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泡沫分流酸化解堵技术简介

        酸化解堵是通过酸来溶解地层基质中的颗粒堵塞物,恢复或提高油气井产量的一种有效措施,常规酸化存在布酸不均、残酸返排不彻底、酸岩反应速度太快等缺点。泡沫分流酸对渗透率不同的储层和油水层具有选择性,可以实现均匀布酸,提高酸化效果。寿光新海化工有限公司和中国石油大学(华东)合作,对泡沫酸液流体在高、低渗储层分流的机理、缓速特征等技术进行试验研究,提出了泡沫分流酸化选井原则和工艺技术,现场应用结果表明泡沫分流酸化解堵技术能有效封堵高渗层,把酸液转向低渗层,提高油井产量,该技术适于非均质油藏油井、重复酸化老井的解堵增产增注。

一、常规酸化解堵技术的局限性
        酸化解堵是油气田开发过程中重要的增产增注措施。由于储层非均质性等因素的影响,在常规酸化过程中酸液优先进入高渗透层带, 低渗透层或堵塞严重地层不能进酸或进酸太少,达不到预期的增产目的。
常规酸化的局限性主要表现在以下几个方面。
1、不同小层具有不同的孔隙度和渗透率,伤害的程度也不同。在常规酸化解堵施工时,对于非均质地层,酸液遵循自然选择原则,优先进入流动阻力低的高渗层,使得低渗层不能得到有效改善,酸化结果是渗透率级差越来越大。
2、对于油水同层的地层,大部分水层渗透率较高,酸液会优先进入水层,使得酸化后含水迅速上升,油井产油量下降。
3、对于重复酸化的地层,在多次酸化过程中会形成酸溶蚀通道,酸液优先进入溶蚀通道,降低酸化效果。
4、对于低压油井和低渗透地层,酸化后残酸返排困难,容易形成二次污染,影响酸化效果。
5、常规酸化酸岩反应速度太快,酸主要消耗在近井地带范围内,不能解除油井深部堵塞。
二、泡沫分流酸化解堵技术优势
1、泡沫流体对地层渗透率具有选择性,“堵大不堵小”,即泡沫对高渗层具有较强的封堵作用,而对低渗层的封堵作用较弱,从而使得酸液均匀进入高低渗层,改善中低渗层的酸化效果。

2、泡沫流体对油水层具有选择性,“堵水不堵油”,泡沫流体遇油消泡,遇水稳定,泡沫对水层具有较强的封堵作用,而对油层的封堵作用较弱,从而使得酸液优先进入油层,改善油层的酸化效果,防止酸液对水层的过分酸化,防止酸化后含水的大幅上升。

3、泡沫流体中气体膨胀能为残酸返排提供能量,使得残酸返排更彻底,防止形成二次沉淀,对产层伤害少,这对低压井和低渗地层尤为适用。
4、泡沫流体具有较高的表观粘度,携带能力强,返排时可将固体颗粒和不溶物携带出井筒。
5、泡沫酸是一种缓速酸,具有良好的缓速效果,可以降低酸岩反应速度,实现深部酸化。
表1:常规酸化、暂堵酸化与泡沫分流酸化比较

三、泡沫分流酸化应用

1、泡沫分流酸化选井原则
(1)、地层存在酸溶性表皮伤害,例如:地层物性条件与邻井相比正常,但产量却很低或产量突然下降。
(2)、储层非均质性强,渗透率级差大,或者无明显隔层的巨厚油层。
(3)、施工井段内高、低渗层渗透率级差小于 10 时,采用泡沫段塞分流工艺,即在常规酸化过程中注入几个泡沫段塞封堵高渗层,实现后续酸液的分流;施工井段内高、低渗层渗透率级差为 10~15 时,采用泡沫酸分流工艺,即在酸液中加入起泡剂和氮气,在地面制成泡沫酸连续注到地层,实现酸液的分流;
(4)、重复酸化的油水井,利用泡沫选择性封堵溶蚀通道,提高酸化效果;
(5)、油水同层或存在水层的油井,利用泡沫选择性封堵含水层,将酸液转向油层,防止酸化后含水升高。
2、泡沫酸液配方组成
泡沫酸一般是在常规液体系中加入起泡剂和稳泡剂,施工时利用泡沫发生器和氮气产生泡沫酸,实现泡沫分流酸化。
配方主要组成: 酸液(如前置酸:12-15%HCL;主体酸5-12%HCL+1-3%H F) + 铁离子稳定剂+粘土稳定剂+ 起泡剂+ 稳泡剂+ 缓蚀剂+ N 2 。由于泡沫酸的特殊性质( 如选择性和返排迅速等) , 泡沫酸体系中不必添加酸化前暂堵剂和助排剂等添加剂。
3、泡沫酸分流酸化管柱设备
(1)井口装置:与常规酸化相同。
(2)井下管柱:与常规酸化相同。
(3)地面设备:400型或700型水泥车;罐车;泡沫发生器;制氮车;酸罐。
4、现场施工流程
将配制好的酸液经泵车注入泡沫发生器,氮气由制氮车注入泡沫发生器,酸液与氮气在泡沫发生器中混合并形成泡沫酸再注入井筒,对目的层进行泡沫酸化解堵。
(1) 洗井
泡沫酸与原油接触时会影响起泡,因此对于油层温度高、井底附近有石蜡、胶质沉积的油井,在处理前应先用洗井液浸泡清洗油层表面。
(2)泵注前置液
在用泡沫酸处理产层时,先用不含氮气的前置酸液处理,并适当增大排量,目的在于疏通射孔孔眼和近井缝隙。
(3)泵注泡沫酸液
根据地层条件,可采用两种注入工艺:

A 泡沫段塞分流酸化:采用多级注入每级先注入泡沫段塞,对高渗层起到暂时封堵作用,然后注入主体酸液段塞,对低渗层进行解堵酸化。

B 泡沫酸分流酸化:将泡沫酸做为主体酸泵入。
(4)洗井及过量顶替
酸液注完后,用泡沫流体进行过量顶替,以便使酸液穿透范围尽量扩大,并可减少返排时的静液柱压头,同时又可提供返排的附加能量。
(5)酸液返排
根据储层能量大小,分别采用井口放喷、泡沫举升返排两种工艺技术。对于储层压力较高、渗透率好,生产潜能较大的措施井泡沫酸化改造后,采用井口放喷返排工艺技术对井筒积液返排;对于渗透率差、储层产能较低的井,采用泡沫举升返排方式,进行排酸。


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