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[摘 要]通过室内实验对地下不同类型油层物理性质、粘土矿物含量变化、注水开发过程中粘土矿物的速敏、水敏性质以及注入水杂质对地层的堵塞类型及伤害程度进行深入分析，并针对不同的堵塞类型选取相适应的酸化工艺技术，同时根据油层受污染程度，确定出适合的酸量，达到最大程度消除油层污染、提高油层渗透性、吸水强度、动用程度的目的。
[关键词]堵塞类型；个性化；酸化工艺
中图分类号：TE357.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0042-01
1 前言
由于酸液与地层岩石的化学反应是非常复杂的化学反应，整个反应过程及作用效果会受到地层岩性、矿物组成、堵塞类型及酸液组成等诸多因素影响。因此，研究地下油层岩石矿物组成、堵塞类型及堵塞半径，进而确定出适合不同堵塞类型的酸化工艺及酸液用量，针对每口井的自身特点进行治理，实现个性化酸化，对提高现场注水井酸化解堵施工的针对性和成功率具有重要意义。
2 油层堵塞类型
2.1 粘土矿物堵塞
在油田开发过程中，粘土矿物是导致油层伤害的重要潜在因素。为了搞清粘土矿物对油层的伤害程度，我们进行了相关的室内实验研究。
对于泥质粉砂岩，平均粘土矿物总量由实验前的12.23%降至水驱实验后的6.07%，下降幅度50.4%。伊利石、绿泥石和伊蒙混层因为其颗粒较小，故它们的含量减少的比较多，而高岭石的颗粒较大，无法通过喉道，得到保留，平均绝对含量由实验前的1.90%降至实验后的1.57%，下降幅度仅为17.4%，所以岩石样品中高岭石的含量相对较高。较多的高岭石造成低渗透油层喉道堵塞严重，导致渗透率大幅度下降。
对于粉砂岩和细砂岩，由于细砂岩的孔喉半径高于泥质粉砂岩，高岭石矿物含量下降幅度增大，渗透率下降幅度也较泥质粉砂岩有所减小。
2.2 机械杂质堵塞
注水井在注水开发过程中受到注入水中一些物质的伤害是普遍存在的现象，特别是低渗透表外储层，由于注入水所含的杂质堵塞油层，将引起注入压力增加，吸水能力降低。
2.2.1 固体悬浮颗粒堵塞
从实验结果可以看出，悬浮固体颗粒对地层岩心的损害与岩心的渗透性有关，渗透率越小，损害程度越大；悬浮固体颗粒的含量和直径越大，对地层的损害也越大。
2.2.2 氢氧化铁堵塞
本地区水质化验报告显示，总铁含量较低，为1.0mg/L左右，低于行业标准和油田所制定的标准。但实际上，从联合站到井口再到井底，还要经过较长的管线，由于管线腐蚀等因素的影响，注入油层中的铁离子浓度可能远大于测定值，因此不能低估注入水中微量铁对地层的伤害。
从实验结果看出，随着注入水中铁含量的增加，其对地层的伤害越严重。
2.3 有机质堵塞
硫酸盐还原菌是一种个体小、繁殖快的厌氧菌。在硫酸盐还原菌的作用下，生成的H2S不仅起腐蚀作用，还与水中的铁离子反应生成硫化亚铁沉淀和氢氧化亚铁沉淀，会对储层造成严重损害。本地区水质分析报告表明，硫酸盐还原菌含量超标，该因素引起的伤害不容忽视。
2.4 泥浆堵塞
不合理的作业方式常常会对地层造成一定的伤害，其中影响程度最明显的就是钻井泥浆对地层的伤害。
3 酸化效果评价
3.1 粘土伤害酸化效果评价
对于粘土伤害，新型土酸的酸化效果最好，酸化后的渗透率是酸化前伤害渗透率的2.5倍左右，其次是硝酸和复合酸，酸化效果最差的是胶束酸。
3.2 机械杂质伤害酸化效果评价
对于机械杂质伤害，酸化效果最好的是粉末硝酸，酸化后的渗透率是酸化前伤害渗透率的2.1倍，其次是新型土酸和复合酸，效果最差的是胶束酸。
4 实施情况
基于上述理论，从2011年开始，开展了注水井个性化酸化设计，针对不同的井，通过对其完井数据、连通、生产数据及以往措施等情况的分析，确定其地层堵塞的类型和酸液类型，并通过软件的计算，进行现场模拟施工的计算，预测出本次酸化施工所能达到的理论效果。
实例分析：
以XXX井为例，论述个性化设计的过程。
堵塞因素分析：
●从连通上看，该井措施层射开厚度25.4m，有效厚度5.1m，且与三口采油井连通，地层连通较好；
●从基础数据上分析，该井属1992年钻的注水井，钻井泥浆密度正常，并且该井在注水初期，不存在欠注问题，因此可以排除泥浆堵塞的可能；
●该井采用污水回注，从注水历史上看，该井在2010年至2011年3月份注水比较平稳，只是4月份注水量开始下降，因此可以判断该井主要为机械杂质堵塞；
●其返排液有一定的有机质，且有硫化氢的气味，存在一定的有机质及细菌的堵塞。
●从2010年7月的同位素测试资料可知，该井主要吸水层为偏II，而2011年4月测试结果，偏II不吸水，说明该层堵塞较严重，为主要解堵层。
综合分析判断结果：机械杂质、有机质和细菌混合沉积堵塞污染。
酸化工艺方案：
从上述分析可见，该井主要为机械杂质、有机质和细菌堵塞，因此选择对无机堵塞和有机堵塞具有双重解堵功能的复合酸解堵。设计酸量为28 m3。
酸化处理后增注效果：
依据计算结果：当注入稳定时，在相同的注入压力下可得措施前后的增注倍数为2.4。该井于2011年12月3日实施酸化，酸化前注入量为25m3/d，酸化后注入量为60m3/d，截至目前，酸化仍然有效。
截至目前，在某区东部对27口低注井实施了个性化酸化改造，初期平均单井日增注52.0m3，有效厚度增注强度16.7m3/m.d，是常规酸化井的1.65倍；截至目前，平均有效期达到7.8个月。
5 结论
（1）造成地下油层堵塞的原因多样，只有搞清堵塞类型，才能为有针对性地实施增注措施提供依据。
（2）针对不同堵塞类型实施相适应的酸化工艺技术，对症下药，才能有效治理低注井层。
（3）根据单井的实际情况，确定出最佳的酸化规模及酸液用量，通过最低的投入获取最大的产出，可以实现酸化工艺技术的定量化。
[关键词]堵塞类型；个性化；酸化工艺
中图分类号：TE357.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0042-01
1 前言
由于酸液与地层岩石的化学反应是非常复杂的化学反应，整个反应过程及作用效果会受到地层岩性、矿物组成、堵塞类型及酸液组成等诸多因素影响。因此，研究地下油层岩石矿物组成、堵塞类型及堵塞半径，进而确定出适合不同堵塞类型的酸化工艺及酸液用量，针对每口井的自身特点进行治理，实现个性化酸化，对提高现场注水井酸化解堵施工的针对性和成功率具有重要意义。
2 油层堵塞类型
2.1 粘土矿物堵塞
在油田开发过程中，粘土矿物是导致油层伤害的重要潜在因素。为了搞清粘土矿物对油层的伤害程度，我们进行了相关的室内实验研究。
对于泥质粉砂岩，平均粘土矿物总量由实验前的12.23%降至水驱实验后的6.07%，下降幅度50.4%。伊利石、绿泥石和伊蒙混层因为其颗粒较小，故它们的含量减少的比较多，而高岭石的颗粒较大，无法通过喉道，得到保留，平均绝对含量由实验前的1.90%降至实验后的1.57%，下降幅度仅为17.4%，所以岩石样品中高岭石的含量相对较高。较多的高岭石造成低渗透油层喉道堵塞严重，导致渗透率大幅度下降。
对于粉砂岩和细砂岩，由于细砂岩的孔喉半径高于泥质粉砂岩，高岭石矿物含量下降幅度增大，渗透率下降幅度也较泥质粉砂岩有所减小。
2.2 机械杂质堵塞
注水井在注水开发过程中受到注入水中一些物质的伤害是普遍存在的现象，特别是低渗透表外储层，由于注入水所含的杂质堵塞油层，将引起注入压力增加，吸水能力降低。
2.2.1 固体悬浮颗粒堵塞
从实验结果可以看出，悬浮固体颗粒对地层岩心的损害与岩心的渗透性有关，渗透率越小，损害程度越大；悬浮固体颗粒的含量和直径越大，对地层的损害也越大。
2.2.2 氢氧化铁堵塞
本地区水质化验报告显示，总铁含量较低，为1.0mg/L左右，低于行业标准和油田所制定的标准。但实际上，从联合站到井口再到井底，还要经过较长的管线，由于管线腐蚀等因素的影响，注入油层中的铁离子浓度可能远大于测定值，因此不能低估注入水中微量铁对地层的伤害。
从实验结果看出，随着注入水中铁含量的增加，其对地层的伤害越严重。
2.3 有机质堵塞
硫酸盐还原菌是一种个体小、繁殖快的厌氧菌。在硫酸盐还原菌的作用下，生成的H2S不仅起腐蚀作用，还与水中的铁离子反应生成硫化亚铁沉淀和氢氧化亚铁沉淀，会对储层造成严重损害。本地区水质分析报告表明，硫酸盐还原菌含量超标，该因素引起的伤害不容忽视。
2.4 泥浆堵塞
不合理的作业方式常常会对地层造成一定的伤害，其中影响程度最明显的就是钻井泥浆对地层的伤害。
3 酸化效果评价
3.1 粘土伤害酸化效果评价
对于粘土伤害，新型土酸的酸化效果最好，酸化后的渗透率是酸化前伤害渗透率的2.5倍左右，其次是硝酸和复合酸，酸化效果最差的是胶束酸。
3.2 机械杂质伤害酸化效果评价
对于机械杂质伤害，酸化效果最好的是粉末硝酸，酸化后的渗透率是酸化前伤害渗透率的2.1倍，其次是新型土酸和复合酸，效果最差的是胶束酸。
4 实施情况
基于上述理论，从2011年开始，开展了注水井个性化酸化设计，针对不同的井，通过对其完井数据、连通、生产数据及以往措施等情况的分析，确定其地层堵塞的类型和酸液类型，并通过软件的计算，进行现场模拟施工的计算，预测出本次酸化施工所能达到的理论效果。
实例分析：
以XXX井为例，论述个性化设计的过程。
堵塞因素分析：
●从连通上看，该井措施层射开厚度25.4m，有效厚度5.1m，且与三口采油井连通，地层连通较好；
●从基础数据上分析，该井属1992年钻的注水井，钻井泥浆密度正常，并且该井在注水初期，不存在欠注问题，因此可以排除泥浆堵塞的可能；
●该井采用污水回注，从注水历史上看，该井在2010年至2011年3月份注水比较平稳，只是4月份注水量开始下降，因此可以判断该井主要为机械杂质堵塞；
●其返排液有一定的有机质，且有硫化氢的气味，存在一定的有机质及细菌的堵塞。
●从2010年7月的同位素测试资料可知，该井主要吸水层为偏II，而2011年4月测试结果，偏II不吸水，说明该层堵塞较严重，为主要解堵层。
综合分析判断结果：机械杂质、有机质和细菌混合沉积堵塞污染。
酸化工艺方案：
从上述分析可见，该井主要为机械杂质、有机质和细菌堵塞，因此选择对无机堵塞和有机堵塞具有双重解堵功能的复合酸解堵。设计酸量为28 m3。
酸化处理后增注效果：
依据计算结果：当注入稳定时，在相同的注入压力下可得措施前后的增注倍数为2.4。该井于2011年12月3日实施酸化，酸化前注入量为25m3/d，酸化后注入量为60m3/d，截至目前，酸化仍然有效。
截至目前，在某区东部对27口低注井实施了个性化酸化改造，初期平均单井日增注52.0m3，有效厚度增注强度16.7m3/m.d，是常规酸化井的1.65倍；截至目前，平均有效期达到7.8个月。
5 结论
（1）造成地下油层堵塞的原因多样，只有搞清堵塞类型，才能为有针对性地实施增注措施提供依据。
（2）针对不同堵塞类型实施相适应的酸化工艺技术，对症下药，才能有效治理低注井层。
（3）根据单井的实际情况，确定出最佳的酸化规模及酸液用量，通过最低的投入获取最大的产出，可以实现酸化工艺技术的定量化。