摘要：化學(xué)解堵技術(shù)是砂巖油藏主要應(yīng)用的增產(chǎn)措施之一。低壓低產(chǎn)區(qū)塊的砂巖油藏因不配伍的洗井液進(jìn)入更易產(chǎn)生深部堵塞，這種區(qū)塊特性決定了對(duì)其實(shí)施的化學(xué)酸化和解堵技術(shù)所選用的解堵液必須要較常規(guī)解堵液更具有反應(yīng)速度慢，穿透距離大的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)將直接影響到對(duì)該類(lèi)油藏油層的解堵成功率及作用效果。而目前，對(duì)這類(lèi)油田采用的多是常規(guī)酸化解堵酸，因作用速度相對(duì)較快，無(wú)法較好解決油水井深層次產(chǎn)生的堵塞，故此存在著措施效果差、有效期短的問(wèn)題。

為切實(shí)提高此類(lèi)油藏化學(xué)解堵效果，需要在解堵劑緩速長(zhǎng)效深穿透機(jī)理方面進(jìn)行深入細(xì)致的研究，以求有效提高化學(xué)解堵技術(shù)效果。因此針對(duì)我廠復(fù)雜斷塊油藏黃金帶及于樓油田，我們開(kāi)展了緩速酸酸化解堵技術(shù)的研究與試驗(yàn)，實(shí)施后取得了明顯的措施效果，為提高區(qū)塊采收率提供了有力的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：砂巖;油井;解堵

1 地質(zhì)概況

黃金帶油田，儲(chǔ)集層以硬砂巖質(zhì)石英—長(zhǎng)石砂巖為主，礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主，膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，巖石碎屑以火成巖塊為主，膠結(jié)類(lèi)型以孔隙式、接觸式為主?？紫抖葟臏\到深變小，滲透率逐漸變差。

于樓油田，巖性相對(duì)較粗，主要以中-粗砂巖。巖石類(lèi)型主要為硬質(zhì)石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖及混合砂巖。膠結(jié)物類(lèi)型主要以孔隙式、孔隙-接觸式為主，少量基底式膠結(jié)。膠結(jié)物主要為泥質(zhì)，其次為碳酸鹽、方解石等，儲(chǔ)層多屬于高中滲透層，儲(chǔ)層物性較好，非均質(zhì)性較重。

黃金帶、于樓油田多為小斷塊油田，連通性不好，地層能量較低，油井多屬低壓、低產(chǎn)，易在生產(chǎn)維護(hù)、作業(yè)過(guò)程中受污染供液不足。堵塞類(lèi)主要以粘土膨脹產(chǎn)生的無(wú)機(jī)類(lèi)堵塞為主，若低溫流體進(jìn)入易使?jié)B流條件惡化，產(chǎn)生有機(jī)堵塞。針對(duì)以上存在的具體問(wèn)題，需要開(kāi)展有效的油層解堵工作對(duì)堵塞低效油井進(jìn)行治理。

2 傷害因素分析

儲(chǔ)層傷害是在外界條件影響下油氣層內(nèi)部性質(zhì)變化造成的結(jié)果，油氣層傷害的實(shí)質(zhì)就是有效滲透率的下降。造成儲(chǔ)層傷害的原因，主要有以下幾個(gè)方面：

a.隨著地層壓力的下降，地層自身滲透率降低、連通性變差;

b.外來(lái)流體與儲(chǔ)層巖石礦物不配伍造成的“五敏”現(xiàn)象;

c.外來(lái)流體與儲(chǔ)層流體不配伍產(chǎn)生的無(wú)機(jī)垢和有機(jī)沉淀;

d.在油水井生產(chǎn)、作業(yè)過(guò)程中，各種機(jī)械雜質(zhì)、細(xì)菌等被帶入地層造成的堵塞;

e.潤(rùn)濕性改變、水鎖及賈敏效應(yīng)造成的傷害。

近年來(lái)，油井化學(xué)解堵主要采取常規(guī)酸化解堵技術(shù)。酸化解堵劑采取有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸（鹽酸、HF酸）、各種添加劑等為主。這種技術(shù)在措施初期均取得較好效果，但存在措施有效期短，效果不能延續(xù)的問(wèn)題，分析原因主要是酸化過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題一是反應(yīng)速度過(guò)快，酸液穿透的距離小，酸化效果達(dá)不到預(yù)期效果;二是砂巖與解堵劑中的HF酸反應(yīng)易生成二次沉淀，造成新的傷害。

砂巖酸化是表面反應(yīng)控制而不是擴(kuò)散傳質(zhì)控制，這意味著酸化反應(yīng)一旦發(fā)生其速度就會(huì)相當(dāng)快，酸液都消耗于井眼附近，穿透的距離小，酸化效果達(dá)不到預(yù)期效果。

砂巖與解堵劑中的HF酸反應(yīng)生成物有非晶化合物、復(fù)雜的氟硅酸鹽、氟鋁酸鹽和氟鹽，這些化合物具有很低的溶解度。它們?cè)诤艿蜐舛葪l件下達(dá)到飽和，并且在不同濃度下生成沉淀，對(duì)地層造成新的傷害。

在確定堵塞因素后，從最難解決也是影響酸化效果關(guān)鍵的兩個(gè)問(wèn)題入手，我們開(kāi)展了緩速酸酸化解堵技術(shù)研究試驗(yàn)。在細(xì)致油藏分析的基礎(chǔ)上，研究解堵劑與油藏的配伍性，經(jīng)過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的反復(fù)篩選、各種常用解堵酸液體系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，確定出緩速酸酸液解堵體系的組成。

3 緩速酸解堵室內(nèi)研究

PFA酸液體系的主體酸是磷酸和氫氟酸，它們與砂巖成份和地層堵塞物如粘土、石英、碳酸鹽、長(zhǎng)石、硫化物、腐蝕產(chǎn)物等均發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)中雖然生成CaF2（氟化鈣），但在PH值較低時(shí)呈溶解狀態(tài)。這是由于 H3PO4（磷酸）為中強(qiáng)酸，又是三元酸，在水中發(fā)生三級(jí)電離，在25℃條件下的三級(jí)電離常數(shù)分別為K1=7.5×10-3，K2=6.3×10-3，K3=3.6×10-3，使PFA酸液與地層反應(yīng)過(guò)程中PH值始終處于較低狀態(tài)（pH<2），所以不會(huì)有 CaF2沉淀生成。同時(shí)，正因?yàn)镠3PO4（磷酸）發(fā)生三級(jí)電離，和通常酸化作用的HCl（氯化氫）相比（HCl電離常數(shù)為10）電離常數(shù)顯然要小得多，這正是H3PO4（磷酸）酸化可以延緩反應(yīng)，達(dá)到深部酸化的關(guān)鍵所在。

為確定合理的PF（苯酚甲醛樹(shù)脂）液濃度，需根據(jù)地層的成份和堵塞物進(jìn)行多次室內(nèi)巖屑實(shí)驗(yàn)。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)PFA（氟烷基化物）中磷酸濃度固定在12%時(shí)，HF（氫氟酸）酸濃度取1.5%合理。PFA高效緩速酸具有反應(yīng)速度慢，穿透距離大的優(yōu)點(diǎn)，可溶蝕砂巖油層深部的巖石顆粒，膠結(jié)物，解除低滲油層深部的油層堵塞。PFA酸液對(duì)粘土礦物、鐵離子等具有良好的穩(wěn)定作用，減少了對(duì)地層的二次污染。該技術(shù)對(duì)高壓低滲砂巖油藏針對(duì)性強(qiáng)，作用效果好，有效期長(zhǎng)，且對(duì)金屬腐蝕率低，緩解了酸化解堵施工的緊張局面，是這些油藏增產(chǎn)增注的一項(xiàng)更有效的措施。

為確保酸液對(duì)砂巖具有一定的溶蝕能力和緩速作用，在45℃ 和常壓條件下，分別選PFA和CAIF兩種緩速酸，并與土酸進(jìn)行溶解能力的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 結(jié)果顯示，PFA與CAIF兩種緩速酸與巖屑反應(yīng)24h后，酸液活性僅為50%左右，而土酸僅反應(yīng)16h就消耗了75.5%。這表明前兩種酸具有反應(yīng)速度慢，活性保持時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。

對(duì)比不同緩速酸對(duì)巖心的酸化效果，我們?cè)谑覝?0℃ 條件下，分別選取PFA、CAIF、FBA三種緩速酸，每塊巖心上注入酸液100ml，進(jìn)行巖心酸化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示PFA酸液處理的巖心平均滲透率增加23.5%，好于其它兩種酸，因此優(yōu)選PFA酸液體系。

選用IMC-5、WN-01和QC-08三種酸化緩蝕劑，用相同濃度分別加入到PFA緩速酸液中，在常溫常壓下，分別對(duì)45#鋼片進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn)測(cè)定，結(jié)果WN-01緩蝕效果最好。然后用不同濃度WN-01緩蝕劑分別加入到PFA酸液中篩選出0.3%左右的濃度最佳。

選用常用7種表面活性劑分別進(jìn)行乳化性能，潤(rùn)濕性能和表面張力三個(gè)方面室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)605活性劑在PFA酸液中效果最佳，最終確定其使用濃度為0.03%左右。

在同一塊巖樣上取4塊巖心，用PFA酸化其中兩塊，然后用電鏡掃描4塊巖心進(jìn)行分析，可以看出：酸化前的兩塊巖心伊利石及碎悄巖粘附在顆粒表面，堵塞孔隙喉道。酸化后粘土礦化物及其它膠結(jié)物基本被解除，擴(kuò)大了孔喉喉道，未發(fā)生反應(yīng)物的二次堵塞，且酸化后的巖心失去酸敏性。

對(duì)PFA酸液與天然巖屑反應(yīng)24h后的乏酸分析后表明PH<2。而Fe2+沉淀?xiàng)l件是PH>7.7，F(xiàn)e3+沉淀?xiàng)l件是PH>2.2，因此乏酸中不會(huì)有鐵離子沉淀。這是因?yàn)镠3PO4（磷酸）與地層反應(yīng)后，可生成磷酸二氫鹽，磷酸和磷酸二氫鹽形成緩沖溶液，從而使PH值始終保持在低于Fe2+、Fe3+形成沉淀的條件，避免了沉淀產(chǎn)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，表明緩速酸酸化解堵技術(shù)的優(yōu)越性，該技術(shù)與以往常規(guī)酸化解堵技術(shù)相比效果明顯、避免二次沉淀生成、酸化時(shí)間長(zhǎng)、穿透距離大等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后取得了比較理想的效果，為老油田增加油井產(chǎn)量，提高區(qū)塊采收率起到重要的作用。

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作者簡(jiǎn)介：

姓名：孫鵬，性別：男，出生年月日：1987年2月13日，畢業(yè)日期：2013年6月，畢業(yè)院校：西南石油大學(xué)，最后學(xué)位：碩士研究生，工作單位：興隆臺(tái)采油廠工藝研究所。