3，實際的注水量也是每天20 m3，截至目前井口油管的壓力控制在17.7 Mpa，配注量以及實際注水量均控制在每天20 m3，采取PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術后，總共增注1527 m3?？傮w而言，通過該項技術的使用達到了預期目標，解決了實際問題，起到了顯著的降壓增注效果。

結束語

綜上所述，大量的實驗表明PRS-多元復合酸與傳統土酸相比存在明顯的優勢，前者的溶蝕時間更長，能夠滲透到更深的地層中，酸液的穿透性能較強。PRS-多元復合酸降壓增注工藝技術在油田中的應用取得了顯著的效果。

參考文獻：

[1] 李曉東，杜永慧，楊杰，等.文33塊沙三上油藏弱敏感降壓增注體系研究與性能評價[J].石油天然氣學報，2018，40（6）：94-99.