王丰，谌勇，熊汉辉 （中石油吐哈油田分公司工程技术研究院，新疆 吐鲁番838202）

玉果油田位于台北凹陷西北部煤窑沟构造带，油藏类型为砂岩油藏，埋深3000～3600m，地层温度90℃左右，储层孔隙度12%～18%，渗透率10mD，岩石类型为长石岩屑砂岩，泥质胶结质量分数为7%，黏土矿物以高岭石和绿泥石为主，占75%以上，敏感性评价为强水敏储层。

随着玉果油田注水开发规模的扩大，欠注井也随之增加，欠注的主要原因是注入水引起的黏土膨胀、微粒运移等敏感性伤害，此外还存在硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）、高分子聚合物等有机物堵塞。玉果油田采用常规酸化技术，酸化有效率仅71.4%，且有效井2个月内平均单井注水压力上升5MPa，日注水量下降8m3，未能达到理想的酸化效果。分析认为常规酸化虽能解除黏土膨胀、微粒运移伤害，但对细菌及其代谢产物、高分子聚合物等的解堵效果较差［1］。为了解决玉果油田这一难题，在深入研究酸化工艺技术的基础上，引进了HRS氧化复合解堵技术。

1 HRS氧化剂氧化解堵原理

HRS氧化剂由多种化学成分组成，在酸性条件下激活生成二氧化氯。二氧化氯具有强氧化性，能够氧化降解在钻井、压裂、调剖、堵水等施工过程中残留于近井底地带的各种高分子聚合物，从而使聚合物更容易从地层中排出［1～3］。同时，生成的二氧化氯能杀灭地层中的藻类、SRB、TGB等微生物菌体，清除其黏稠分泌物，使后续酸液能充分溶蚀裸露出来的砂粒及黏土类矿物，扩大孔隙喉道空间［2］。此外，生成的二氧化氯与地层中的硫化亚铁垢反应，生成可溶性铁盐，防止硫化亚铁二次沉淀，同时消除酸化阶段产生的有害气体H2S［1～5］。

2 HRS氧化剂的优点

传统的氧化剂在油田应用中有一定的局限性，如高锰酸钾和次氯酸钠氧化能力较差；双氧水氧化能力虽然较强，但注入井下有爆炸的危险；而普通的二氧化氯不稳定，易分解，溢出气体有爆炸的危险，且二氧化氯在油层内反应速度很快，即使在地面配制成高浓度的二氧化氯，进入油层后浓度会迅速降低，所以解堵半径小，只有lm左右，无法进行深部解堵［6］。

HRS氧化剂是在井下生成二氧化氯，克服了传统的地面生成二氧化氯所带来的易爆炸、对管材腐蚀性强以及对人体呼吸道伤害的问题，使现场应用更加安全可靠，不会造成环境污染；且生成的二氧化氯浓度可调，速率可控，解堵半径可达4m［6］。

3 HRS氧化剂性能评价

3.1 钻井液滤饼降解性能

新投注水井存在有钻井液滤液、滤饼伤害的问题。常规酸化主要是解除储层中无机物的伤害，一般很难解除钻井液中有机高分子聚合物的伤害，有些常规酸液甚至会与井筒中未循环出的钻井液发生二次反应，生成胶状物质。为了考察HRS氧化剂对聚合物钻井液滤饼伤害的解除能力，选取油田目前使用最多的聚磺钻井液体系的滤饼进行降解试验。

将聚磺钻井液滤饼连同滤纸一起浸泡到装有30mL的HRS水溶液的烧杯中，将烧杯放入90℃水浴中观察滤饼随时间变化情况。图1为反应时间分别为30、60、90min时滤饼的情况。试验初期，泥饼表面有气泡冒出，泥饼逐渐变得疏松；反应到30min时，滤饼已经出现剥离和溶解现象；90min时，滤饼降解成支离分散的小块，并最终从滤纸上完全剥离掉。试验结果表明，HRS氧化剂能有效氧化降解有机高分子钻井泥浆泥饼，使其易于从地层排出。

图1 HRS氧化剂对聚磺钻井液滤饼作用变化

3.2 杀菌性能

硫酸盐还原菌（SRB）及腐生菌（TGB）是油田注水系统中较为重要和常见的两类菌，也是油田注水水质的重要监测指标。试验采用绝迹稀释法，测定不同质量浓度HRS氧化剂对这两种菌的杀菌效果。杀菌效果如表1和表2所示。二氧化氯质量浓度越高，接触时间越长，杀菌率越高。二氧化氯质量浓度为30mg／L的 HRS水溶液在30min内即可将SRB杀死，杀菌率可达100%。二氧化氯质量浓度为5mg／L的HRS水溶液在15min内即可将TGB全部杀死。

3.3 腐蚀性能

氧化剂一般具有较强的腐蚀性，与酸液复合使用时腐蚀性更强。为了避免对井下管、杆柱造成严重腐蚀，使用氧化剂时一般需要添加缓蚀剂。为了评价HRS氧化剂的腐蚀性，按照标准SY／T 5405—1996的评价方法，分别在30、60、90℃下，检测HRS氧化剂溶液、过硫酸铵（APS）溶液对N80钢片的腐蚀速率，试验结果如表3所示。质量浓度为5%的HRS氧化剂对钢片的腐蚀速率≤5.1g／（m2·h），而质量浓度为0.5%的APS的腐蚀速率达到25.6g／（m2·h），HRS氧化剂对钢片的腐蚀速率远远小于APS氧化剂。HRS氧化剂的腐蚀性能达到石油天然气行业一级标准，因此无需添加缓蚀剂即可满足现场施工要求。

表1 HRS氧化剂对SRB的杀菌效果

表2 HRS氧化剂对TGB的杀菌效果

4 酸液配方研究

酸化措施原理是利用酸液对岩石的胶结物、黏土矿物以及外来堵塞物的溶解，扩大孔隙、裂隙，解除堵塞物，从而恢复或提高储层的渗透性。酸液主剂的配方决定了对储层可溶矿物和外来堵塞物的溶解量。对储层岩心进行溶蚀试验，可以明确各种酸液对岩心中可溶物溶蚀率的大小，并根据储层岩石结构、储层流体特性等进行综合分析，从而初步确定酸液的主剂配方。

试验方法：在油藏温度下，采用盐酸、土酸、低伤害酸溶蚀玉果油田中侏罗统三间房组（J2s）储层的岩心粉末，反应2h，过滤，烘干，根据反应前后质量差算出溶蚀率。试验结果如表4所示。玉果油田J2s储层的岩心碳酸盐的质量分数在12%左右，所以筛选前置酸3配方；岩心中能与HF快速反应的矿物含量较高，随HF质量浓度的增加溶蚀率明显增大，考虑酸液解堵及储层保护，主酸基础配方优选土酸1；在高温情况下，为实现强缓速、深穿透的解堵目的，缓速酸配方优选低伤害酸2。

表3 HRS与APS防腐对比试验结果

表4 岩粉溶蚀试验结果

在岩粉溶蚀试验的基础上对比选定酸液配方的缓速性能，分别测在2、15、30、45、60、90、120、240min时的反应速度。从图2可以看出，土酸反应速度较快，30min后停止反应；而低伤害缓速酸的溶蚀率随时间不断增大，且递增的速度缓慢，反应时间超过4h。因此认为低伤害酸缓速能力强，具有解除地层深部污染的能力。

图2 低伤害酸与土酸的缓速对比曲线

5 岩心流动试验

选取玉果油田J2s储层果7井的2块岩心进行岩心流动试验。对比低伤害酸液与HRS氧化剂交替注入后的解堵效果。图3为低伤害酸液的岩心流动试验结果，岩心原始渗透率为9.7687mD，注入10.02PV低伤害酸液后，渗透率为14.2461mD。图4为HRS氧化复合解堵岩心流动试验结果，岩心原始渗透率为2.575mD，注入20.01PV氧化剂HRS，再注入8.89PV低伤害酸液后，酸后渗透率为6.991mD。

从试验数据可以看出：①2块岩心的渗透率差异较大，酸化后均能达到解堵、提高渗流的目的；②对比酸化前后渗透率的比值，HRS氧化复合解堵液的效果优于单纯的酸液解堵效果。

图3 低伤害酸液的岩心流动试验

6 现场施工效果评价

玉果油田注水井采用HRS氧化复合解堵技术共实施7井次，采用HRS氧化剂与酸液段塞交替注入的方式：前置酸→隔离液→HRS→隔离液→前置酸→主体酸→隔离液→HRS→隔离液→后置酸。现场施工有效率100%，酸后平均单井日增注30.5m3，注水压力下降15.4MPa，有效期409d，降压增注效果显著，有效期长（表5）。

图4 HRS氧化复合解堵液岩心流动试验

表5 HRS氧化复合解堵技术在玉果油田增注效果统计

7 结论

1）HRS氧化剂能有效氧化降解高分子聚合物、杀灭细菌等有机堵塞，且腐蚀速率低，缓速性强，具有深部解堵的能力。

2）HRS氧化复合解堵液能同时解除近井及深部的有机和无机堵塞，施工时采用“双液法”交替注入地层能有效提高解堵效果。

3）HRS氧化复合解堵技术现场应用降压增注效果明显，有效期长，解决了玉果油田增注难题，为同类油藏酸化增注提供了技术参考。

［1］谭忠孝，黎石松，张兴建，等 .二氧化氯复合解堵工艺的研究及应用 ［J］.石油钻探技术，2002，30（3）：63～65.

［2］樊世忠，王彬 .二氧化氯解堵技术 ［J］.钻井液与完井液，2005，22（B5）：113～114.

［3］李平，邱启红 .复合解堵工艺在志丹探区的应用 ［J］.辽宁化工，2014，43（12）：1528.

［4］甄胜利，郝世彦，李旦，等.HRS复合解堵剂在油井上的应用 ［J］.无机盐工业，2004，36（3）：48.

［5］岳翰林.HRS复合解堵剂在塔河油田的初次应用 ［J］.中国石油和化工标准与质量，2011，31（11）：228～229.

［6］赵万金，李志伟，吴学勇，等.HRS复合解堵技术在七个泉油田应用研究 ［J］.青海石油，2011，29（1）：79～85.