赵小光， 胡东伟， 李立标， 涂学万， 黄 燕, 孙智成
1中国石油长庆油田分公司第十采油厂 2中国石油长庆油田分公司第二采油厂 3中国石油青海油田采油二厂
长6油层是华庆油田主力产层，其渗透率主要介于0.1～0.3 mD之间[1- 2]，属典型的超低渗透油藏。开发初期采用定向井开发，投产后单井产量较低。自2010年起，开始探索应用水平井技术进行开发，水平井投产后单井产量能达到常规定向井的2～5倍，有效提高了该油藏的平均单井产量。但受限于超低渗透低品位油藏物性条件等因素限制，很多水平井在投产较短时间内出现产量明显下降的现象。为恢复或提高这些低产水平井产量，如果采用重复压裂改造，不仅占井周期长影响原油生产，而且投入成本较大。运用常规增产措施恢复或提高单井产量，就成为当前增产工艺的重要手段。本文从华庆油田长6油层储层地质特征出发，论证了水平井酸化工艺的可行性，进而开始水平井酸化增产工艺设计，并在现场进行了试验。边应用边优化改进，形成了两种水平井油层酸化工艺方式，共实施51口，实施井平均单井日增油1.2 t，增产效果较好。初步建立起适应华庆长6油层的水平井油层酸化工艺技术体系，对国内同类型油藏水平井酸化增产亦有参考借鉴意义。
华庆油田长6油层岩性主要为极细～细粒长石砂岩；
碎屑成份以长石为主，其次为石英和岩屑；
填隙物以铁方解石和铁白云石为主，其次为硅质胶结和绿泥石膜胶结等；
黏土矿物主要为绿泥石和水云母[2]。
华庆油田长6油层储集空间以残余粒间孔为主,其次为长石溶蚀孔；
属小孔微喉型孔隙结构；
低压、低渗、低丰度的“三低”特征明显[3- 5]，储层物性差、非均质性强[6]。储层敏感性为无～弱水敏、无～弱速敏、弱～中等酸敏[6- 7]。
从储层特征看，油层酸处理工艺对华庆油田长6油层是可行的。
2.1 酸液体系的选择
目前长庆油田用于油井储层改造的酸液主要有土酸、多氢酸[8- 9]、乳化酸[10]、胶束酸[11]等，这几种酸液体系都比较适应砂岩储层。结合这几种酸液体系各自特点，分析认为这几种酸液体系同样能满足华庆超低渗油藏水平井油层酸处理工艺要求。
其中，因为土酸中没有其他较贵的添加剂，最具经济效益的,所以把水平井酸化所用酸液体系锁定为土酸。
2.2 水平井油层酸化工艺试验
从2016年开始长6油层水平井酸化增产工艺试验，最初借鉴定向井常规酸化工艺经验，结合水平井特性，进行工艺设计，其中酸液配方为土酸酸液体系，酸化工艺参数设计见表1。共实施3口井，有效率100%，措施后井均日增油2.4 t，当年累计增油639 t(效果统计见表2)，试验取得初步成功，验证了在华庆油田长6油层水平井实施酸化增产工艺是可行的。
表2 2016年水平井酸化增产试验效果统计表
2.3 水平井油层酸化工艺优化改进
2.3.1 酸液体系及单井酸量的优化改进
分析3口先导试验井中效果相对较差的QPXX井，认为影响油层酸化增产效果因素主要是酸液体系设计及酸量设计，故对酸液体系配方进行了改进、优化，对单井用酸量进行了优化设计。
2.3.1.1 酸液配方的优化改进
土酸的主要成分是盐酸和氢氟酸，酸岩反应速度较快，酸化后还可能产生二次沉淀伤害，而华庆油田长6油层填隙物以铁方解石含量为最高，碎屑成份以长石为主，这样在酸液体系设计时必须考虑铁离子的影响(Fe3+在pH值大于3以后就会产生絮状沉淀[12], 形成二次伤害)以及钙离子的影响(氢氟酸与钙离子反应生成的氟化钙难溶于水[12]，形成二次伤害)，按照上述理论分析，结合华庆油田长6油层地质特征，对传统土酸配方进行了改进与优化。优化前的酸液配方为：12%HCl+3.0%HF+0.5%黏土稳定剂+0.5%铁离子稳定剂+1.0%缓蚀剂。优化后的酸液配方为：12%HCl+1.5%HF+2.0%乙酸+1.2%A酸+0.5%黏土稳定剂+0.5%铁离子稳定剂+1.0%缓蚀剂,对改进前后的配方进行了室内溶蚀试验，试验过程如下：
垢样取自华庆油田某井，实验温度为常温,即25 ℃，反应时间3 h，正常大气压下，实验步骤：①将干燥清洁的滤纸先称重；
②称取一定量的垢样装入烧杯；
③将配制好的酸液注入烧杯后计时开始；
④反应到设计时间后立刻过滤、干燥、称重；
⑤根据记录的数据计算。
实验中，优化前后两种酸液配方体系各做5次小样酸化反应，求得5次反应结果的平均值作为实验结论。对比数据显示，用经过优化改进配方的土酸进行酸化，残渣剩余量明显减少，溶蚀效果有较明显提高，见表3。
表3 优化改进前后的土酸室内实验结果对比表
2.3.1.2 酸量设计的优化
开展水平井酸化增产工艺先导试验时参考定向井用酸量计算公式V=π·(R2-r2)·h·Φ[13- 14]对单井用酸量进行计算。但实际上，水平井存在穿越油层距离长(一般长达数百米)、井身轨迹不规则、酸液损失比定向井更多等影响因素，导致按上述公式计算的酸量存在偏差，于是增加了修正系数β，将计算公式修正为：
V=π·(R2-r2)·h·Φ·β
(1)
式中:V—酸化施工中所需的酸液数量,m3；
R—设计的处理半径，m；
β—为修正系数；
r—井筒半径,m；
h—需处理的油层厚度,m;Φ—油层孔隙度,%。
将单井地质参数带入式(1)，结合现场实施效果，多次对修正系数进行修订，最终确定修正系数β值为1.1～1.2是比较适合的。
2.3.1.3 应用情况
继2016年开展水平井酸化增产工艺先导试验后，运用改进配方的酸液体系，结合改进的酸量计算公式进行单井酸量设计优化，共实施13口水平井的酸化增产措施，有效11口，当年累计增油3 979 t，平均单井日增油1.2 t，获得了较好增产效果。
以GPXX- 6井水平井酸化为例，该井位于华庆油田SXX区，投产初期日产液27.0 m3,日产油15.3 t，含水32.4%，动液面949 m。措施前日产液4.15 m3,日产油1.64 t，含水53.0%，动液面1 325 m。该井运用改进后的公式计算，结果为所需酸液75 m3，酸液配方为改进后的酸液配方。具体工艺设计参数见表4。该井于2017年10月20日实施酸化增产措施，10月22日完井，初期日增油2.1 t，至今有效，累计增油1 989 t，提单产效果明显。
表4 GPXX- 6井酸化增产工艺参数设计表
2.3.2 油层酸化工艺的优化
2.3.2.1 油层酸化工艺方式的优化
在前期试验基础上，计划继续在华庆油田长6油层水平井实施酸化增产措施，但在2018年年初实施的2口水平井，增产效果不理想，其效果统计如表5所示。
表5 2018年年初实施的2口水平井酸化增产效果统计
分析认为：部分水平井不同喷点段存在着明显的吸水差异，当酸液在一定压力下由井筒向地层注入时，酸液优先进入吸水好的层段，而吸水差的层段酸液进入的比较少，这就导致部分层段因进入酸液少而未充分的发挥油层酸处理作用，从而影响了单井的增产效果。为此，对水平井酸化增产工艺设计再次进行优化，提出了分段酸化的工艺方式[15]，共设计出两种管柱组合：一种是双封单卡拖动管柱分段酸化管柱组合，另一种是K344封隔器+多级滑套不动管柱分段酸化管柱组合。
2.3.2.2 油层分段酸化工具的优选
对于第一种分段酸化管柱组合，经过分析认为：所用工具既要保证每次的坐封效果，又必须“耐拖动”，能确保顺利完成全井分段酸化施工。所以底封选用长庆自主研制的Y211封隔器，上封选用K344钢带封隔器，基本管柱结构(自下而上)：堵头+Y211封隔器+Ø73 mm工具油管+节流器+Ø73 mm工具油管+K344封隔器+安全丢手+Ø73 mm工具油管至井口。
第二种分段酸化管柱的形成，得益于近年新型滑套节流器的产生，基本管柱结构(自下而上)：堵头+单流阀+滑套座+K344封隔器+滑套节流器+Ø73 mm工具油管+滑套座+K344封隔器+滑套节流器+Ø73 mm工具油管+滑套座+K344封隔器+滑套节流器+Ø73 mm工具油管+K344封隔器+安全丢手+Ø73 mm工具油管至井口。投球后，井口打压，一定压力下滑套打开同时实现封隔器坐封，即可对某一段单独进行酸化，挤酸完成后，投另一级钢球，井口打压就可打开下一级滑套进行另一段挤酸施工。
2.3.2.3 应用情况
目前，在华庆长6油层共进行51口水平井酸化增产措施，有效45口，平均单井日增油1.2 t，累计增油14 925 t；
其中分段酸化11口，有效率100%，平均单井日增油1.3 t，取得了较好的提单产效果。
以CHPXX- 15井水平井酸化为例，该井位于华庆油田YXX区，初期日产液12.98 m3，日产油9.87 t，含水9.5%，动液面647 m。措施前日产液0.61 m3，日产油0.39 t，含水24.7%，动液面1 489 m。该井工艺参数设计要点重点考虑三个因素：一是足够的酸量以满足储层酸处理需要；
二是因为所需酸液总量较大，就需要适当大的注入排量以便尽快将酸注入地层，减少酸液损失；
三是施工压力必须控制在地层破压以内。酸化方式采用的是K344封隔器+多级滑套节流器不动管柱分段酸化管柱组合。具体工艺参数设计见表6。该井于2018年12月1日实施分段酸化，12月5日完井，完井后初期日产液6.8 m3，日产油2.71 t，含水率52.6%，初期日增油2.32 t，累计增油1 199 t，至今有效，提单产效果明显。
表6 CHPXX- 15井分段酸化工艺参数设计表
(1)水平井油层酸化工艺设计必须根据储层特征、历次措施、生产动态等综合分析低产机理，优化工艺设计、酸液体系设计和酸化规模设计。
(2)形成了全井段笼统酸化和分段酸化两种水平井酸化工艺方式，满足不同井况增产需求。
(3)水平井分段酸化能解决酸液优先进入吸水好的层段，而吸水差的层段酸液进入比较少的问题，确保各射开层段的酸化改造程度能达到设计目的。双封单卡拖动管柱分段酸化管柱组合和K344封隔器+多级滑套节流器不动管柱分段酸化管柱组合，能满足分段酸化工艺需求，进一步确保了水平井酸化效果。
猜你喜欢 管柱单井酸化 快插式转向管柱伸缩轴工装的开发与使用汽车实用技术(2022年20期)2022-11-02高压高产气井测试管柱螺纹安全分析*石油机械(2022年3期)2022-03-22高压高产气井完井管柱振动特性及安全分析*石油机械(2022年1期)2022-01-1810 Threats to Ocean Life考试与评价·高二版(2021年2期)2021-09-10海洋酸化有什么危害?天天爱科学(2021年6期)2021-06-08海水酸化，水母独霸科学之谜(2019年3期)2019-03-28采油“一井一策”全员效益目标的构建与实施大经贸(2018年10期)2018-01-28窄内径多孔层开管柱的制备及在液相色谱中的应用分析化学(2017年12期)2017-12-25单井成本核算分析经营者(2017年11期)2017-11-29我国农田土壤酸化现状及影响民主与科学(2016年6期)2017-04-12