注水井酸化解堵增注技術

吳艷敏

摘 要：針對巴什托普油田巖層膠結比較致密，孔隙喉道細小且非均質性強，另外，儲層中泥質含量較高，高嶺石、伊利石含量較大，因此在注水過程中粘土與外來水接觸膨脹，剝離的微粒在運移過程中可能堵塞孔道，導致注水井注水能力下降，所以需要研究一項有效的水井酸化解堵技術來提高注水井注水量。

關鍵詞：堵塞;水井;沉淀;酸化解堵;酸液

因巴什托普油田注水井受懸浮物、結垢、細菌、粘土等因素的影響，如采用常規酸液處理，很容易發生二次堵塞。因此，利用酸化壓裂技術重新造縫，在采用新型藥劑吸附在酸化過的孔道內壁表面形成保護膜，防止后續污染物在孔道壁面附著沉積。

1 區塊概況

巴什托普油田位于西南坳陷麥蓋提斜坡群苦恰克構造帶。1992年12月曲3井在石炭系下統巴楚組生屑灰巖測試獲日產油46m3，天然氣1.2×104m3;1994年，石炭系生屑灰巖上報探明儲量，含油面積24.1km2，地質儲量329×104t，可采儲量65.8×104t;2006年，套改變更為含油面積17.46km2，石油地質儲量238.35×104t，可采儲量47.67×104t。

2 存在問題

2.1 儲層非均質性強，粘土礦物含量高

巴什托普油田巖層膠結比較致密，孔隙喉道細小且非均質性強，另外，儲層中泥質含量較高，高嶺石、伊利石含量較大，因此在注水過程中粘土與外來水接觸膨脹，剝離的微粒在運移過程中可能堵塞孔道，導致注水井注水能力下降。

2.2 注入水細菌含量和懸浮物超標

多次在注水井井口或洗井時取水樣化驗數據表明管線中和井筒中均存在著沉積的污染物質;在注水過程中，如水源含有大量懸浮物或細菌，在進入地層后污染物會堵塞毛細孔道，而細菌會在地層內形成沉淀，進一步導致注水壓力上升，注水量下降，影響注水井注水效果。

3 酸化壓裂技術

酸化壓裂（簡稱酸壓）用酸液作為壓裂液，不加支撐劑的壓裂。酸壓過程中一方面靠水力作用形成裂縫，另一方面靠酸液的溶蝕作用把裂縫的壁面溶蝕成凹凸不平的表面。停泵卸壓后，裂縫壁面不能完全閉合，具有較高的導流能力，可達到提高地層滲透性的目的。酸壓和水力壓裂的比較：①相同點是增產的基本原理和目的都是相同的，目標是為了產生有足夠長度和導流能力的裂縫，減少油氣水滲流阻力;②主要差別在于如何實現其導流性，對水力壓裂，裂縫內的支撐劑阻止停泵后裂縫閉合，酸壓一般不使用支撐劑，而是依靠酸液對裂縫壁面的不均勻刻蝕產生一定的導流能力。

3.1 酸液的濾失

3.1.1 酸液濾失量計算

①把地層儲集空間近似為孔隙型，濾失主要受酸液的粘度控制，可以用計算壓裂液的濾失系數公式來計算;②當濾失速度和濾失量都很大，酸壓施工中常出現施工壓力突然下降現象，這就是天然裂縫張開，導致酸液濾失量突然增加所致。對這種情況，一般都是通過室內巖心實驗近似確定。

3.1.2 控制酸液的濾失

①固相防濾失劑，最常用的酸液固相防濾失劑是刺梧桐膠質和硅粉。刺梧桐膠質在酸中能膨脹并形成鼓起的小顆粒，在裂縫壁面形成橋塞，阻止酸蝕孔道的發展，降低濾失面積。硅粉在水力壓裂中常用作防濾失劑，在酸壓中加入酸壓前置液中，以填滿或橋塞酸蝕孔道和天然裂縫，有效地降低酸液的濾失;②在注入活性酸之前，用交聯的或具有一定粘度的前置液。造縫具有三大優點：第一，采用前置液破裂地層形成裂縫，并在裂縫壁面形成濾餅，可以降低活性酸的濾失;第二冷卻井筒和地層，減緩酸液對油管的腐蝕，降低酸巖反應速度，增大酸液有效作用距離;第三膠化酸、乳化酸和泡沫酸等改性酸，膠化酸是相當穩定的，而且由于粘度大，在形成廢酸前能有效地防止酸液的濾失。

3.2 前置液酸壓設計方法

前置液酸壓：在酸壓中，常用高粘液體當作前置液，先把地層壓開裂縫，然后再注入酸液。前置液粘度高，濾失量小，可形成較寬、較長的裂縫。減少了裂縫的面容比，降低酸液的反應速度，增大酸的有效作用距離。前置液預先冷卻了地層，巖石溫度下降，起緩蝕作用。當酸液進入充填了高粘度的液體的裂縫時，粘度很小的酸液不會均勻地把高粘液頂替走，而是在高粘液體中形成指進現象，由于減少了接觸表面積，一方面降低了漏失量，另一方面又減緩了酸液反應速度。因此，能用較少的酸量造成較長的有效裂縫。

3.3 裂縫和酸液溫度的計算

3.3.1 裂縫幾何尺寸

酸壓中粘度較高的前置液與粘度較低的酸液是順序注入的。由于前后注入液體的性質差別，在兩種液體界面前后就存在不同的壓力梯度，這使得裂縫幾何尺寸的計算復雜化。為簡化計算方法，認為縫的幾何尺寸由注入的前置液造成。

3.3.2 縫中酸液溫度

酸液進入前置液造成裂縫后，部分酸液可能與油層溫度平衡。酸液在縫中的溫度分布取決于油層溫度及反應熱對它的影響。一般設計中可簡化為在某一平均溫度下的酸的反應。

4 現場實施及效果分析

從2018年至今共實施酸化壓裂技術3井次，3口注水井注水壓力均有不同程度上的下降。平均單井注水壓力由20.2MPa下降至15.7MPa下降胃4.5MPa，日注水量由46.7m3增加至56.7m3日增注水10m3，措施效果顯駐。