10泡沫酸化工艺在油砂山油田的应用

1、泡沫酸化工艺在油砂山油田的应用祁万顺1王俊明1宋万福2（1.青海油田井下作业公司；2.青海油田采油一厂）摘要油砂山油田断裂发育、地层压力系数小、温度低、油层分布井段长、非均质程度高，为复杂断块油藏。储层的复杂性对储层改造措施的应用有特殊的要求，既要达到全井段油层的全面、合理改造，发挥主力油层的生产潜力，又要形成有效的渗流通道与油气泄流范围，确保措施改造的有效性和增产效果。通过对措施技术和液体体系的分析评价，优选有效的增产方案，并通过单井优化设计，提高储层酸化解堵的针对性和有效性。通过8口井的泡沫酸化处理及生产动态跟踪与单井求产，各井产量都有不同幅度的增长，最小增产倍比1,最大达到10t/d,投

2、入产出比2.8,说明泡沫酸及其酸化工艺能有效地解除储层污染堵塞，达到了提高单井产量的目的。主题词油砂山油田储层泡沫酸应用效果分析油砂山油田位于柴达木盆地西部坳陷亚区，狮子沟一油砂山二级构造背斜带。构造为一个被多条断层切割的不对称长轴背斜，油田断裂发育，属断块油藏。八条主要断裂将油田从西向东划分六个断块。从断块划分来看，I、出、W块相对完整，n、iv、v块相对破碎，特别是n断块破碎程度远大于其它断块。36号断层明显将油田分为东西区，油田东区保存条件差，油层少、产能低、地层能量低；油田西区保存条件较东区好，油层较多、井段较长、产能及地层能量较东区高。在含油背斜区域内，断层走向以NENW句断层为主，

3、断层密布了整个背斜构造，使构造进一步复杂化。1 .油田储层特征储层岩性以粉砂岩为主，次为砂岩、砾状砂岩，还有裂缝性泥岩、钙质泥岩，碎屑含量占60%-90%胶结方式以充填孔隙型为主，胶结物含量19.5%,碳酸盐含量10.7%,泥质含量15%岩心样品分析渗透率数据统计，一般渗透率变化范围在61200X10-cn2,平均级差200。平均渗透率为649X10-3m,变异系数平均0.92,非均质系数平均为4.01;平均孔隙度21%含油饱和度65%70%/蒙混层矿物和高岭石。储层纵向粘土矿物中以伊利石为主，次为绿泥石，并有少量伊连通性差，平面上受岩性影响，连续性和稳定性都较差。流动实验表明，储层速敏性为中

4、等，临界流速在13.1396.57cm/h,平均为45.11cm/h（实验条件岩心直径2.5cm,平均孔隙度为23.3%）。根据测压资料，2005年油田平均压力为3.87MPa,各断块地层压力、压力系数差异较大，分布范围0.534.09MPa,压力系数0.637,属异常低压油藏。油层埋藏浅，油层温度低,油层平均温度18.83C,梯度3.17C/100m。表115%HCL、10%HCL+7%XFY-1+1%iM性评价结果井号井段/m小/%Ka/mDKo/mDKend/mDKnd/Ko/%敏感性Z265315.157.2976.806.9848.48694.55无Z265315.157.6764.

5、767.3742.47576.25无Z265638.188.99337.76161.37403.43250.00无Z265638.188.76416.42123.78866.48700.00无2 .泡沫酸体系的评价油砂山油田地层压力系数小、温度低、油层分布井段长、非均质程度高，导致酸液反应速度慢，返排困难，容易造成二次污染；酸液分配不均，油层处理强度不够，使产层无法得到有效改造。针对这种情况，酸液体系及工艺方案优选助排性能好、携带酸不溶物能力强、具有显著的缓速、降滤失的泡沫酸酸化工艺。施工中，泡沫具备一定的转向作用，在高渗透层或低伤害段置放更多的并尽可能稳定的泡沫，并在后续的注液阶段使气体一直

6、保持束缚状态，填充孔隙空间，表面活性剂在低渗透区域的吸附使泡沫扩展变慢，可在注泡沫后的置放过程中实现泡沫转向1。(1)储层性质对酸液的要求地层敏感性反映入井流体必须与地层有很好的配伍性；酸岩反应结果说明：由于地层温度太低，酸与地层岩石和污染物反应很慢，但酸在地层中停留时间越长，对地层的二次伤害越大，二者是矛盾的；层多而井段长，非均质性强，不仅作业液量大，要最大程度提高单井产量，目的层的针对性必须很强，给施工工艺带来较大难度。(2)酸液体系的优选酸液体系优选原则：与地层配伍，对储层伤害小。在酸液体系上优选硝酸粉末XFY-1的强酸性和强氧化性的协同作用，解除地层污染和有机堵塞。表2油砂山油田岩芯溶

7、蚀试验序号酸液体系试验温度/c反应时间/h溶蚀量/g溶蚀率/%18%HCl2340.17525.8210%HCl2340.18596.2312%HCl2340.18826.2415%HCl2340.19466.4510%HCl+6%XFY-12440.25588.5610%HCl+8%XFY-12440.24818.2710%HCl+10%XFY-12440.26438.8812%HCl+6%XFY-12440.23767.9912%HCl+8%XFY-12440.25888.61012%HCl+10%XFY-12440.28259.4从试验结果说明，由于地层温度太低，酸化速度和酸溶蚀量很小，

8、这是该油田酸化解堵在工艺上和液体配方优选时，重点考虑的难题。表3XFY-1硝酸粉末液腐蚀速率序号温度C时间h配方挂片面积m挂片溶蚀质量/g腐蚀速度g/m2.h备注1264XFY-10.00280.00240.214挂片表面光洁，无蚀斑2406XFY-10.00130.00280.347挂片表面光洁，无蚀斑3406土酸+XFY-10.00130.02743.362挂片表面光洁，无蚀斑4404土酸0.00280.878578.44挂片表面粗糙，布满细小的纹路，挂片刚入酸液时，反应剧烈5504XFY-10.00280.00180.161挂片表面光洁，无蚀斑6604XFY-10.00280.00320

9、.286挂片表面光洁，无蚀斑与土酸相比，XFY-1溶液的腐蚀速率较低，不加缓蚀剂时都可达到行业标准，现场可安全使用。表4起泡剂性能评价序号起泡剂比重pH值泡沫体积ml泡沫质量半衰期s表面张力mN/m1YFP-10.9979.045277.918528.5642F9830.998.045077.8194/故导当泡沫质量(含气体体积百分数)在40%60%时，由于泡沫太弱，气阻效应不强，流效应很小；但泡沫质量超过80%则因泡沫过强而产生的流动阻力过大也不理想，因此泡沫质量为65%70%时效果最佳。(3)硝酸粉末液XFA1XFY-1是硝酸粉末改性的一种水溶性液体，克服了硝酸的强腐蚀性。与一定量的HCL

10、形成“王水”，对难溶金属氧化物有很强的溶解能力，使之溶蚀无机盐堵塞物的能力进一步增强，且与地层岩石矿物反应不形成二次污染，反应过程产生的200c高温，一定程度地解除地层中的蜡、胶质、沥青质、重油等有机堵塞2。(4)酸液体系的特点泡沫酸具有基液粘度高、气相含量高、滤失率低、对地层损害小等优点，还具有分流均匀改善各特性，在酸化作业中无需进行分层措施即可达到在非均质油藏剖面上均匀布酸、层渗透率的目的3。具有很好的缓蚀性能，对施工流程管线与井下管柱的腐蚀性比HCL、HF小得多。有很好的缓速作用，与盐酸和土酸相比更能达到地层的深部解堵。酸岩反应不产生二次沉淀，更不存在敏感性，对地层污染低得多，特别适合于

11、酸敏性地层的处理。反应过程中产生热，并具有很强的氧化性，具有一定的解除有机物堵塞的作用。3 .应用效果从油砂山油田以往酸化统计数据来看，酸化并没有较突出的增产效果，I断块的边部油井因地层压力低，酸化增幅不大，如Z283井、Z285井；中部油井注采对应关系不强，非构造主体部位，酸化效果不明显，如Z280-Z282-Z287井区；n断块酸化产量普遍好于I断块，但因产层漏失层多，酸化施工中的酸液分流作用不强，液体效率偏低，导致酸化效果不明显或措施无效，如Q6井、Z223井等。针对油砂山油田注采井网不完善（注采比1.1）、地层压力低、注水受效不均的现状，就储层性质对酸化作业的技术要求，通过液体体系的室

12、内试验，优化泡沫酸配方及施工设计，并在现场实践中不断改进完善酸化方案。先后对8口油井进行了酸化作业，都见到了一定的增产效果。如Z116-3井投产后产液1.1m3/d,产油基本稳定在0.7t/d，该井处于I断块构造中部，因钻井周期长，油层段钻井液浸泡时间长，结合邻井中116等井生产情况，初步断定油层近井带被污染，通过酸化措施解除污染堵塞，提高产量。6月29日进行酸化措施，注酸强度2.8m3/m,处理范围1.6m,施工最高压力9.5MPa、排量0.4m3/min,解除井筒附近污染后，排量为0.4m3/min时，压力降落4.3MPa。抽汲排酸后产油为1.7t/d,日增油1t,目前日均产油2.5t。表

13、5油砂山油田“一条龙”施工酸化效果统计序号井号措施日期初期产量t/d措施前产量t/d措施后产量t/d增产t/d增产倍比累计增油t1Z116-36.290.70.71.610.911.30240.92Z282-38.050.70.91.830.931.03139.63Z95-38.282.82.810.087.282.6177.24Z176-39.0900.24.84.6232125Z38-39.211.71.02.31.31.3108.96Z203-311.021.22.34.742.441.063.77Z208-311.023.34.010.546.541.6388.48Z24-211.04

14、00.51.81.32.677.2平均2.854.31047.9注：产量主要以甲方生产动态数据基准，措施后产量以求产平均值统计。4 .酸化效果分析为了规范评价酸化井解堵效果，根据行业标准（油水井解堵经济效果评价方法-SY/T5849-2002）对上述酸化井评价分析，进而反映出综合的解堵效果，为酸化井的评价提供依据。表6油井酸化解堵效果评价井号评价指标Z116-3Z282-3Z95-3Z176-3Z38-3Z203-3Z208-3Z24-2解堵产县里产液量初增长倍数/NL1.3/101.0/102.6/2023/301.3/101.0/101.6/202.6/20有效期/T6/155/154/1

15、54/104/1502/102/10累计增产油量AO240/45139/35177/25212/45108/35088/1077/25综合分值T7060608560104055解堵效果评价较好较好较好好较好无效一般较好经济效益投资回收期/Pt2/202/201/201/202/2001/202/20经济效益/E26.1/309.7/1018.2/3022.1/307.3/1005.5/101.6/15投入产出比/R3.6/251.9/153.2/253.3/251.8/1501.7/151.2/5综合分值/E。754575754504540经济效益评价较好一般较好较好一般差一般一般评价结果表明

16、：有效期统计时间短的油井，因累计增油少，解堵效果较好，但经济效果一般；产量递减速度快的油井，评价解堵效果较好，产生经济效益一般；在有效期内，生产时间越长，累计增油量大，经济效益就好。从酸化施工看，解堵效果较好（评价分值在5585）的占到施工井的75%在不考虑有效期、增油等因素的影响，单井综合评价效果好（分值5080）的只有三口。其中Z203-3井酸化无效，Z1763井（分值80）酸化效果好。5 .结论（1）油砂山油田因地质构造复杂、能量补充不足致使地层压力低、天然驱替能力差、构造边部开发指数低，注水受效困难等因素，导致该油田单井产量普遍较低（如I断块平均产量2.1t/d,n断块1.9t/d等）

17、，要提高措施的经济效益，难度相当大。（2）油砂山油田产量较好且相对稳定的油井基本上分布在注采井网较完善，油水井产层连通性好、构造的主体部位等区域，从措施作业的长远效果上，上述区域油井改造的有效性和有效期相对于其它部位的井要好得多。（3）从油井动静态资料对比，产量较低的新井基本处于新、老井同层开采，井间干扰和层间干扰较为严重，再加上钻井中的油层污染等问题，极易造成新井的低产低效。从酸化井分布区域和地质分析资料总结，构造有利部位井位密集，通过注水及层系调整，油层动用程度大，油井产量和措施增油幅度小。（4）泡沫酸体系具有良好的氧化性、缓蚀性能和低伤害特点，能有效解除有机物堵塞。通过工艺及配方的优化，酸化增油1543t