海上疏松砂岩解堵工艺探究

刘武明 丁启剑 王鹏华 王衡 唐世旭

中石化胜利油田分公司海洋采油厂 山东东营 257 237

一、背景

酸化技术作为一项重要的油田增产措施已在海上油田广泛应用。目标储层馆陶组岩石胶结疏松，粒间孔发育，储层孔吼半径大，孔隙间连通性好，属于高孔高渗储层。常规酸液体系的酸液浓度对此类储层岩石溶蚀率过高，储层岩石骨架结构容易遭到过度破坏，形成出砂伤害。且需要酸液体系具有更深的有效作用距离、增加酸化半径。

另外，海上油田酸化增产作业主要采用不动管柱酸化技术。该技术虽然简化了海上平台酸化施工工艺、缩减了施工成本，但酸液在注入和返排时都会对管线造成较严重的腐蚀，且酸化返排液容易造成生产流程紊乱。酸化返排液中铁离子含量过高是造成平台脱水流程紊乱的根本原因，所以需要改善酸液体系，降低酸化过程中的腐蚀，减缓酸液体系的酸性，消除酸化返排液对脱水流程的影响。

二、储层特征

胜利海上埕岛油田位于渤海湾南部的极浅海海域，与陆上的桩西油田、埕东油田、五号桩油田相邻。构造位置位于济阳坳陷与渤中坳陷交汇处埕北低凸起的东南端。该油田的西南以埕北大断层与埕北凹陷相邻，向北、向东分别倾伏于沙南凹陷和渤中凹陷，其东南为桩东凹陷。不同的层位储层物性略有差别。馆陶组埋藏较深，埋深在1318～1443m。从沉积类型上讲，馆上段1-6砂组为曲流河沉积，7砂组为辫状河沉积。

三、疏松砂岩解堵液体系研究

（一）储层酸化酸液配方研究

砂岩储层一般由硅酸盐类颗粒、石英、长石、粘土、碳酸盐胶结物等组成，酸化砂岩储层常用酸液溶解胶结物、孔隙中充填的粘土矿物或堵塞物，从而改善储层渗流能力。砂岩酸化通常采用土酸，或能产生HF的缓速酸液体系。HCl主要溶解碳酸盐胶结物，HF几乎可以溶解所有砂岩矿物，尤其是对粘土矿物和胶结物，具有高的溶解性。

一般砂岩酸化中，当碳酸盐类含量高，重点只溶解碳酸盐类和其它铁质胶结物时，可以只采用HCl酸化。当要求溶解更多的砂岩矿物成份，特别是粘土矿物和一些外来堵塞物时，可考虑采用HCl和HCl/HF结合的酸液体系，同时还要注意酸液与岩石矿物反应后产生的不利效果及残酸对地面设备的腐蚀情况。当考虑深部酸化处理，以解除粘土堵塞物为主，同时又要减少对岩石骨架的破坏时，可采用低浓度的HBF₄、多氢酸体系或其它缓速酸液体系。

（二）中性解堵液体系研究

通过研究形成了一套砂岩储层酸化自生酸体系，体系在地面呈现中性，注入地层后能缓慢释放酸液、适度溶蚀矿物和有效解除伤害，返排液腐蚀速率低，有效遏制了返排液中铁离子含量，从而解决了油水乳化严重问题，避免了返排液导致生产流程紊乱、无法脱水的问题。

温度对体系生酸反应影响较大，目前自生酸体系更多的应用于高温储层，对于低温疏松砂岩储层应用还较少，由于砂岩储层酸岩反应复杂，产生二次沉淀风险较大。

目前应用的自生酸体系大多都是自生氢氟酸体系配合盐酸使用，为了最大程度的减小腐蚀，本研究选择满足中性注入的酸母体系。目前对黏土、长石等硅铝酸盐矿物的溶解还没有比HF更有效的物质，为了保证有效解堵，加入含氟盐实现在地层中缓慢生成HF。为了更好地实现缓速性能和抑制二次沉淀的生成，加入螯合物来优化自生酸体系的性能。

（三）稠油井复杂堵塞物高效溶剂解堵体系

稠油油藏常见的有机质堵塞、粘土、高分子聚合物等多种堵塞共存的情形，堵塞物组分复杂，往往结构稳定，常用解堵剂无法渗透，解堵效率低，解除高分子聚合物伤害氧化剂腐蚀性强、安全性差等问题，严重制约了稠油井复杂堵塞物有效清除。本项目研制出一套高效的稠油井复杂堵塞物超级溶剂体系，超级溶剂T体系可有效实现稠油井复杂堵塞物的解堵：通过复杂堵塞物快速溶胀、渗透，对聚合物及其残渣氧化降解、油和沥青胶质有机溶解、垢样等无机物质等性质完全不同的堵塞物的有效溶解，确保了高效解堵。

超级溶剂D溶解渗透性强；体系属于非含二氧化氯体系，但超级溶剂D与甲酸共同作用，生成的强氧化性自由基促进聚合物的氧化降解。溶剂体系均匀腐蚀、腐蚀速率低（3.02g/m²·h、3.56 g/m²·h），解堵效果良好。浓度超过3%的主剂T和浓度5%的主剂D具有很好溶垢能力。将主剂T、主剂D及原油降粘剂按一定比例复配成SA-GH，既具有良好的溶垢性能，同时具有良好的化学稳定性和耐温、耐湿、耐机械碰撞性能，无燃烧爆炸风险；解堵工艺安全可靠，可操作性强,特别适合海上环境作业。

四、总结

与常规砂岩相比，疏松高渗砂岩储层更为显著的伤害为微粒运移引起的伤害。通常与固体微粒运移、桥堵以及化学反应等有关。微粒运移的过程一般包括微粒的释放、运移和堵塞过程，这一过程受多种因素影响，不仅取决于矿物颗粒组成与晶体结构，而且还受到外来流体的制约。针对疏松砂岩储层，目前酸液体系的研究主要围绕三个方面：缓速反应以达到深部穿透，特别是在高温情况下；有效抑制二次乃至三次沉淀，减小对地层的伤害；有效溶蚀岩石中的孔隙填隙物，而不破坏岩石骨架结构。基于储层特征分析，该区造成地层损害的潜在因素是外来固相侵入及出砂，次为水敏和应力敏感性伤害，易形成钙镁无机沉淀和原油含胶质、沥青质和蜡质含量高导致的有机沉积堵塞。测试及生产中注意控制合理压差和防止压力波动是解决出砂的基本途径。实施酸化措施，应优化酸化液体系，选择对岩石胶结性破坏小，反应速度相对较慢的酸液体系，同时优化酸化工艺，酸化注液结束后，尽量快速快速彻底反排残酸。

参考文献

[1]张万春,郭布民,敬季昀,邱守美,陈玲.渤海油田疏松砂岩储层深穿透解堵技术研究及应用[J].中国海上油气,2021,33(04):149-155.

[2]高尚,张璐,代磊阳,孟祥海,符扬洋.渤海疏松砂岩深穿透解堵新工艺研究及应用[J].化学工程师,2021,35(08):42-46.

[3]李忠亮,江凯亮.海上疏松砂岩油田复合缓速酸解堵工艺优化研究[J].当代化工,2020,49(10):2238-2242.

[4]程利民,周泓宇,吴绍伟,穆永威,杨明.海上油田疏松砂岩储层解堵防砂联作工艺研究及应用[J].新疆石油天然气,2020,16(03):78-82+5-6.

[5]闫新江,李孟龙,范白涛,于继飞,袁岩光.渤中油田疏松砂岩注水扩容解堵机理研究[J].承德石油高等专科学校学报,2020,22(04):29-34.