西江油田低效井酸化改造酸液体系与解堵效果研究

2023-01-22

西江油田部分低效井因钻完井或开采过程中油层遭受污染而致油井产能低, 需采取酸化改造措施。西江油田储层温度较高, 普通酸液体系难以适用, 高温易使酸液在近井地带被消耗掉, 无法实现深部酸化。经研究, 提出采用多氢酸复合酸化, 并对酸液体系进行了性能评价和酸化效果实验评价。

一、多氢酸复合酸液体系性能评价

1. 性能分析

体系主要由2主剂 (PA-MH5、PA-MF) 和破乳剂、聚合物降解剂等组成, 在地层内解析出H+离子, 确保酸液维持较长时间活性, 从而使其深入油层, 达到将深部油层的污染解除的效果。体系还能将多种离子螯合, 防止二次沉淀的生成。

2. 缓速性能

设计四种 (土酸、氟硼酸、复合酸和多氢酸复合体系) 适用于西江油田储层岩石的酸液体系, 并作缓速实验发现溶蚀率最高的是土酸, 最低的是多氢酸, 居两者之间的是氟硼酸和复合酸, 随着酸岩反应的时间变长, 多氢酸复合体系的溶蚀率整体呈现升高的趋势, 显示出其良好的缓速性能。

3. 缓蚀性能

以矿场中常用的N80材质管材为实验对象, 开展地温 (120℃) 条件下酸液对其的腐蚀实验, 实验时间控制在4个小时, 实验结果显示多氢酸复合酸液体系拥有比较好的缓蚀性能, 管材腐蚀呈均匀分布状态, 无点状现象, 腐蚀速率小于行业要求的50g/ (m2·h) 。

4. 抑制二次沉淀的能力

多氢酸可以络合溶液中的多价金属离子 (包括容易生成沉淀的金属离子) , 并且具有较强吸附Ca2+、Na+、K+、NH4+等离子的能力, 使其难以与F-、Si F62-反应生成氟盐和氟硅酸盐沉淀, 避免储层被堵塞。

二、酸化效果室内实验评价

1. 岩心流动模拟实验

实验对象为西江油田天然岩心, 实验用液配制为:以2%的KC1溶液作为基液, 10%的HC1和添加剂为前置液, 主体酸为浓度为8%的HC1溶液+2%的PA-MF+6%的PA-MH5+添加剂, 后置酸配制为5%的HC1+添加剂。实验结果显示其能使岩心渗透率提高8倍左右。

2. 配方确定

经过实验对比分析, 最终优选出适合西江油田储层的多氢酸复合酸液体系配方。

3. 酸化解堵效果评价

(1) 表皮系数计算

在钻完井过程中产生的表皮系数计算公式为:S= (K/Kz-1) Ln (Rz/Rw) , 式中, S—单井表皮系数;K—地层原始渗透率, 10-3um2;Kz—钻完井后地层渗透率, 10-3um2;Rz—钻完后井伤害带半径, m;Rw—油井半径, m。由公式可以看出, 表皮系数与Rz成正比、与Kz成反比, 即钻井对油井的伤害程度越大则表皮系数越大。据统计, 对于高渗层或带微裂缝的地层钻井造成的伤害带半径一般为0.3~1.0m之间, 而低渗透地层一般在0.1~0.3m之间。国内现钻井水平完全可以将油井表皮系数控制在10以内。

(2) 增产效果评价

采油指数为油井产能评价的主要指标, 径向渗流条件下可由达西定律公式求取。其计算公式为:J= (2πkoh*86.4) / (μoBo (Ln (Re/Rw-3/4+S) ) ) , 式中:J—采油指数, m3/d·MPa;ko—油层有效渗透率, μm2;h—油层有效厚度, m;Bo—原油体积系数, m3/m3;μo—地层油的黏度, m Pa·s;Re—供给半径, m;Rw—井筒半径, m;S—钻井伤害表皮系数。

实施酸化措施解堵可将油井表皮系数降至-2, 根据公式计算出酸化可使油井产能提高到常规钻井 (伤害表皮系数为10) 产能的3.29倍。西江油田11口低效井酸化改造效果预测来看, 多氢酸复合酸液体系对于低液量低产油量油井, 酸化改造后产能比可以达到3-4, 而高液量低产油量油井, 在控制含水基础上酸化改造后产能比可以达到1.5-2.5。