薛新茹

中國石油玉門油田分公司 鉆采工程研究院 （甘肅 酒泉 735019）

中國石油玉門油田分公司青西油田（以下簡稱青西油田）屬于構(gòu)造背景下的復(fù)雜巖性裂縫、孔隙性油藏，主力儲層位于白堊系下溝組，深埋3 900~5 200m，基質(zhì)滲透率低，儲層壓力系數(shù)1.10~1.45，儲層溫度110~150℃。儲層巖性有泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥巖、砂礫巖、泥礫巖、白云質(zhì)粉砂巖等，儲層空間以縫隙和孔隙為主，裂縫既是油氣的儲集空間，又是地層流體的主要滲流通道。多數(shù)油井儲層構(gòu)造縫不發(fā)育，即使構(gòu)造裂縫較為發(fā)育，在鉆井、完井過程中也會遭受到嚴重的污染，導(dǎo)致油井產(chǎn)量降低。因此，大多數(shù)油井需要經(jīng)過儲層改造后方可獲得較高的產(chǎn)量[1-2]。

在儲層改造過程中，由于儲層地質(zhì)特征、多種入井流體（壓井液、酸液、壓裂液等）與儲層配伍性差、不能完成施工工序等多種因素的影響，造成個別油井措施不見效甚至反效。針對這一問題，以青西油田X井為例，開展了實驗評價，分析油井措施不見效甚至反效的原因，并制定了可行的解堵方案[3-5]。

青西油田X井井深為4 500m，產(chǎn)液量約為12.4 m3/d，含水6.3%。近年來進行壓裂改造，壓裂時共泵入地層13m3密度為1.30 g/cm3的CaCl2鹽水，6m3鹽酸（配方為12%HCl+2%緩蝕劑）和約12.7m3的壓裂液（配方為0.55%HPG+1.0%BA1-13+1.0%BA1-5+0.5%BA1-26+0.1%BA2-3），最高壓力115MPa未壓開地層。壓裂后未來得及排液，投產(chǎn)后產(chǎn)液量下降，約為7.6m3/d，含水3%。

1 油井堵塞原因及解堵實驗評價

1.1 堵塞原因分析

措施后造成油井產(chǎn)液量下降的原因可能有以下幾點：①大量水的侵入可能形成水堵。由于未壓開地層,外來液體在高壓下沿裂縫進入地層，工作液當中的表面活性劑物質(zhì)吸附在巖石上引起潤濕性改變，可能改變地層相對滲透率和毛細管性質(zhì),從而降低了生產(chǎn)層的原油有效滲透率。②濾液侵入地層與原油混合，可能產(chǎn)生乳化液堵塞。③水進入地層引起地層黏土礦物的膨脹和遷移，造成地層滲透率降低。④懸浮的固相和聚合物殘渣，可能造成地層巖石滲透率和射孔孔眼的傷害。⑤壓裂過程中流量較大，原來松散的附著在孔隙壁面的淤泥及黏土可能移動，這些大小不同的顆粒在移動過程中，在喉道位置附近停止移動形成堵塞。

為此，開展了實驗室評價工作，主要是壓井液、壓裂液與儲層的配伍性及傷害程度，以及解堵方案的可行性評價。

1.2 壓井液巖心傷害評價

為了模擬在儲層條件下巖石可能受到壓井液（34%CaCl2）的傷害，對柳12井儲層巖心做了傷害評價實驗。同時，評價了初選解堵劑（0.5%A+5%乙醇+3%NH4Cl）的作用效果。實驗結(jié)果見表1。

表1 柳12井儲層巖心流體傷害實驗結(jié)果

實驗結(jié)果表明:①巖心在高密度鹽水溶液中發(fā)生了微粒脫落和運移，并在孔喉處聚集發(fā)生堵塞，導(dǎo)致滲透率降低嚴重，表明該巖心的強鹽敏特性;②高密度鹽水在巖芯中失水有可能發(fā)生“鹽析”現(xiàn)象，使一些固體鹽結(jié)晶吸附在毛細微縫壁上，發(fā)生了堵塞;③高密度鹽水的流動阻力大于標準鹽水的流動阻力。

1.3 巖屑防膨?qū)嶒?/h3>

巖屑來自4 278~4 281m、4 285~4 290m、4 291~4295m、4 301~43 03m、4 304~4 306m井段。

實驗標準：采用SY/T 5762—1995壓裂酸化用黏土穩(wěn)定劑性能測定方法。

實驗主要儀器：NP-02頁巖膨脹率測試儀

實驗結(jié)果見表2。由表2可以看出，高密度鹽水的膨脹量明顯高于壓裂液的膨脹量，反映高密度鹽水對巖心的傷害較為嚴重。

表2 柳12井巖屑防膨?qū)嶒灲Y(jié)果

1.4 入井流體對儲層傷害綜合評價及解堵評價

實驗評價按以下5種方案進行：①原油、34%CaCl2、15%HCl、壓裂液的比例為：50:25:8.4:16.7;②原油、15%HCl為6：1;③34%CaCl2、15%HCl為3：1；④34%CaCl2、壓裂液為3：2；⑤15%HCl、壓裂液為1：2 。

實驗條件：在80℃下，恒溫4 h。

實驗步驟：實驗方案①—⑤樣品反應(yīng)完畢后，用0.178mm(80目)的實驗篩過篩，并用溶劑油沖洗實驗篩上的殘留物，直至洗不掉為止，觀察試驗篩上的殘留物及流體狀況。實驗結(jié)果見表3。

表3 入井流體之間反應(yīng)評價結(jié)果

從表3實驗結(jié)果可以看出，入井流體之間發(fā)生反應(yīng)的主要是鹽酸和壓裂液。

1.5 解堵方案研究及腐蝕實驗評價

1.5.1 解堵劑作用效果初步評價

針對鹽酸和壓裂液反應(yīng)所產(chǎn)生的絮凝物，提出的解堵劑配方有：①5%H2O2;②3%異丙醇+2%異戊醇;③0.5%TA1031+3%異丁醇+21%粗苯+75.5%溶劑油。

實驗評價結(jié)果:24 h后加入5%H2O2絮凝物消失，其他2種配方對絮凝物作用效果不明顯。

在不影響壓裂液性能的前提下，確定的主體解堵劑為H2O2。H2O2具有較高的氧化電位，較強的氧化能力，當雙氧水與金屬離子的反應(yīng)產(chǎn)生自由基后，氧化能力更強。

1.5.2 防腐實驗評價

Fe2++H2O2混合液在催化氧化處理難降解有機物時，有很好的效果。由于H2O2對金屬有較強的腐蝕性，需要加入一定的抗氧防腐劑，初步制定了以下幾種解堵劑配方開展實驗評價：①3%H2O2+2%B-125;②3%H2O2+2%四硼酸鈉;③3%H2O2+2%KNO3;④3%H2O2+2%酸化緩蝕劑;⑤5%H2O2+1%四硼酸鈉;⑥5%H2O2+2%十水四硼酸鈉;⑦5%H2O2+2%KNO3;⑧8%H2O2+2%十水四硼酸鈉;⑨8%H2O2+2%KNO3。

采用N80鋼片，溫度80℃、反應(yīng)4 h后的實驗結(jié)果見表4。

由實驗結(jié)果可以看出，雙氧水中加入普通緩蝕劑反而起不到防腐作用。十水四硼酸鈉加入到雙氧水中可以起到防腐蝕作用，但是反應(yīng)后液體底部有白色沉淀物。3%、5%、8%的雙氧水中加入2%的硝酸鉀，試片的質(zhì)量有所增加，試片側(cè)面及孔附近有銹斑。

由于四硼酸鈉對壓裂液有交聯(lián)作用，如果選用四硼酸鈉作防腐劑，必須加入一定量的酸，阻止交聯(lián)反應(yīng)。選用四硼酸鈉作防腐劑，提出了以下幾種解堵劑配方，開展緩蝕實驗：①5%H2O2+1%四硼酸鈉+3%HAc；②5%H2O2+1%四硼酸鈉+3%HAc+0.5%HS-1；③5%H2O2+1%四硼酸鈉+3%HCl+1%HS-1；④5%H2O2+1%四硼酸鈉+3%HNO3+1%（NH2）CS。實驗結(jié)果見表5。

由表5實驗結(jié)果可知，十水四硼酸鈉不適合做雙氧水的緩蝕劑。

表4 幾種解堵劑配方的腐蝕實驗結(jié)果

表5 幾種解堵劑配方的腐蝕實驗結(jié)果

選用硝酸鈉、硝酸鉀作雙氧水的緩蝕劑，解堵配方調(diào)整為以下幾種：①5%H2O2+1%KNO3;②5%H2O2+1%NaNO3;③5%H2O2+1.5%NaNO3。實驗結(jié)果見表6。

由表6可以看出，硝酸鹽對雙氧水有一定的防腐蝕作用，試片的腐蝕速率也比較小。

1.5.3 解堵方案及實施效果

從室內(nèi)實驗結(jié)果分析，制定青西油田X井解堵方案主要考慮以下幾點：①加入表面活性劑和醇，將油潤濕表面轉(zhuǎn)化為水潤濕表面，解除水堵。醇可降低巖石的毛細管力，從而使液相較易排出。酸液中加入醇可降低表面張力，促進返排。②選擇合適的解堵劑，解除乳化堵和水堵。③采用H2O2降解壓裂液殘渣，解除殘渣堵塞。④采用溶蝕性較好的酸液體系，解除黏土顆粒膨脹、運移造成的堵塞。

表6 幾種解堵方案的腐蝕實驗結(jié)果

實施解堵措施，恢復(fù)了油井的正常生產(chǎn)。措施前日產(chǎn)油5.0 t，措施后日產(chǎn)油9.4 t，有效解除了壓裂時多種外來液體給儲層造成的二次傷害。

2 結(jié)論

1）根據(jù)實驗評價結(jié)果，對于X井，高密度的氯化鈣鹽水進入地層引起地層的強力敏感，導(dǎo)致滲透率下降，同時大量的濾失液有可能造成水堵和乳化堵。通過表面活性劑和醇將油溶濕表面轉(zhuǎn)化為水溶濕表面，解除水堵。

2）壓裂液在鹽酸和高密度鹽水的作用下，溶解度大幅度降低，固體胍膠和殘渣吸附在微裂縫的壁面上，造成了壓裂液固體堵塞。

3）針對鹽酸溶液與壓裂液發(fā)生反應(yīng)生成難溶解絮團所致的儲層堵塞，可采用雙氧水進行降解，解除殘渣堵塞。

4）四硼酸鈉對5%雙氧水有防腐作用，但是在高溫時可與雙氧水發(fā)生反應(yīng)，生成白色沉淀物，不宜作緩蝕劑。硝酸鈉與硝酸鉀對5%雙氧水有一定的防腐作用，且鋼試片的腐蝕速率也比較小。