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準東吉7井區(qū)注水井酸化預處理防膨技術

文檔作者：謝建勇，石彥，羅鴻成，李文波，謝俊輝文檔來源：中國石油新疆油田分公司準東采油廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年08月07日
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第38卷第4期
2017年8月
新疆拜油地質(zhì)
X1NJIANG PETROLEUM GEOLOGY
V01．38．No。4
Aug．2017
文章編號：1001—3873(2017)04—0466—04 DOI：10．7657／XJPG20170415
準東吉7井區(qū)注水井酸化預處理防膨技術
謝建勇，石彥，羅鴻成，李文波，謝俊輝
(中國石油新疆油田分公司準東采油廠，新疆阜康831511)
摘要：水敏性油藏在注水開發(fā)中，黏士礦物膨脹是導致儲集層滲透率下降、注水壓力上升的主要原因。對于低滲透
儲集層而言，即使加入防膨劑來抑制黏土礦物膨脹，減輕對滲透率的傷害，仍會發(fā)生注水壓力上升，出現(xiàn)欠注甚至無
法注水的現(xiàn)象。為實現(xiàn)長期有效注水，以吉7井區(qū)為例，開展了水敏儲集層酸化預處理防膨技術研究。與無機和有機2
類防膨劑相比，采用酸化預處理，滲透率損失率最小，防膨效果的持久性和穩(wěn)定性最好。選取了儲集層類似的2組注
水井進行對比試驗，與未酸化預處理井相比，投注前酸化預處理的注水井，井口啟動壓力低，注水壓力上升速度慢，滿
足低滲水敏儲集層長期注水的需求。在后續(xù)開發(fā)中應用22井次，有效抑制了注水壓力上升速度，達到預期的目的。
關鍵詞：準噶爾盆地；吉木薩爾地區(qū)；水敏油藏；注水油藏；黏土膨脹；酸化預處理；防膨技術
中圖分類號：TE357．6 文獻標識碼：A
Anti-Swelling Technology for Acidizing Pretreatment in Water Injection Wells in
Wellblock Ji 7，Zhundong Oilfield
XIE Jianyong，SHI Yan，LUO Hongeheng，LI Wenbo，XIE Junhui
(Zhundong Oil Production Plant，Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，F(xiàn)ukang，Xinjiang 831511，China)
Abstract：Clay swelling is the main reason causing reservoir permeability reduction and water·-injection pressure rising during waterflood--
ing development of water—sensitive reservoirs．Though anti—swelling agents can be added to inhibit clay swelling and to reduce damage to per—
meability，water—injection pressure rising and insufficient water injection will occur in low permeability reservoirs．To achieve long—term and
effective water injection and taking Wellblock ji 7 for example，the study on anti—swelling technology for acidizing pretreatment is can'ied out
for water—sensitive reservoirs．Compared with inorganic and organic anti—swelling agents，using acidizing pretreatnlent technology can get the
minimum permeability loss，long—lasting and stable anti—swelling effects．Two injector groups with similar reservoir conditions in Wellblock Ji
7 are selected to carry out a contrast test．The results show that compared with the non—acidized pretreatment wells，the injectors with acidiz—
ing pretreatment before water injection are featured with low wellhead start pressure and slowly rising of water injection pressure，which can
meet the demand of long—term water injection in low—permeability and water—sensitive reservoirs．Field applications of the pretreatment tech—
notogy in 22 wells show that the technology can effectively slow down the rising of water injection pressure and good effects have been gained．
Keywords：Junggar basin；Jimsar area；water--sensitivity reservoir；waterflooding reservoir；clay swelling；acidizing pretreatment；anti·-
swelling technologT
水敏性油藏注水開發(fā)中，由于低礦化度注入水與
孔喉問的黏土礦物接觸，黏土礦物發(fā)生水化膨脹，導
致孔隙、喉道縮小，滲透率下降，注水井壓力上升，欠
注、注不進的現(xiàn)象普遍，地層壓力難以保持，嚴重影響
開發(fā)效果n 1。因此，通常采用防膨注水，即在注人水
中加入防膨劑來抑制黏土礦物膨脹H，，減緩注水壓力
的上升速度，但從經(jīng)濟效益上考慮，防膨劑的濃度不
可能過高，加上防膨劑自身對儲集層也有傷害一“1，因
而，即使采用了防膨注水，從長期來看，仍然不能避免
注水井欠注、注不進現(xiàn)象的發(fā)生。
準東地區(qū)的多個水敏性油藏，便出現(xiàn)了這種情
況，如沙南油田P，w12油層，平均滲透率2 mD，水敏指
數(shù)0．85，采用變濃度連續(xù)注入方式進行防膨，投注初
期平均注水壓力13 MPa，注水5 a后，油藏累計注水量
不足0．2 PV，注水壓力已上升到16～20 MPa，年均壓力
上升1 MPa，注水干線壓力20 MPa，有40％的井出現(xiàn)
欠注或注不進。后期采取酸化、壓裂等多種增注工
藝，也難以有效解決欠注問題”，。嚴重影響了開發(fā)效
果。新開發(fā)的吉7井區(qū)，同樣屬于低滲水敏儲集層，
為滿足長期注水的需要，開展了相關研究。由于酸和
黏土礦物能發(fā)生化學反應，破壞黏土礦物的陽離子交
換能力，改變黏土礦物的本性，反應后的殘留物主要
成分為SiO：，從而降低黏土礦物的膨脹性能m，?；?
這一認識，針對性地開展了酸化預處理防膨技術研
究，為后期注水開發(fā)提供依據(jù)。
1吉7井區(qū)儲集層特征
吉7井區(qū)是準東地區(qū)近年發(fā)現(xiàn)的一個大型稠油
收稿日期：2016—10-31 修訂日期：2017—06—02
作者簡介：謝建勇(1968一)，男，廠一東梅縣人，高級工程師，油氣田開發(fā)，(Tel)0994—3832044(E—m撕1)xi ejy@petrochina．tom．cn
萬方數(shù)據(jù)
第38卷銷4期附繾四．等：準東吉7井f五汪水』卜胲化預處理防嘭技術·467·
油藏，油藏埋深1 300～1 800 m，屬于受斷裂控制的構
造油藏，儲集層為上二疊統(tǒng)梧桐溝組(P。wt)，以巖屑
砂巖、長石質(zhì)巖屑砂巖為主，主要為接觸一孔隙式膠
結(jié)，膠結(jié)物平均含量5．2％，以方解石和白云石為主。
巖石中黏土礦物以伊蒙混層為主，平均占黏土礦物的
48．2％，其次為高嶺石，平均為31．4％，含少量的綠泥
石和伊利石。據(jù)物性資料分析，儲集層平均孑L隙度
20．48％，平均滲透率41．15 mD，為中孔低滲儲集層。
吉7井區(qū)梧桐溝組儲集層具有強水敏特征，水敏
指數(shù)為0．8，平均滲透率損失率為73．5％．此外具有
弱一強酸敏，酸敏指數(shù)為0．07—0．91，無速敏。在注水
開發(fā)過程中，需嚴格控制注入水水質(zhì)，以及合理的注
入水礦化度，避免對儲集層造成較大的傷害。
2酸化預處理防膨評價實驗
2．1膨潤土實驗及結(jié)果
采用SY／T 5971—94《注水用粘土穩(wěn)定劑性能評
價方法》中的離心法，評價無機防膨劑KCl溶液，有機
防膨劑RWD一05以及鹽酸p。1”的防膨效果。
(1)防膨率測定稱取膨潤土0．5 g，分別測定在
4％KCl溶液，I％RWD一05溶液和12％HCl溶液中體積
膨脹率。4％KCl溶液防膨率75．0％，1％RWD一05溶液
防膨率75．0％，12％HCl溶液處理后防膨率78．8％，表
明鹽酸處理和無機、有機2種防膨劑對黏土礦物膨脹
都有抑制作用，防膨效果相差不大。
(2)水洗實驗用10 PV蒸餾水分別浸泡沖刷，
測定防膨率的變化，評定不同防膨劑防膨作用的持久
性和穩(wěn)定件．實驗結(jié)果見圖t．
圖1 不同類型防膨剝的防髟效果評價
經(jīng)過蒸餾水多次沖刷后，4％KCl溶液防膨效果快
速降低，直至無效”“，原因是KCl屬于無機鹽類，其主
要防膨機理是陽離子交換吸附，阻止水分子進入，防
止了黏土礦物的膨脹，離子的吸附作用存在可逆性，
一旦溶液濃度低于臨界鹽度，膨脹會繼續(xù)發(fā)生，所以
這類防膨劑不耐水沖刷，持久性差。水沖洗后，1％
RWD一05溶液防膨率由75．0％降低到53．8％，隨著水
洗體積增加，防膨率基本保持穩(wěn)定。原因是有機防膨
劑主要作用機理是在黏土礦物表面多點吸附，形成化
學膜，結(jié)合較緊密，不易分散，能耐水沖刷，具有長效
性1t3-161。水沖洗后，12％HCl溶液防膨率由78．8％降低
到76．0％，降幅較小，證明酸土反應后可以改變黏土礦
物的膨脹性能，水沖刷后，防膨效果穩(wěn)定，具有持久性。
防膨效果由好到差的順序是：12％Hcl溶液、有機
防膨劑l％RWD一05溶液和無機防膨劑4％KCl溶液。
2．2天然巖心實驗及結(jié)果
為進一步驗證酸處理效果，采用吉7井區(qū)天然巖
心開展黏土礦物膨脹率的動態(tài)驅(qū)替實驗。實驗巖心
(直徑2．5 cm，長度6．0 cm)滲透率為50 mD左右，流量
為1 mL／min，用地層水進行驅(qū)替獲得初始滲透率，分
別評價4％KCl溶液、1％RWD一05溶液和12％HCl溶
液的動態(tài)防膨率，注入1 PV的防膨劑后，采用蒸餾水
連續(xù)驅(qū)替，至滲透率穩(wěn)定。實驗結(jié)果(圖2)與膨潤土
實驗類似．3種防膨劑對黏士礦物膨脹都有抑制作用．
國二不同類型防膨剎的巖心摻透率損失率
經(jīng)4％KCl溶液處理過的巖心隨著蒸餾水的注入
量增加，防膨效果快速降低，至3．3 PV時完全失效；經(jīng)
1％RWD一05溶液處理過的巖心隨著蒸餾水的驅(qū)替體
積增加，防膨效果初期不變，其滲透率損失率為22％左
右，遠小于直接水驅(qū)替的滲透率損失率，驅(qū)替至2．8 PV
時，滲透率損失率達到52％，比之前增大了30"／0，但最
終滲透率損失率小于4。／oKCl溶液；經(jīng)12。／oHCl溶液處
理過的巖心，隨著注蒸餾水體積增加，滲透率損失率
開始有所增加，但上升速度緩慢；連續(xù)注人蒸餾水
10．0 PV后，滲透率損失率依然在25％，表明其能有效
抑制黏土礦物的膨脹，并保持防膨效果長期穩(wěn)定。
不難看出，上述3種不同防膨劑對黏土礦物膨脹
都有抑制作用，120／oHCl溶液的效果最好，4。／oKCl溶
液的效果最差。
3酸化預處理防膨的現(xiàn)場應用
3．1先導性對比試驗
吉7井區(qū)梧桐溝組油藏注水井投注前開展酸化預
處理試驗，以驗證酸對黏土礦物膨脹性能的抑制作用。
選取2組物性相似的4口井做對比試驗，2口井
直接投注，采用RWD一05溶液連續(xù)防膨；2口井在投
萬方數(shù)據(jù)
新疆ri油地質(zhì)
注前先實施酸化預處理，采用緩速鹽酸體系進行全井
處理(表1)。靜態(tài)條件相似的2對注水井，經(jīng)過一段
時間注水后，酸化預處理井與未酸化預處理井的吸水
狀況明顯不同。
表1吉7井區(qū)試驗井基本參數(shù)
*為酸化預處理井
(1)酸化預處理井水相滲透率高酸化預處理井
水相滲透率遠大于未酸化預處理的井，并且長期保持
穩(wěn)定。如J1382井與J1363井，2口井試井解釋滲透率
接近，注水強度相近。但水相滲透率相差很大，注水初
期，酸化預處理井J1382井的水相滲透率是J1363井
的3倍，注水l a后為7倍。
(2)酸化預處理井初期吸水能力強2口酸化預
處理井平均投注壓力5．0 MPa，初期平均視吸水指數(shù)
3．05 m3／(d·MPa)；未酸化預處理的2口井平均投注壓
力7．5 MPa，初期平均視吸水指數(shù)1．80 1313／(d·MPa)。
(3)酸化預處理井啟動壓力低經(jīng)過酸化預處理
的J1382井啟動壓力為19．9 MPa(圖3a)，折算到井口
壓力為3．7 MPa；未酸化預處理的J1363井啟動壓力
為24．1 MPa(圖3b)，折算到井口壓力為8．1 MPa，井口
壓力明顯高于前者。
“啦≯?／·I
圖3 吉7井區(qū)酸化預處理與未酸化預處理井試井效果對比
(4)酸化預處理井壓力上升速度較慢注水初
期，酸化預處理的J1382井井口壓力為4．0 MPa，未酸
化預處理的J1363井井口壓力為7．0 MPa．注水6 mon
后，J1382井井口壓力上升了1．5 MPa，上升速度緩慢；
J1363井井口壓力上升到10．5 MPa，上升了3．5 MPa，
上升速度較快，上升速度是酸化預處理井的2．3倍。
現(xiàn)場實施效果與室內(nèi)實驗結(jié)果相吻合，證實酸
化可以降低儲集層水敏性，有效抑制井口注入壓力的
上升速度，保證注水正常。
3．2推廣應用
(1)井層選擇吉7井區(qū)注水系統(tǒng)壓力為20MPa，
區(qū)塊采用變濃度連續(xù)注入方式防膨，根據(jù)前期類似油
田的經(jīng)驗，注水井投注后，注水壓力通常會快速上升
3～5 MPa，之后保持基本穩(wěn)定或緩慢上升。因此，當注
水初期井口壓力高于15 MPa時，可供上升的壓力空
間小，長期注水，極可能出現(xiàn)欠注或注不進的情況，應
采取酸化預處理。根據(jù)注水初期注入壓力與油層密
度的關系，以15 MPa為界限(圖4)，當油層密度大于
2．32 g／cIll3時，投注后井口壓力高于15 MPa的井多集
中于B區(qū)，位于該區(qū)的井投注前有必要進行酸化預處
理，以確保后期正常注水，由此確定了酸化預處理井
的篩選標準為油層密度大于2．32 g／ore3．
圈4吉7井區(qū)注水井初期汪～壓力與油層看甓關系
(2)實施情況吉7井區(qū)72口注水井實施投注作
業(yè)前，根據(jù)確定的選井標準，需要進行酸化預處理的
井有22口，占注水井總數(shù)的31％．現(xiàn)場實施22井次，
應用緩速酸體系進行全井處理，處理半徑3 m左右，
酸處理強度4～5 In3／m，施工排量0．3～0．6 m3／min，施工
壓力小于15 MPa．
(3)效果分析對酸化預處理井與未酸化預處理
井的注水情況進行了對比，雖然酸化預處理井的儲集
萬方數(shù)據(jù)
第38卷第4期謝建叨．等：準東吉7圳叫式注水Jl-．1I受化預處理防膨技術·469·
層物性相對較差，投注后，初期平均注水壓力6．8 MPa，
較未酸化預處理井低了1．4 MPa，月平均壓力上升
0．1 MPa，較未酸化預處理井低了0．3 MPa(表2)，對比
可知，酸化預處理可以有效抑制井口注人壓力的上升
速度，保證后續(xù)注水正常。
表2吉7井區(qū)試驗井對比統(tǒng)計表
3．5一I 1．O(6．8)為最小值一最大值(平均值)
4結(jié)論與認識
(1)室內(nèi)膨潤土和吉7井區(qū)天然巖心驅(qū)替實驗表
明，鹽酸預處理后可以降低黏土礦物的膨脹能力，并保
持長期穩(wěn)定。
(2)現(xiàn)場試驗表明，儲集層條件類似的注水井，投
注前經(jīng)過酸化預處理與未酸化預處理井，注水狀況有
顯著差異，酸化預處理井吸水能力強、啟動壓力低、壓
力上升速度慢，從根本上起到長期防膨的作用。
(3)對吉7井區(qū)注水井進行分類，探索注水壓力
與油層密度的關系，初步得出酸化預處理井的篩選標
準，以此為依據(jù)，現(xiàn)場推廣應用22井次，達到預期效
果，保證了吉7井區(qū)長期有效注水。
參考文獻：
[1]陳利霞．低滲油田注水防膨技術研究及應用[J]．內(nèi)蒙古石油化
工，2015，25(3)：105—107．
CHEN Lixia．Study and application of antiswelling technical for wa—
terflooding in low permeability oilfield[J]．Inner Mongolia Petro—
chemical Industry．2015．25(3)：105—107．
[2]邢希金，唐洪明，廖紀佳，等．低滲透強水敏儲層防膨劑的篩選方
法——以大港油田張東地區(qū)沙三段為例[J]．油氣地質(zhì)與采收
率，2008，15(4)：97—99．
XING Xijin，TANG Hongming，LIAO Jijia，et a1．Optimization of
clay inhibitor for low permeability and strong water sensitivity reser—
voirtaking Sha3 member of Zhangdong area in Dagang oilfield as
an example lJ J．Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2008，
15(4)：97—99．
[3]謝建勇，李建良，張紹鵬，等．沙丘5井區(qū)注水防膨技術研究[J]．
新疆石油學院學報，2004，16(I)：59—62．
XIE Jianyong，LI Jianliang，ZHANG Shaopeng，et a1．Expension re—
sist technique research on SQ5 well block in waterflooding[J]．Journal
ofXinjiang Petroleum Institute，2004，16(1)：59—62．
[4]丁申影，喻海峰，賈菲，等．強水敏油藏防膨技術研究及應用[J]．
鉆采1=藝，2016，39(2)：108—110．
DING Shewing．YU Haifeng，JIA Fei，et a1．Research and applica—
tion of anti—swelling agent in strong water sensitivity reservoir lJ J．
Drilling＆ProductionTechnology，2016，39(2)：108一110．
[5]楊志冬，蔡圣權，秦爽，等．低滲強水敏油藏整體防膨注水開采技
術研究與應用[J]．特種油氣藏，2004，11(4)：86—88．
YANG Zhidong，CAI Shengquan，QIN Shuang，et a1．Study and application
of integral antiswelling for waterflooding in low permeability，
strongly water．sensitive reservoir[J]．Special 0il＆Gas Reser．
voirs，2004．11(4)：86—88．
[6]江建林，岳湘安，高震，等．特低滲透油藏注水粘土穩(wěn)定劑及評價
方法——以海拉爾盆地貝爾油田為例[J]．油氣地質(zhì)與采收率，
201 1，18(2)：105—107．
JIANG Jianlin，YUE Xiang'an，GAO Zhen，et a1．Study on clay stabi—
lizer and evaluation method for extro-low permeability oil field—+a
ease study of Beier oilfield lJ J．Petroleum Geology and Recovery Efficiency，
201 1，18(2)：105—107．
[7]梁成鋼，劉衛(wèi)東，石彥，等．低滲透油氣藏近破裂壓力注水的可行
性——以北三臺油田北十六油藏為例：J]．新疆石油地質(zhì)，2011，
32(2)：153一156．
LIANG Chenggang，LIU Weidong，SHI Yan，et a1．Feasibility of wa—
ter injection close to fracture pressure for low permeability hydroear—
bon reservoir—an example from Bei一1 6 reservoir in Beisantai oilfield[
J J．Xinjiang Petroleum Geology，2011，32(2)：153—156．
[8]李文建，李興應．氟硼酸、土酸對粘土膨脹性能的影響[J]．石油
鉆采工藝，1995，17(2)：56—60．
LI Wenjian，LI Xingying．Effeet of fluoboric acid and mud acid on
clay swelling property[J]．Oil Drilling&amp;amp;Production Technology，
1995，17(2)：56—60．
[9]王明貴，張朝舉，王萍．復雜砂巖高效酸化技術先導性試驗[J]．
石油鉆采工藝，201 1，33(3)：66—69．
WANG Minggui，ZHANG Chaoju，WANG Ping．Pilot test of effi—
cient acidizing technology in complex sandstone reservoir lJ j．Oil
Drilling＆Production Technology．201 1，33(3)：66—69．
[10]鄔元月，孫艾茵，楊濤，等．砂巖酸化反應機理研究[J]．內(nèi)蒙古
石油化工，2009，19(6)：4—6．
WU Yuanyue，SUN Aiyin，YANG Tao，et a1．Research of acidizing
reaction mechanism in sandstone reservoir[J J．Inner Mongolia Pet—
rochemical Industry，2009，19(6)：4—6．
[11]鐘孚勛，賀偉，賀承祖，等．砂巖酸化反應的微觀機理研究[J]．
天然氣工業(yè)，2000，20(2)：64—66．
ZHONG Fuxun，HE Wei，HE Chengzu，et a1．A research on the mi—
cromeehanism of acidizing reaction on sandstoneslJ J．Natural Gas
Industry，2000，20(2)：64—66．
[12]靳保軍，宋桂如，李尚貴，等．注水井防膨處理用粘土穩(wěn)定劑的
篩選[J]．油田化學，2002，19(3)：244—247．
JIN Baojun，SONG Guiru，LI Shanggui，et a1．Screening clay stabi一
[13]
lizers for reservoir anti·swelling treatment in water injection wells
[J]．Oilfield Chemistry，2002，19(3)：244—247．
李宜強，李梅，王巍，等．注水用黏土穩(wěn)定劑的篩選與評價[J]．
油田化學，2008，25(2)：151—155．
LI Yiqiang，LI Mei，WANG Wei，et a1．Experimental selection and
evaluation of clay stabilizer for injection water[J]．Oilfield Chemistry，
2008，25(2)：15l一155．
[14]尹先清，曲乾生，羅覺生，等．管5特低滲透油藏注水防膨?qū)嶒?
研究[J]．鉆采工藝，2008，31(3)：108—111．
YIN Xianqing，QU Qiansheng，LUO Juesheng，et a1．Experimend
research of water iniection for prevention expanding in ultra—low
permeability oil reservoir of G5[JJ．Drilling&amp;amp;Production Tech。
nology，2008，31(3)：108—111．
[15]靳保軍，馬興芹．低滲透油田注水預處理用黏土穩(wěn)定劑的優(yōu)選
[J]．特種油氣藏，2003，10(6)：75—78．
J1N Baojun，MA Xingqin．Optimization of clay inhibitor for water
injection pre—treatment in low permeability oilfield lJ J．Special Oil
&amp;amp;Gas Reservoirs，2003．10(6)：75-78．
[16]朱?。蜐B水敏油藏黏土穩(wěn)定劑KS一1的性能[J]．油田化學，
2008，25(4)：336-338．
ZHU Jian．Performance properties of clay tabilizer KS—l for low
permeability and water sensitive oil reservoirs lJ J．Oilfield Chemistry，
2008，25(4)：336—338．
(編輯顧新元)

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