致密特低渗油藏扩孔增喉药剂体系研究与评价

2020-04-11斯容

石油化工应用 2020年3期

斯容

（中国石油化工股份有限公司华北油气分公司，河南郑州 450006）

鄂南致密特低渗/超低渗油藏进行天然能量开发普遍存在产量递减快的问题，为提高储层原油产量需要进行能量补充。目前应用较多的能量补充技术为注水开发。经验显示，储层主流喉道半径小于1 μm 时，注水难度将大幅度增加，而鄂南油田储量大多分布在主流喉道半径小于1 μm 的油藏中。现场注水开发结果显示，鄂南油田储层裂缝发育，储层裂缝重张压力往往低于注入水进入基质储层的启动压力，现有常规注水开发注入水难以进入基质储层，基质储层原油难以有效动用。为改善开发效果，重新优选注入性更好的注入介质如注CO2、空气等是一个重要方向；另一方面能否从储层本身出发，通过改善储层本身的物性来改善注入介质的注入性也是研究的一个新方向。对于一个既定的油藏，要改变储层的物性可以从改变岩石骨架颗粒及减少储层孔隙中的填隙物含量等方面入手。改变岩石骨架颗粒易造成微粒运移及储层垮塌进而造成二次伤害，而填隙物主要充填在岩石孔隙中，减少填隙物含量即可增大孔隙及喉道半径，因此，本文旨在通过扩孔增喉药剂体系研究与评价，来减少致密特低渗油藏中的填隙物含量，增大储层孔隙及喉道半径，改善储层物性，为提高鄂南油藏原油开发效果提供技术支撑。

1 概况

1.1 红河油田长9 油藏生产现状

红河长9 目前开井生产的油井有25 口，平均单井日产液8.57 t、平均日产油1.61 t、平均含水81.21 %，年累计产液84 719.2 t、年累计产油14 390 t；开注井有10 口，平均单井日注水20.6 m3、平均注水压力8.1 MPa，年累计注水48 257.2 m3。

1.2 红河油田长9 油藏储层物性特征

红河油田长9 油藏孔隙度6.3 %～18.6 %，平均14.1 %；渗透率0.14×10-3μm2～51.8×10-3μm2，平均1.98×10-3μm2，属于低孔特低渗储层。

1.3 储层孔隙结构特征

红河长9 砂岩孔隙类型主要为粒间孔，其次为粒内溶孔、泥质内微孔、长石溶孔、铸模孔及微裂隙等。孔喉中值半径0.14 μm，平均最大孔喉半径1.94 μm，为小孔微细喉。

1.4 红河油田长9 油藏岩石矿物特征

红河长9 油藏岩石矿物组成为：石英28.4 %、长石28.8 %、岩屑38 %、填隙物4.8 %，以石英、长石、岩屑为主。填隙物以方解石及黏土矿物为主，其中方解石占比3.4 %、黏土矿物占比超过1 %，胶结类型以孔隙式和镶嵌式为主。黏土矿物中伊利石占比13.8 %、高岭石占比25.9 %、绿泥石占比28.5 %、伊/蒙间层占比31.8 %，以高岭石、绿泥石、伊/蒙间层为主。

2 扩孔增喉药剂体系配方确定

为达到扩孔增喉、降压增注的目的，本文主要通过扩孔增喉药剂体系来溶蚀储层孔隙中的部分黏土矿物，同时确保岩石骨架完整避免二次伤害。在扩孔增喉药剂体系配方的确定过程中主要以溶蚀率为指标，通过测量岩屑在药剂体系中反应前后的质量变化、溶蚀残液性状，综合经济性确定扩孔增喉药剂体系配方。

2.1 药剂种类的确定

ZYF、NFS、YFS、DPS+氟化氢铵对红河长9 岩屑的溶蚀实验结果显示，就溶蚀率而言，ZYF 对红河长9 岩屑的溶蚀效果最好，但会产生沉淀，产生沉淀的原因分析为ZYF 溶解了部分绿泥石释放出了部分铁离子，生成Fe（OH）3沉淀所致；NFS 及YFS 对红河长9 岩屑的溶蚀效果较ZYF 弱，但不会产生沉淀，分析是由于NFS 及YFS 能有效络合因溶蚀产生的铁离子。由于NFS 及YFS 成本较高而ZYF 成本较低，因此，综合溶蚀效果及成本因素，将红河长9 药剂体系种类确定为ZYF 及具有络合铁离子作用的NFS 和YFS（见表1）。

2.2 药剂浓度的确定

2.2.1 ZYF 浓度的确定综合不同浓度ZYF 对红河长9 岩屑的溶蚀率及溶蚀滤液铁离子含量，将ZYF 的含量优化为7 %（见图1）。

2.2.2 NFS 与YFS 总浓度确定实验结果显示，NFS与YFS 共同存在时对铁离子的稳定能力要远大于其单独使用时的稳定能力。在ZYF 浓度为7 %、NFS 与YFS 比例为1：1 的情况下，综合NFS 与YFS 不同总浓度对红河长9 岩屑的溶蚀率及铁离子含量，将NFS 与YFS 的总含量优化为3 %（见图2）。

表1 不同药剂体系对红河长9 岩屑的溶蚀结果

图1 不同浓度ZYF 下红河长9 岩屑的溶蚀率及溶蚀滤液铁离子含量

图2 不同NFS 与YFS 总浓度下红河长9 岩屑的溶蚀率及溶蚀滤液铁离子含量

图3 NFS 与YFS 在不同比例下红河长9 岩屑的溶蚀率及溶蚀滤液铁离子含量

2.2.3 NFS 与YFS 比例的确定在ZYF 用量为7 %、NFS 与YFS 总用量为3 %的情况下，综合NFS 与YFS在不同比例下的溶蚀速率及铁离子稳定能力，将NFS与YFS 的用量比确定为4：1（见图3）。

2.3 药剂配方的确定

综合实验结果，最终将红河长9 扩孔增喉药剂体系的配方确定为ZYF7 %+NFS2.4 %+YFS0.6 %。

3 扩孔增喉药剂体系性能评价

3.1 溶蚀产物分析

药剂体系对红河长9 岩屑的溶蚀实验结果显示，药剂体系主要溶蚀对象为储层中的方解石及黏土矿物，对岩石主体骨架几乎没有影响；黏土矿物中主要溶蚀对象是高岭石及绿泥石。

孔隙内表面能谱分析结果显示，反应后孔隙内表面的C、Ca、Fe、Al、K 离子含量减少明显，孔隙内的黏土矿物得到了有效溶蚀（见表2、表3、图4）。

3.2 孔隙结构变化分析

岩石薄片及压汞曲线结果显示，药剂体系对红河长9 岩样溶蚀后岩样不同部位的孔隙喉道都有不同程度的增大，有效改善了孔隙连通性（见图5～图7）。

表2 药剂体系溶蚀红河长9 岩屑前后岩样全组分分析结果，%

表3 药剂体系溶蚀红河长9 岩屑前后黏土矿物组分分析结果，%

图4 孔隙内表面EDS 能谱图

图5 药剂体系对红河长9 岩样不同部位的溶蚀薄片图

图6 药剂体系处理前后红河长9 岩心压汞曲线图

3.3 稳定离子能力分析

图7 反应前后红河长9 岩心孔隙半径分布频率

药剂体系对红河长9 岩样进行溶蚀后的残液在不同pH 值下，不同离子随时间的变化实验结果显示，药剂体系在不同pH 值环境中放置不同时间下的Ca2+、Mg2+、Si4+、Al3+、Fe3+基本维持不变，说明残液体系对溶蚀产生的Ca2+、Mg2+、Si4+、Al3+、Fe3+具有良好的络合稳定作用，不会随着pH 值的改变及时间的增加而产生沉淀，有效防止了二次污染的发生（见图8）。