低碳复合有机酸解堵技术

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摘 要：义正油田长6油层酸敏性强，矿物中的高岭石和绿泥石含量较高，不宜采用常规酸化解堵措施。该区油层伤害以敏感性伤害、措施及开采过程中的有机、无机物堵塞为主。低碳复合有机酸主要有缓速酸、有机溶剂、氧化剂等组成，依靠缓释酸的溶蚀性，有机溶剂的溶解性及其它成分的协同作用，达到解堵的目的。室内评价结果表明，低碳复合有机酸可以有效解除油井的高分子聚合物、无机垢的堵塞。在合理选井的基础上，将其应用于现场，取得了良好的效果。

关键词：复合有机酸 堵塞 油层伤害 解堵 现场应用

引言

义正油田长6油层渗透率、孔隙度低，油层易被堵塞污染，导致减产甚至停产[1]。该油层酸敏性强，油层矿物中的高岭石和绿泥石含量较高，常规酸液易与地层中的酸敏矿物发生反应，造成二次污染。解决这一类问题的常规做法是采用物理解堵方法或选用弱酸、非酸性物质解堵。按此思路，义正油田针对性地引进低碳复合有机酸解堵技术，通过室内实验优化其配方，评价其解堵性能，在合理选井的基础上，进行了3口油井的现场试验，效果明显。

一、堵塞原因分析

油层堵塞原因归纳起来有以下几种[2～6]：

1.敏感性伤害，包括水敏、酸敏、速敏。

2.在进行钻井、压井、压裂、堵水等施工作业时，残留在近井地带的各种高分子聚合物堵塞油层。

3.外来流体与地层水不配伍生成CaCO3、FeCO3、CaSO4、BaSO4等沉淀造成油层堵塞。

4.随着开采时间的延长，原油中的蜡和胶质、沥青质等析出造成油层堵塞。

二、长6油层物性

长6储层以灰色细粒长石砂岩为主，其次为粉―细粒长石砂岩及中―细粒长石砂岩。矿物成熟度低，结构成熟度高，成岩作用强烈，为致密砂岩储集层。

碎屑成分主要以石英和长石为主，含少量岩屑和云母。填隙物主要为绿泥石、方解石和白云石，含少量硅质及石英质。

储层物性较差，长6油层平均有效孔隙度11%，平均空气渗透率6.0×10-3μm2。地层水总矿化度为130000mg/L，平均氯离子含量8000mg/ L，为CaCl2型。储层表现为弱亲水的特点。

储层岩心敏感性分析结果：中强速敏，油层临界流量为1.68ml/min；强水敏（要求注入流体与地层水成分及矿化度相接近）；强酸敏（不易采用强酸进行解堵）、中强碱敏。

三、主要成分与解堵机理

1.主要成分

低碳复合有机酸组成：低碳复合有机酸、有机溶剂（酮类、醛类、醇类）、阳离子小分子表面活性剂、氧化剂、阻垢剂、破胶剂、分子膜驱剂等。

2.解堵机理

低碳复合有机酸是一种缓速酸，对储层具有较强的溶蚀性，提高储层渗透率，其有效作用距离是10%的盐酸的3倍，且不产生二次沉淀。

有机溶剂对沥青质、胶质、蜡等有机质具有较强的溶解（分散）性，进而降低原油粘度，减少油流阻力。

阳离子小分子表面活性剂对储层的粘土膨胀运移具有较强的抑制性，并对已经膨胀的粘土具有一定的收缩作用。

氧化剂可以在常温条件下使有机聚合物（如瓜胶）破胶，从而解除油井因有机聚合物造成的污染问题。

阻垢剂对于钙、镁、铁等各种无机垢具有很强的溶解性，并能阻止二次成垢。

破胶剂是一种新型有机高分子裂解置换剂。可在25～150℃之间在引发剂的作用下，对CMC、聚丙烯酞胺、瓜胶等聚合物胶联体系24小时内彻底断链。

分子膜驱剂在油藏体系不同界面强吸附自组装成≤20nm超薄单层膜，该膜的形成使岩系表面润湿性由强亲油性转变为强亲水性，使吸附于岩石表面的原油、垢及聚合物被替换剥离，并排斥正电原油、垢、聚合物等的再次吸附。

四、室内试验结果

1.常温下，将硅酸盐垢、碳酸盐垢、硫酸盐垢等无机垢置于该解堵剂侵泡24h，测算出该解堵剂对无机垢的溶解能力为5～10g/L。

2.将有原油胶质、沥青质、蜡等有机垢沉积的油泥用1%的该解堵剂浸泡12h后，发现污泥垢质的清洗率达到99%。因此，对储层存在有机质堵塞的油井，该解堵剂解堵能力较好。

3.40℃条件下，该解堵剂浓度在1%可使以胍胶为主成份的压裂液、胍胶凝胶等的黏度在12h后下降率高达85%。

4.该药剂腐蚀速率≤1.0 g/（m2・h），对油套管腐蚀程度小，无需额外添加缓蚀剂。

五、现场应用

1.选井条件

满足以下条件的油井适用于低碳复合酸解堵技术。

1.1因压裂液破胶不及时或不彻底，导致产量低的压裂井。

1.2钻井过程或其它施工作业中油层污染的造成产量低下的井。

1.3随着开采时间的延长，原油中蜡、胶质及沥青质的析出造成油层污染的油井。

2.施工设计

根据需解堵油井物理化学性质（岩石、油、气、水性质），仔细分析措施井地质条件、井史资料、生产资料，判断油层污染类型（以哪种堵塞为主），在满足储层配伍性要求的前提下，根据相似相溶原理针对不同井况，设计解堵剂的配方。添加无机盐调整酸液矿化度（接近地层水矿化度）。施工压力≤15Mpa。酸液用量（Q）：根据酸处理半径（R）、油层厚度（h）、油层有效孔隙度（Ф）、钻头半径（r）来确定：Q=π（R2-r2）hФ。

3.施工工艺

a）洗井，清除井筒污物，为后续处理液注人创造条件

b）下油管探砂面，冲砂至人工井底

c）连接地面流程，地面试压15Mpa不刺不漏

d）挤前置液、挤主体液、挤顶替液

e）关井反应24小时，使解堵剂充分作用

f）清水大排量反洗井，排出残酸

g）起出井筒管柱，下泵试抽、投产

4.应用效果

义正油田于2012年进行了3口井低碳复合酸复合解堵技术试验。3口井作业前后油井产量的对比情况见表1。

表1解堵前后油井产量对比

Table1 Oil production before and after comparison of blockage removal

井号 油层厚度

/层位 堵塞原因分析 效果

对比 生产数据 累积

增油量/ t 备注

液量/t 油量/t 含水率/%

M1 7/长6 投产1年以上，原油中的蜡、胶质、等堵塞油层 解堵前 1.5 0.12 92 86.4 计量周期为90天，解堵后生产数据为90天内日平均值

解堵后 4.48 1.08 30

M2 4/长6 解堵前 0.3 0.17 43 126

解堵后 3.9 1.57 60

M3 11.0/长6 投产半年，压裂后破胶不彻底 解堵前 1.8 0.76 57 91.8

解堵后 5.49 1.78 67

从表1可以看出，3口井在施工后产液量和产油量明显增加，作业后90天内日平均单井增油1.12吨，单井日增油量在0.8～2吨区间，平均单井增油量为101吨。投入产出比高达1：6，效果明显。

六、结论

1.该项解堵技术对强酸敏地层不易采用常规酸化措施的情况提供了油层解堵的新途径，适用于义正油田长6油层。

2.该解堵剂是以低碳复合酸为主液，配以多种试剂的复配产品，可根据堵塞类型针对性地调整配方，对有机堵塞类型效果明显。

3.通过效果对比，可以看出采用低碳复合解堵技术解堵后延缓了油井递减，有效期长，经济效益良好。

参考文献：

[1] 张绍槐，罗平亚.保护储集层技术[M].北京：石油工业出版社，1996：118～215.

[2] 姜学明，刘明立，张学昌，等.二氧化氯与酸液协同解堵工艺与应用效果[J].石油勘探与开发，2002，29（6）：103.

[3] 徐豪飞，马宏伟，尹相荣，等. 新疆油田超低渗透油藏注水开发储层损害研究[J]. 岩性油气藏，2013，25（2）：100～106.

[4] 雷 茹，任晓娟等. 低渗透砂岩气藏水锁伤害方式对比实验研究[J]. 岩性油气藏，2008，20（3）：124～127.

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