注水井酸化增注工艺技术探讨

黑龙江 李宏宇 李红梅 赵玉珍

注水井酸化增注工艺技术探讨

黑龙江 李宏宇 李红梅 赵玉珍

为解决注水井的吸水能力下降问题，在油田开发过程中，先后有针对性地采取了多种增注措施，如压裂、酸化、挤活性水、物理法解堵等，但增注效果不理想，增注难度越来越大。为解决这一问题，笔者认为必须系统、全面地研究储层地质特征，实验分析储层的潜在伤害因素、各种工程作业、酸化增注过程以及注入水本身对储层的伤害机理和伤害程度，研究适宜的酸化工作液体系和酸化工艺技术，解除近井地带的伤害，恢复和提高油层的吸水能力。

注水井；酸化增注

一、开展酸化增注技术研究的必要性

大庆油田外围大多数注水井注水压力逐年增高，注水量逐渐减少，严重影响了注水开发效果。分析认为，酸化工作液的针对性差、酸化过程中的二次伤害的存在、酸岩反应认识的不足、质量控制的不完备是导致注水井酸化增注效果差的主要原因。为解决这一问题，必须系统、全面地研究储层地质特征，实验分析储层的潜在伤害因素、各种工程作业、酸化增注过程以及注入水本身对储层的伤害机理和伤害程度，研究适宜的酸化工作液体系和酸化工艺技术，解除近井地带的伤害，恢复和提高油层的吸水能力。因而，有必要针对上述问题进行研究。

因此，我们对大庆油田几个区块进行了酸化工艺技术研究，将重点解决油层伤害而导致的吸水能力下降的注水井的酸化增注问题，对于改善以注水开发为主的大庆油田的注水开发效果，保持产量的稳定具有重要意义。

二、储层地质分析研究

大庆油田外围的特低渗透油田，油藏埋深1500～2200m，开采层位主要是扶余和杨大城子油层，个别区块发育埋藏较浅的葡萄花油层。扶杨油层储层物性属特低渗透级，其平均孔隙度为12.3%，平均空气渗透率为2.71×10-3μm2。孔隙半径较小，主力油层的孔隙半径为1.0～1.5μm，小于0.5μm的细小孔隙体积超过总体积的50%。油层岩石颗粒较细，为极细砂和粗粉砂岩，以泥质胶结为主，矿物成分中泥质含量为5～19.5%，平均12.3%，石英含量为25～30%，长石含量为28～34%，岩屑含量为22～30%，方解石含量2～8%，属混合砂岩。因此，总的来看，大庆油田储层渗透率低，储层孔喉小，粘土矿物含量高，反映了储层的低渗特点。

三、储层敏感性分析研究

分析油气储层的敏感性，是研究储层损害机理、保护储层或减小储层损害的重要技术。储层敏感性的评价分析是一项综合性的实验研究工作。

储层速敏性的大小主要与储层岩石矿物中各种成份的胶结程度，孔隙孔喉的分布和流体种类及其流速大小有关。通常颗粒胶结疏松，喉道弯曲，润湿性流体和流速高易将岩石颗粒冲刷下来，堵塞孔隙孔喉，降低储层的渗透率。

储层盐敏性的大小与进入储层的流体的盐度有关，通常注入流体的盐度高于储层流体的盐度，不会导致储层岩石的盐敏性发生，但也有可能引起粘土的收缩、失稳和脱落。但是当较低盐度的流体进入地层，并与储层岩石矿物接触时，粘土具有的离子交换特性，使粘土中的离子朝进入水中的方向移动，粘土表面净负电荷增加，导致粘土颗粒之间因静电排斥作用而膨胀和分离，引起孔隙空间和吼道收缩，从而发生盐敏。注入淡水时岩石的渗透率与注入地层水时岩石的渗透率之比表示盐敏系数，此值越小，表示岩石盐敏性越严重。

储层水敏性的大小主要与岩石矿物中水敏性粘土矿物的含量有关，蒙脱石遇水后体积膨胀，使流动喉道缩小，而高岭石遇水后易分散运移，从而随着注入水流动造成堵塞，使储层的渗透率急剧下降。

储层酸敏性的大小与储层中的酸敏感矿物酸的类型和浓度有关，通常储层中的绿泥石和绿蒙混层的含量直接相关，其含量越高，越易导致储层的酸敏，形成絮状胶体，堵塞储层的孔隙孔喉，使渗透率降低。

砂岩的胶结物以泥岩为主，一般泥质含量6～21%。构成泥质的粘土矿物主要由绿泥石和伊利石组成，其含量占粘土矿物总含量的60～70%，其次是蒙脱石—绿泥石混合层和蒙脱石—伊利石混合层，结合流动实验，证明储层存在中等的酸敏性。

四、结论

通过以上敏感性实验分析，结合储层粘土矿物成分的分析结果，对其潜在的伤害机理作如下分析：

1.扫描电镜分析砂岩储层的高岭石单晶为硅氧四面体和铝氧八面体组成六角板状，水中不易膨胀，但地层中集结体常呈页状结构，松散附着在砂粒表面或粒间孔隙，形成桥塞，且易受液体冲刷而分散运移，堵塞吼道。因其含量小，不会对储层造成严重的伤害。

2.扶杨储层伊砾石含量相对最高，在储层中呈弯曲针状结晶，附着在砂粒表面，增加孔隙吼道的弯曲性，且易受流体作用而脱落，进入孔隙吼道，造成堵塞。因含量较大，对储层的伤害也处于主要地位，因此应加粘土稳定剂预防。

3.绿泥石单晶为针叶状，集结为绒球状。在酸性介质中，释放出Fe3+，当pH≥2.2时，开始产生Fe(OH)3沉淀，在pH≥4.3时，Fe(OH)3沉淀完成，这是一种具有片状结晶的凝胶物质，极易在吼道处堵塞。因其在储层中的含量较高，因此在酸化中应预防处理，减小其伤害。

4.扶杨储层都有一定量的绿/蒙混层和伊/蒙混层，这种片状和絮状结构体由于层间分子力弱，水易侵入，离解阳离子而发生膨胀、分散、运移，堵塞储层孔隙通道，也要在酸液体系中加强预防。

（作者单位：大庆油田技术培训中心）

（编辑 王旸）