文东油田特低渗储层酸化增注体系的研究与应用.pdf

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精细石油化T进展6ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS第17卷第2期文东油田特低渗储层酸化增注体系的研究与应用刘晶(中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳457001)摘要针对传统酸液体系反应速度快、酸化半径小和酸化有效期短等缺点，结合文东油田实际情况，研制了高温缓速、深部穿透的缓速酸主体酸配方，并优化筛选得到酸化液添加剂配方。岩心流动试验表明，该缓速酸使天然岩心的渗透率由0．26×10～m提高至0．47×10～m。与纳米聚硅体系复合制备HS—L／WFS复合降压增注体系，解决注水过程中黏土水化膨胀问题，大幅延长酸化有效期。已成功实施16井次，施工工艺成功率100％，累计增油量1395．4t，取得了良好的酸化增注效果。关键词文东油田特低渗储层酸化增注缓速酸纳米聚硅增注体系中原油田有卫81、濮城沙三、文l3东、文82、其他助剂复配，北京石大奥德科技有限公司；表面文88、卫42、卫43等7个特低渗透开发单元，平活性剂BHJ一3为FC一1l7氟碳表面活性剂，濮均渗透率6．34×10一m，采出程度仅占中原油阳宏大化工总厂；除垢剂WLQ一2，中原油田石油田总产出的很小部分。其中，文13东平均孔隙度工程技术研究院；WFS为阳离子型表面活性剂，15．4％～18．7％，渗透率小于5．00×10～m，注中原油田石油工程技术研究院；净水除垢剂：2一水压力37～41MPa。特低渗储层存在物性差，近膦酸基一1，2，4一三羧酸基丁烷(PBTCA)、二亚井地带严重污染，污染半径大，不易解堵等问题，乙基三胺五亚甲基膦酸(DTPMP)、双一1，6一亚多数注水井在接近油藏破裂压力下仍达不到配注己基三胺五亚甲基膦酸钠(BHMTPH)，均为河南要求，严重制约储层的开发，导致大量特低渗透储清水源科技股份有限公司。层未得到充分启动。因此，研究开发适用于特低1．3岩屑溶蚀试验方法渗储层的酸化增注技术具有十分重要的意义。笔按照石油标准《SY／5886-1993砂岩缓速酸者研制了高温缓速、深部穿透的缓速酸主体酸配性能评价方法》进行岩屑溶蚀试验，岩屑为方，并优化筛选得到酸化液添加剂配方。W13—85井天然岩心岩屑(60～80目)，经石油醚和乙醇洗油处理。在常压、80℃、酸液过量的条1实验件下，分别进行2组平行试验，在绝对误差不超过1．1仪器5％的条件下，取算术平均值计算溶蚀率。实验步JH一Ⅲ型高温高压岩心流动实验仪，荆州市骤如下：配制酸液，将岩屑样品粉碎并过筛；用分创联石油科技发展有限公司；201—0型台式干燥析天平称取4g样品，准确至0．001g；用量筒量取箱，濮阳龙兴石油仪器厂；XMTD一4000电热恒温100mL酸液，加入塑料烧杯中；将其放人80℃恒水浴锅，北京市永光明医疗仪器有限公司；温水浴中恒温10～15min；将岩屑样品加人酸液FAIO04电子分析天平，上海上平仪器公司；中，记录时间并搅拌至样品全部润湿，静置；反应JK99B型全自动表界面张力仪，上海中晨数字技达到预定时间，取出烧杯过滤，用蒸馏水冲洗至滤术设备有限公司。液成中性；将残样连同滤纸放人干燥箱中，在1051．2原料时干燥至恒重；称取质量并计算溶蚀率。缓速酸HS—L由无机酸、氟化物、有机酸及1．4黏土稳定剂优选试验有机酸盐复合而成，中原油田石油工程技术研究用蒸馏水和黏土稳定剂配制一定浓度的黏土院；缓蚀剂HSJ一6为醛、酮、胺缩合物，濮阳宏大稳定剂水溶液80mL，加入1g一级膨润土，搅拌化工总厂；黏土稳定剂NWJ一5为阳离子聚合物和无机盐复合而成，濮阳市利东物资化工有限公收稿13期：2015—12—10。司；铁离子稳定剂TWJ一5由有机酸及金属盐与作者简介：刘晶，工程师，硕士，研究方向为油田化学。 2016年3月刘晶．文东油田特低渗储层酸化增注体系的研究与应用75min置于密闭钢筒中，在干燥箱中恒温加热4h，不理想¨J，且对特低渗储层存在伤害风险。再冷却至室温，倒入异颈量筒中，静置24h，读取2)特低渗储层岩石泥质含量高，注水过程中膨润土沉降体积，同时用蒸馏水和煤油做对比试缺乏配套措施避免黏土矿物水化膨胀和分散运验，计算防膨率。试验温度：室温，90℃，130℃。移，导致酸化有效期短。1．5铁离子稳定剂优选试验根据文东油田特低渗储层特征及影响酸化效配制5mg／mL的铁离子标准溶液：用分析天果的因素分析，取得较好的酸化效果必须解决以平准确称取4．17gFeC1·6H2O，加入500mL容下问题：量瓶中，去离子水稀释至刻度。用移液管准确移1)针对特低渗储层注水井特点，研制具有较取20mL(20g)铁离子稳定剂样品，加入500mL高的孔隙溶蚀能力和穿透能力的低伤害缓蚀酸液容量瓶中，稀释至刻度；用移液管准确移取配制的体系，酸液应在反应后不形成新的大量二次沉铁离子稳定剂试样50mL，加入烧杯中，再加入铁淀，避免重新污染地层。离子标准溶液20mL，使用质量分数5％的碳酸钠2)针对特低渗储层黏土矿物易水化膨胀，酸溶液调节混合液pH至5～6，将溶液加热至沸腾，化改造有效期短的难题，配套润湿反转性好的纳停止后观察溶液是否澄清透亮，若澄清透亮，继续米聚硅增注体系，有效抑制黏土水化膨胀和运移。用移液管移取0．5～1．0mL铁离子标准溶液，重3)优化注入工艺，最大限度改善酸化效果。复加热操作，直至溶液微浑时停止试验，记录微浑2．2主酸液配方前加入的铁离子标准溶液总用量。高温下铁离子主酸液由无机酸1(A)、无机酸2(B)、氟化物稳定剂稳铁能力的测定需将铁离子稳定剂样品置(C)、有机酸(D)、有机酸盐(E)组成，在80℃下，于内衬聚氯乙烯密闭钢筒内，130cc烘箱中养护对文W13—85井的60～80目岩屑进行溶蚀实验，4h，按上述方法进行试验。考察不同主酸液配方对岩心溶蚀率的影响，结果见表1。1，2，3，4和5主酸液对岩屑的溶蚀率较2缓速酸主体酸配方优选及性能评价低，6，7和8主酸液具有较好的溶蚀能力，接近低2．1影响文东油田特低渗油藏酸化效果的因素浓度土酸的溶解能力，且7主酸液初期的溶蚀率较1)文东油田特低渗储层渗透率低(<10×常规土酸有明显降低，缓速效果相对较好。因10～m)，孔喉半径小(0．1—1．0m)，储层温此，综合考虑溶蚀率和深部解堵效果，优选出7主度高(120～150℃)，常规酸液体系反应速度过酸液体系，命名为HS—L。快，有效酸化半径小，穿透距离短，导致解堵效果表1W13-85井岩屑在不同主酸液中的溶蚀率HS—L体系具有较好的缓速及低伤害特性。缓冲体系J，不但可保持体系的低pH，还具有良无机酸、氟化物在地层中能缓慢生成氟硼酸，氟硼好的络合性能，在酸化施工后期稳定易沉淀离子，酸缓慢水解生成氢氟酸，凡是氟硼酸能达到的深防止二次沉淀的产生，保证酸化效果。度均有氢氟酸生成，从而增加了活性酸的作用半2．3不同缓速酸液对岩屑的溶蚀效果径_5。j。有机酸具有弱电离的特性，在地层条件固定其他条件，考察不同缓速酸液对下缓慢释放氢离子，有机酸及有机酸盐构成pHW13—85井岩屑的溶蚀能力，结果见图1。 精细石油化T进展10ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS第l7卷第2期5现场应用4)WFS体系：改变岩心润湿性，抑制黏土水5．1注入工艺的优化化膨胀，延长酸化有效期。采取段塞式注入方式，段塞注人顺序和作5．2现场施工应用效果用为：文东油田特低渗储层增注技术自2013年51)处理液A：8％～10％HC1+螯合剂、黏土月进入现场试验以来，在采油一厂应用16口注水稳定剂、表面活性剂，解除井筒和炮眼附近无机垢井，施工工艺成功率100％，取得了良好的增产增和机械杂质堵塞；注效果，结果见表2。截至2014年12月31日，共2)处理液B：2％PBTCA+1％DTPMP+1％累计增注量54726m，单井平均增注量18m／d，BHMTPH+缓蚀剂，解除近井地带有机沉积垢和累计增油量1395．4t，增气量400374m，单井平细菌堵塞和CaSO，MgSO污染；均有效期182d，显示了较好的推广应用前景。3)缓速酸HS—L：扩大孔喉，提高储层渗流能力；表2现场应用效果统计表6结论化中的应用[J]．精细石油化工进展，2014，15(2)：l7—2O．1)针对文东特低渗储层的储层特征，研制与[3]潘建华．高升油田难采储量多元缓速酸酸化技术[J]．钻采工艺，2009，32(5)：37—39．之相适应的缓速酸HS—L／纳米聚硅体系WFS复[4]任小强，徐建华，都芳兰，等．缓速酸在柳赞地区中、深层的配增注液配方，既有效改善了渗透率，同时大幅提应用[J]．石油钻采lT艺，2007，29(z1)：65—67．高了酸化有效期。[5]张建利，王书军，汤发明．磷酸缓速酸酸化技术[J]．吐哈油2)在采油一厂开展了16口特低渗欠注井的气，1996(1)：63—69．现场酸化增注工艺现场试验评价，施工工艺成功[6]邸伟娜，李建波，马俊，等．新型油田酸化用缓速酸的研制率100％，截止2014年l2月31日，累计增注量[J]．精细石油化工进展，2009，10(4)：8—10．[7]李占杰，刘倩．磷酸体系中有机膦酸类缓蚀剂的鉴定及其电54726m，增油量1395．4t，增气量400374m，喷雾质谱研究[J]．分析测试学报，2004，23(2)：64—65．效果显著。[8]张庆光．深穿透缓速酸液体系分析与应用[J]．中国化lT贸易，2014，6(26)：156—158．参考文献[9]姚奕明，翟恰，邢德刚．低渗透砂岩储层低伤害缓速酸研究温平安，王伟林，唐述凯，等．一种适用于低渗透油藏的复合与应用[J]．西南石油学院学报，2004，26(2)：64—66．缓速酸作用机理研究[J]．石油化工应用，2014，33(8)：[1O]黄志宇，何雁．砂岩地层深部延缓酸化酸液配方研究[J]．53—57．西南石油学院学报，2000，22(2)：67—69．[2]韩玉婷，陈馥，冯志强，等．多级电离缓速酸体系在水平井酸[11]张斌，胡忠前，常启新，等．新型深部缓速酸的室内研究 2016年3月刘晶．文东油田特低渗储层酸化增注体系的研究与应用11[J]．精细石油化工进展，2008，9(3)：7一lO．位乳液聚合体系中的分散稳定性[J]．湖南大学学报：自聂海龙，何晓晓，霍希琴，等．不同功能化基团修饰的硅壳然科学版，2006，33(3)：80—83．纳米颗粒分散性研究[J]．高等学校化学学报，2008，29[14]孙仁远，王磊．纳米聚硅材料对黏土膨胀性的影响[J]．硅(3)：477—481．酸盐学报，2008，36(3)：391—394．李玉平，王亚强，贺卫卫，等．纳米SiO2表面接枝及其在原ResearchonAcidizingStimulationSystemandItsApplicationatEspeciallyLowPermeabilityReservoirinWendongOilfieldLIUJing(PetroleumEngineeringandTechnologyInstituteofSinopecZhongyuanOilfieldCompany，Puyang，Henan457001)AbstractInconsiderationoftherapidreactionrate，smallacidizingradiusandshortacidizingvalidityperiodofconventionalacidfluidsystem，anacidformulationofretardanceanddeeppenetrationwithretardedacidasthemaincomponenttobeusedathightemperaturewasdevelopedbytakingtheactualconditionsinWendongOilfieldintoaccount，andanacidizingfluidadditiveformulationwasobtainedthroughoptimization．Theresultsofcoreflowtesthaveshownthatthepermeabilitythroughnaturalcorewasincreasedfrom0．26×10～mto0．47×10一txmwiththisretardedacid．HS—L／WFSCompositePressureReductionandInjectionIncreaseSystemwaspreparedbycompoundingthisretardedacidwithananometerpolysiliconsystem，whichhaseliminatedtheproblemofclayhydrationswellingduringwaterinjectionandextendedtheacidizingvalidityperiodsubstantially．Thisacidizingstimulationsystemhasbeenusedfor16well-timeswiththeconstructionsuccesspercentof100％andaccumulatedoilproductionincreaseof1395．4t，indicatingthatgoodacidizingstimulationeffecthasbeenachieved．Keywordsespeciallylowpermeabilityreservoir；acidizingstimulation；retardedacid；nanometerpolysiliconinjectionstimulationsystem；)≯声p；；))(上接第5页)(1．CollegeofMaterialsScienceandEngineeringofSouthwestPetroleumUniversity，Chengdu，Sichuan610500；2．StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu，Sichuan610500)AbstractExtensiveresearchonthepreflushfluidtechnologiesapplicabletooilbaseddrillingfluidshasbeencarriedoutbothathomeandabroadwiththeemphasisonthedevelopmentofthemethodsforevaluatingthepreflushfluidsandthedevelopmentofthematerialsforthesynthesisofpreflushfluidsystems．Themaindeficienciesoftheresearchcarriedoutcurentlyincludetheimperfectnessofthemethodsforevaluatingpreflushfluids，lowcleaningeficiency，andthelackofthestudyonthemechanismforselectingthematerialsforthetreatmentagentsforpreflushfluids，etc．Inviewoftheabove—mentioneddeficiencies，itissuggestedthroughanalysisthatthedevelopmentofpreflushfluidtechnologiesshallincludedevelopingthemethodsforsimulatingdownholeconditionsandforevaluatingtheflushingprocessinarealtimewayanddevelopingthepreflushfluidsystemswhicharewellcompatibilewithoilbaseddrillingfluidsandcementgrout，etc．soastofacilitatethetechnicalprogressofthepreflushfluidsforwell-cementingapplicabletooilbaseddrillingfluidsandprovidetechnicalsupporttotheimprovementofthewell—cementingqualityforcomplexdeepwellsandshalegaswells．Keywordsoilbaseddrillingfluid；preflushfluidforwell-cementing；displacementeficiency；evaluationmethod