多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种适用于多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法。

背景技术

油气储层的均质性是相对的，而非均质性是绝对的。由于储层的非均质，如果采用常规酸化工艺对储层进行酸化改造时，酸液会在高渗层大孔道及裂缝中形成“指进”现象，无法使低渗层段及小孔道得到有效改造。为了提高酸化效果，应用最普遍的措施就是暂堵转向方法。

现在砂岩储层转向酸化技术主要有两种，一是机械转向，二是化学转向。但机械转向在应用中存在一定的局限，层间或射孔段间距离较小的井无法采用工具封隔、起下工具工艺繁琐施工成本高、无法实现层内有有效转向等。因此化学转向被广泛用于砂岩储层酸化。为此，国内外学者围绕增产措施中的“转向、均匀解堵”开展了大量的基础理论和产品研制工作，取得了一定的成果。主要技术焦点在化学转向材料的开发。现有的转向材料有纤维、凝胶(高分子凝胶和粘弹性表面活性剂)、颗粒等，且主要集中在材料耐温性、耐盐性的研究。而缺少结合储层非均质性特点进行不同材料的转向特征研究，即缺少不同储层特征转向材料选择的指导理论。为了解决油田现有针对非均质砂岩储层所采用的分流酸化技术不足，特别是理论指导的不足，进行非均质砂岩储层转向酸化分级方法研究，已是当务之急。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，更方便、有效的实现非均质砂岩储层转向酸化技术，本发明提供多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法，该方法可有效指导多层中高渗砂岩储层转向酸化设计，即针对储层不同渗透率极差给出化学转向酸化分级处理方法。本发明综合非均质砂岩储层特征参数、化学转向材料物化性能、转向效果特征。形成了多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级处理方法，能从储层特征出发结合不同转向材料及施工方案优化设计转向酸化工艺，提高转向酸化效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法，包括：

根据多层砂岩储层的渗透率，确定目标井目标层的渗透率分级为特高渗储层、高渗储层或中渗储层；

根据多层砂岩储层的生产渗透率剖面图，确定目标井的渗透率的非均匀程度；

根据目标井渗透率的分级类型和渗透率的非均匀程度，确定所需转向材料。

上述的多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法中，所述确定目标井目标层渗透率分级的方法包括：

若K≥2000mD，判定其为特高渗储层；若500mD≤K<2000mD，判定其为高渗储层；若50mD≤K<500mD，判定其为中渗储层；

其中，K为渗透率。

上述的多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法中，所述确定目标井的渗透率的非均匀程度包括：

将统计层P、厚度H和渗透率K，记为P

按K

计算每一段的厚度总M

进一步地，所述确定所需转向材料包括：

所述分级区域为特高渗储层，以质量百分含量计，所述转向材料由下述组分组成：0.5～1％高分子化合物、0.1～0.2％交联剂、1～5％pH调节剂、0～20％固相成型剂、0.1～1％缓蚀剂和余量的水；根据M

所述分级区域为高渗储层，以质量百分含量计，所述转向材料由下述组分组成：0.3～0.8％高分子化合物、1～5％pH调节剂、0～5％桥接剂、0.1～1％缓蚀剂和余量的水；根据M

所述分级区域为中渗储层，以质量百分含量计，所述转向材料由下述组分组成：3～10％粘弹性表面活性剂、1～5％pH调节剂、0.1～1％缓蚀剂和余量的水；根据M

更进一步地，所述确定所需转向材料的标准如下：

所述分级区域为特高渗储层：若M

若M

若M

所述分级区域为高渗储层：若M

若M

若M

所述分级区域为中渗储层：若M

若M

若M

上述的多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法中，所述高分子化合物选自海藻酸钠、阳离子淀粉、黄原胶、阳离子瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、阳离子纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、琼脂粉、明胶的一种或多种；

所述桥接剂选自双十八烷基二甲基氯化铵、双椰油烷基二甲基氯化铵、亚甲基双甲基萘磺酸钠、重氮咪唑烷基脲、双(2-羟乙氧基)油烯基胺、亚甲基双萘磺酸钠、月桂基两性咪唑啉、双棕榈羧乙基羟乙基甲基硫酸甲酯铵盐、十二烷基双羟乙基甲基氯化铵、牛油烷基双羟乙基氧化胺、双癸基二甲基氯化铵的一种或多种；

所述固相成型剂选自苯甲酸钠、苯甲酸、油溶性酚醛树脂、环氧树脂粉、碳酸钙粉、二氧化硅粉、膨润土粉、石墨粉、碳粉、木粉的一种或多种；

所述pH调节剂选自氯化铵、甲醛、碳酸氢钠、葡萄糖酸内酯、碳酸钠、醋酸钠的一种或多种；

所述粘弹性表面活性剂选自芥酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、油酸酰胺丙基甜菜碱、双(2-羟乙氧基)油烯基胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基二甲基氧化胺、椰子油二乙醇酰胺、辛癸基葡糖苷、棕榈仁油二乙醇酰胺的一种或多种；

所述交联剂选自乳酸、异丙醇、三乙醇胺、酒石酸钠、乙酰丙酮、氯化铁、氯化铝、氯化铜、溴化锌、溴化钙、氯化钡、氯化钙、氯化镁、氯化亚铁的一种或多种；

所述缓蚀剂选自硫醇、聚乙二醇醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二乙烯三胺、六亚甲基四胺、丁炔乙醇、丁炔二醇、油酸咪唑啉、4-甲基吡啶、4-乙烯基吡啶、甲醛、乙二醛的一种或多种。

第二方面，本发明提供一种多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级装置，包括：

分级类型确定单元，用于根据多层砂岩储层的渗透率，确定目标井目标层的渗透率分级为特高渗储层、高渗储层或中渗储层；

非均匀程度确定单元，用于根据多层砂岩储层的生产渗透率剖面图，确定目标井的渗透率的非均匀程度；

转向材料确定单元，用于根据目标井渗透率的分级类型和渗透率的非均匀程度，确定所需转向材料。

第三方面，本发明提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明针对多层中高渗砂岩储层酸化改造的难题，即酸化过程中酸液总是被大量注入高渗层而低渗层难以动用，酸化后导致储层非均质性更严重，这一直以来是酸化作业的大难题。现有的化学转向酸化技术集中在研制各种化学转向材料以及各种化学转向材料的封堵能力研究。并未对如何有效实现非均质储层转向进行研究。本发明通过实验研究及现场实践提出多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法，能从储层特征出发结合不同转向材料及施工方案优化设计转向酸化工艺，提高转向酸化转向有效率。本发明相比现有的转向酸化技术，实现了精细化设计管理，从储层特征结合转向材料性能提出了转向酸化设计方法，相对以往转向技术可大大提高转向有效性，即更有效实现低渗层的动用，可大大提高中高渗砂岩储层产量、储层采收率，实现对储层的高效开采。本发明结合储层特征进行转向方案制定，而不是以往盲目的只关心转向材料的物化性能进行转向酸化设计。本发明将不同转向材料及储层特征之间建立起了联系，明确不同特征储层转向需求，选择其适应的转向化学材料。可系统的、高效的提高转向酸化作业对低渗层的改造，本发明的方法具有广阔的实用价值及应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的终端设备的示意图；

图中各标记如下：

2-多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级装置；21-分级类型确定单元；22-非均匀程度确定单元；23-转向材料确定单元；

3-终端设备；30-处理器；31-存储器；32-计算机程序。

具体实施方式

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明实施例提供的多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法的实现流程示意图。如图所示，所述方法可以包括以下步骤：

步骤S101，根据多层砂岩储层的渗透率，确定目标井目标层的渗透率分级为特高渗储层、高渗储层或中渗储层；

在本发明的至少一个实施例中，依据《SY/T 6285-2011油气储层评价方法》以及油藏地质资料确定分级区域，具体如下：

若K≥2000mD，判定其为特高渗储层；若500mD≤K<2000mD，判定其为高渗储层；若50mD≤K<500mD，判定其为中渗储层；

其中，K为渗透率。

可以理解的是，转向酸化适用于(1)特高渗储层、(2)高渗储层、(3)中渗储层。对于(4)低渗储层，(5)特低渗储层，(6)超低渗储层，不适合转向酸化。

可以理解的是，本发明所述多层砂岩储层的渗透率为主力生产层位渗透率。

步骤S102，根据多层砂岩储层的生产渗透率剖面图，确定目标井的渗透率的非均匀程度。

在本发明的至少一个实施例中，所述确定目标井的非均匀程度包括：

将统计层P、厚度H和渗透率K，记为P

按K

计算每一段的厚度总M

步骤S103，根据目标井渗透率的分级类型和渗透率的非均匀程度，确定所需转向材料。

在本发明的一个实施例中，所述分级区域为特高渗储层，以质量百分含量计，所述转向材料由下述组分组成：0.5～1％高分子化合物、0.1～0.2％交联剂、1～5％pH调节剂、0～20％固相成型剂、0.1～1％缓蚀剂和余量的水；根据M

若M

若M

若M

在本发明的另一个实施例中，所述分级区域为高渗储层，以质量百分含量计，所述转向材料由下述组分组成：0.3～0.8％高分子化合物、1～5％pH调节剂、0～5％桥接剂、0.1～1％缓蚀剂和余量的水；根据M

若M

若M

若M

在本发明的再一个实施例中，所述分级区域为中渗储层，以质量百分含量计，所述转向材料由下述组分组成：3～10％粘弹性表面活性剂、1～5％pH调节剂、0.1～1％缓蚀剂和余量的水；根据M

若M

若M

若M

本发明在实践过程中，通过收集砂岩储层岩心分析化验数据及测井资料，确定目标井储层特征及生产现状及改造目标；依据不同的储层渗透率极差及改造需要制定化学转向酸化方案。本发明方法是以实验并结合现场应用实例为基础提出的一种有效转向酸化方法，实验依照CN202010942217.X一种考虑层间干扰暂堵分流效果实验装置及其测试方法、CN202010911884.1一种酸处理用分流剂分流效果测试装置及测试方法进行。

图2是本发明实施例提供的多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级装置的示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

图2所示的多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级装置可以是内置于现有的终端设备内的软件单元、硬件单元、或软硬结合的单元，也可以作为独立的挂件集成到所述终端设备中，还可以作为独立的终端设备存在。

如图所示，所述多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级装置2包括：

分级类型确定单元21，用于根据多层砂岩储层的渗透率，确定目标井目标层的渗透率分级为特高渗储层、高渗储层或中渗储层；

非均匀程度确定单元22，用于根据多层砂岩储层的生产渗透率剖面图，确定目标井的渗透率的非均匀程度；

转向材料确定单元23，用于根据目标井渗透率的分级类型和渗透率的非均匀程度，确定所需转向材料。

图3是本发明实施例提供的终端设备的示意图。如图3所示，该实施例的终端设备3包括：处理器30、存储器31以及存储在所述存储器31中并可在所述处理器30上运行的计算机程序32。所述处理器30执行所述计算机程序32时实现上述多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。

示例性的，所述计算机程序32可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器31中，并由所述处理器30执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序32在所述终端设备3中的执行过程。例如，所述计算机程序32可以被分割成分级区域确定单元、非均匀程度确定单元、转向材料确定单元，各单元具体功能如下：

分级类型确定单元，用于根据多层砂岩储层的渗透率，确定目标井目标层的渗透率分级为特高渗储层、高渗储层或中渗储层；

非均匀程度确定单元，用于根据多层砂岩储层的生产渗透率剖面图，确定目标井的渗透率的非均匀程度；

转向材料确定单元，用于根据目标井渗透率的分级类型和渗透率的非均匀程度，确定所需转向材料。

所述终端设备3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备3的示例，并不构成对终端设备3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法实施例中的步骤。计算机可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意组合。所提供的一种计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、转向材料的选择

采用非均质渗流实验装置，按照专利(CN202021957521.3)一种考虑层间干扰暂堵分流效果实验装置进行实验。选取3组非均质人造岩心，渗透率组成为：第一组(300mD–1500mD)、第二组(300mD–1000mD)、第三组(1000mD–1500mD)分别采用不同的转向剂及转向剂浓度进行转向实验测试。

表1实施例1实验转向材料组成

注：表1中，各转向材料中的组分均以质量百分含量计，且包括余量的水。

表2实施例1实验转向测试结果

实施例1实验结果：

(1)B系列转向剂。第一组实验未能实现有效转向，第二组B3剂可实现有效转向，第三组B2、B3都可实现有效转向。

(2)C系列转向剂。第一组、第二组C2剂可实现有效转向，第三组C1、C2都可实现有效转向。

(3)转向的目的是暂堵高渗、动用低渗。第一组和第三组高渗岩心渗透率相同，而第一组难以实现转向。第一组和第二组低渗岩心渗透率相同，低渗损伤程度不一样，即低渗动用也会出现差异。

实例1说明，不能盲目的焦点于转向材料进行施工设计，而需根据储层特征针对性的选择转向材料，即实现转向酸化精细化设计。这才有利于提高转向效果、提高低渗储层的动用效率。

实施例2、多层特高渗砂岩储层化学转向酸化分级

以海上BZ油田的BZ-1井工程改造为实施对象，利用多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法进行转向设计。BZ-1井为一口长井段多层特高渗砂岩储层。由于海上作业平台空间限制最简单的增产改造方式为化学转向酸化。BZ-1井测井显示有18个小层。18个小层渗透率分别为4046mD、3734mD、3442mD、3238mD、2738mD、2702mD、2560mD、2262mD、2200mD、1493mD、1288mD、802mD、653mD、573mD、338mD、227mD、137mD、98mD。

第一步：依据《SY/T 6285-2011油气储层评价方法》，BZ-1井主力层位渗透率高于2000mD，判断该井为特高渗储层。

第二步：确定目标井的非均匀程度。查询目标井的生产渗透率剖面图；统计P

第三步：根据储层不同分级区域确定化学转向酸化方案。BZ-1井主力层位为特高渗储层，转向材料选用冻胶型暂堵剂A剂(0.5-1％高分子+0.1-0.2％交联剂+1-5％PH调节剂+0-20％固相成型剂+0.1-1％缓蚀剂)。M

实施例3、多层高渗砂岩储层化学转向酸化分级

以海上BZ油田的BZ-2井工程改造为实施对象，利用多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法进行转向设计。BZ-2井为一口长井段多层高渗砂岩储层。由于海上作业平台空间限制最简单的增产改造方式为化学转向酸化。16个小层渗透率分别为1925mD、1909mD、1725mD、1709mD、1501mD、1213mD、898mD、810mD、657mD、520mD、343mD、313mD、269mD、139mD、134mD、88mD。

第一步：依据《SY/T 6285-2011油气储层评价方法》，BZ-2井主力层位渗透率介于500mD与2000mD之间，判断该井为高渗储层。

第二步：确定目标井的非均匀程度。查询目标井的生产渗透率剖面图；统计P

第三步：根据储层不同分级区域确定化学转向酸化方案。BZ-2井主力层位为高渗储层，转向材料选用自修复凝胶暂堵剂B剂(0.3-0.8％高分子+1-5％PH调节剂+0-5％桥接剂+0.1-1％缓蚀剂)。M

实施例4、多层中渗砂岩储层化学转向酸化分级

以海上BZ油田的BZ-3井工程改造为实施对象，利用多层中高渗砂岩储层化学转向酸化分级方法进行转向设计。BZ-3井为一口长井段多层中渗砂岩储层。由于海上作业平台空间限制最简单的增产改造方式为化学转向酸化。13个小层渗透率分别为470mD、458mD、246mD、213mD、180mD、172mD、106mD、86mD、78mD、60mD、43mD、41mD、18mD。

第一步：依据《SY/T 6285-2011油气储层评价方法》，BZ-3井主力层位渗透率介于50mD与500mD之间，判断该井为中渗储层。

第二步：确定目标井的非均匀程度。查询目标井的生产渗透率剖面图；统计P

第三步：根据储层不同分级区域确定化学转向酸化方案。BZ-3井主力层位为中渗储层，转向材料选用粘弹性表面活性剂C剂(3-10％粘弹性表面活性剂+1-5％PH调节剂+0.1-1％缓蚀剂)。M

实施例5、转向酸化效果分析

实施例2中BZ-1井改造后增液28％，改造前含水率78％，改造后含水率为68％，即增油约86.2％；

实施例3中BZ-2井改造后增液32％，改造前含水率81％，改造后含水率为65％，即增油约143％；

实施例4中BZ-3井改造后增液36％，改造前含水率80％，改造后含水率为152％；

BZ油田为多层长井段合采井，由于平台作业空间有限，酸化措施由于施工相对简单、作业空间小而成为长期增产改造主要手段。以往的转向酸化作业，以常规基质酸化为主或以固相成型剂做为转向剂的常规转向酸化措施。近年来，由于长期注水，生产含水率逐年上升，多采用常规基质酸化或常规转向酸化措施，对多数作业井措施效果进行跟踪，大多井酸化作业后都有增液，但含水率并未下降，部分井含水率还会增加。对同一作业区改造的6井次进行统计，L-1井、L-2井、L-3井、L-4井、L-5井、L-6井。

L-1井：工艺为基质酸化，改造后增液35％，改造前含水率75％，改造后含水率为89％，即增油0；

L-2井：工艺为基质酸化，改造后增液40％，改造前含水率80％，改造后含水率为93％，即增油-51％；

L-3井：工艺为基质酸化，改造后增液50％，改造前含水率78％，改造后含水率为92％，即增油-45％；

L-4井：工艺为常规转向酸化，改造后增液16％，改造前含水率80％，改造后含水率为81％，即增油约10.2％；

L-5井：工艺为常规转向酸化，改造后增液23％，改造前含水率78％，改造后含水率为81％，即增油约6.2％；

L-6井：工艺为常规转向酸化，改造后增液18％，改造前含水率73％，改造后含水率为75％，即增油约9.3％；

以往6口井措施后表现出相同的规律：酸化过后液量都不同程度的增加了，这是因为酸溶蚀了部分地层矿物或堵塞物，而增加了渗流通道。基质酸化的三口井虽然液量增加了，但含水率也快速升高了，从改造有效性评价，这3口井可以算是无效措施。其中常规转向酸化的3口井都有增液，含水率略有增加，这3口井改造是有效的，但效果较弱。这说明对于长期注水开发的多层长井段合采井，转向酸化是增产的有效措施。

本发明提供的新技术在相同作业区块对比，本发明提供的新技术可将其称为精细转向酸化技术。相比以往的酸化改造措施，不仅实现了增液，同时降低了生产含水率，即增加了产油量。这说明本发明提出的措施能更有利于提高酸液作业的有效性。

以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。