碳酸盐岩储层交联酸携砂酸压改造新技术

碳酸盐岩储层油气资源丰富,世界上油气储量的60%、产量的50%来自碳酸盐岩油气藏。该类油气藏非均质性强,孔隙、裂缝系统复杂,进行储层改造是该类油气藏开采的必要措施和有效手段。在总结碳酸盐岩储层加砂压裂和酸压改造技术特点的基础上,提出交联酸携砂酸压工艺技术。深入分析了携砂酸压中可能遇到的各种问题,并提出解决这些问题的措施。该工艺的特点是将酸压形成的多分支酸蚀裂缝和加砂压裂形成的较高导流能力的支撑裂缝有机结合,从而形成较长、更高和更长期导流能力的酸蚀-支撑复合裂缝。运用交联酸携砂酸压工艺对靖边气田白云岩储层的14口井进行现场施工,取得较好效果,施工成功率和有效率均达100%。该工艺的应用,能更大程度地改造储层,提高增产效果,延长增产有效期,推广应用前景广阔。

交联酸携砂酸压在白云岩气藏改造中的应用

低渗白云岩储层自身物性条件较差,常规酸压及水力加砂压裂工艺在实际应用中不能取得明显的增产改造效果。在分析针对靖边气田现有白云岩储层改造面临的难点基础上,开展了交联酸携砂酸压工艺的研究与现场实践。该工艺将酸液携砂填充裂缝与破胶后酸化作用有机结合起来,以最终形成高导流能力的酸蚀-支撑复合裂缝,扩大了油气渗流通道。现场11井次试验表明,措施成功率达100%,最大加砂量25.1m3,压后平均返排率在82%以上,平均试气无阻流量达12×104m3/d以上,最高获37.0236×104m3/d。与邻井其他工艺增产效果相比,该工艺具有一定优势,为碳酸盐岩类储层增产改造提供了新思路。

超深碳酸盐岩储层携砂酸压技术

塔里木油田超深碳酸盐岩储层温度高,酸岩反应速度快,酸蚀裂缝长度短,闭合应力高,有效导流能力保持时间短,水力加砂压裂液为惰性液体,侧向沟通能力差。结合常规酸压和水力加砂压裂的优点提出交联酸携砂酸压技术。室内实验了交联酸的交联、携砂、耐温耐剪切和破胶性能,同时研究了酸对支撑剂性能的影响、酸岩反应对冻胶携砂性能的影响,验证了交联酸携砂酸压的可行性。现场应用表明:携砂酸压沟通了更多的储集体,增大了改造体积,为碳酸盐岩储层改造提供了一种新的技术手段。

携砂酸液体系综述

储层改造方式主要为水力压裂、基质酸化、酸化压裂,然而在20世纪80年代初,国外公司研制的新型酸液具有的携砂性能,为在储层中产生具有较高导流能力的酸蚀支撑裂缝提供可能,此后酸携砂压裂技术被越来越多地研究[1]。文章重点从粘温性、携砂性和现场应用情况三个方面,对比和分析国内外报道的携砂酸液,分别是地面交联酸、清洁酸和乳化酸。结果证明地面交联酸的耐温性,携砂情况以及现场应用效果是最好的。同时,文章在总结对比的基础上,发现了一些在携砂酸液研究中存在的问题。

玉北地区交联酸携砂酸压工艺研究与评价

玉北地区储层非均质性强,温度高,天然裂缝发育,酸压过程中存在酸岩反应速度快和滤失严重等问题,难以形成导流能力高的长缝。在分析玉北储层地质特征基础上,研制出适合该地区的低伤害耐高温交联酸体系,并对其进行了系统评价,同时开展了酸携砂复合酸压工艺研究,论证了酸蚀支撑裂缝导流能力优于未填入支撑剂的裂缝,以及酸携砂工艺在玉北裂缝型储层的可行性。在大量室内实验和模型计算基础上进行了现场试验,形成了一套适合玉北地区的高效酸压技术。

交联酸携砂压裂工艺在碳酸盐岩储层的应用

近年来,针对碳酸盐岩的储层改造,中外已形成了以深度酸压为主体的各种酸压技术,同时还尝试了加砂压裂改造。在分析酸压和加砂压裂不足的基础上,针对长庆气田下古生界碳酸盐岩储层特点开发了交联酸携砂压裂工艺,交联酸压裂液具有黏度高、滤失低、摩阻低、易泵送、酸岩反应速度慢、造缝效率高、返排容易、流变性好、能携砂等一系列优点,从而实现酸液体系深穿透、提高酸蚀裂缝导流能力、延长压后有效期、提高单井产能的目的。从2006年以来先后运用该技术在靖边气田对碳酸盐岩储层进行交联酸携砂压工艺改造试验,与邻近井的其他施工工艺增产效果相比有一定的优越性。

交联酸携砂压裂技术在火山岩储层的应用

室内研究了CYY～120交联酸液体系,该体系在15%～20%盐酸中成胶后具有良好的耐温、耐剪切性能,具备优良的降滤失和携砂能力。根据石西油田石炭系储层特点,将交联酸携砂压裂技术成功应用于SH1132井深层火山岩,并获得良好的增产效果,证实了交联酸携砂压裂工艺在火山岩储层的可行性,对于碳酸盐含量较高的裂缝型储层的改造具有重要的参考意义。

复杂岩性储层酸携砂压裂技术室内研究

现场实践证明,常规酸化压裂和加砂压裂工艺对复杂岩性储层的改造效果不理想,而多级注入、粘性指进酸压工艺以及闭合酸压技术的成功率较低。针对复杂岩性储层的特点和依据该类储层的改造经验,本文提出了新型乳化酸携砂压裂工艺。通过对新型乳化酸的性能实验,确定了酸液体系。文中选取高强度陶粒和树脂涂层石英砂,进行单层铺置和多层铺置情况下的乳化酸携砂支撑裂缝导流能力以及酸蚀裂缝导流能力对比实验分析,证实了新型乳化酸携砂压裂技术的可行性和可靠性,为乳化酸携砂压裂技术改造复杂岩性储层,提供了理论和实验基础。

交联酸加砂压裂技术的研究和应用

塔里木碳酸盐岩储层非均质性强,裂缝和孔洞关系复杂,在裂缝和孔洞不发育的低品位储层进行酸压效果差。在分析酸压和压裂特点的基础上,开展了交联酸携砂压裂技术研究和现场试验。该技术是携砂液使用交联酸,形成带有酸液刻蚀和支撑剂支撑的复合人工裂缝,扩大储层和人工裂缝的接触面积。交联酸耐温流变性和携砂性能好,酸岩反应过程中能保持较高的黏度和携砂能力。在酸岩反应速度和导流实验研究的基础上,提出在携砂阶段使用不同浓度酸液的工艺方法,在缝端和缝口分别发挥酸液刻蚀和压裂支撑的优势,保持人工裂缝的高导流值。交联酸压裂技术在塔里木油田现场应用8井次,施工成功率100%,为塔里木油田碳酸盐岩储层高效开发提供了新的技术路径。

靖边气田白云岩储层交联酸酸压技术实践

近年来,针对碳酸盐岩的储层改造,中外已形成了以深度酸压为主体的各种酸压技术,同时还尝试了加砂压裂改造。在分析了酸压和加砂压裂不足的基础上,提出了携砂酸压工艺。在大量室内实验的基础上,对靖边气田纯度较高的白云岩储层进行了交联酸携砂酸压的研究与实践。先后运用该技术施工11井次,成功率达100%,有效率为100%,最大加砂量为25.1m3,加砂规模接近该地区普通加砂压裂的规模。压裂前每口井均无气产出,而压裂后试气的无阻流量或井口产量为1.0318×104～37.0236×104m3/d,返排率均大于79%,与邻近井的其他施工工艺增产效果相比有一定的优越性。

油气藏酸压工艺技术现状与发展

酸压是油气藏增产、注水井增注的重要措施,在油气田开采中得到了广泛运用。酸压效果的成败取决于对地层因素的认识和合理的选择酸液体系及酸压工艺。介绍了目前国内外所应用的酸液体系类型及酸压工艺技术,对各种酸压工艺方法、原理、特点及适合酸压的地层因素进行了分析,总结了目前酸压的经验和存在的问题。酸压将会在水平井,复杂砂岩储层的改造工艺中得到普及。建议在以后的工作中加大针对不同物性的储层进行酸液、工艺的优选研究,以达到最佳的改造效果。

改进的酸压裂缝温度场模型及应用

高黏度酸液体系的广泛应用,对传统温度场模型提出挑战。作者的研究考虑了反应热对裂缝温度场分布的影响,将酸岩反应释放的热量添加到裂缝壁面能量方程中,并结合连续性方程、缝中流体能量守恒方程、裂缝壁面能量方程耦合求解,编制了相应的计算机程序,利用靖边气田交联酸携砂酸压施工井进行模拟计算,验证了模型收敛、合理。模型模拟成果更为接近实际情况下的裂缝温度场分布。

基于灰色关联分析法的酸压后产能主控因素研究

靖边气田属低孔、低渗、低压气藏,为了建产及提高增产效果,首次进行了交联酸携砂酸压工艺实践。经过数口井的实践发现,压裂后的产能变化比较大,受到的影响因素复杂。为了分析各种因素对压后产能的影响程度,运用了灰色关联分析方法确定影响压后产能的主控因素。该方法计算简单、对样本质量要求不高、分析结果比较准确,对选井选层、压裂设计和施工有一定的指导意义,从而可以降低投资风险、提高施工效果。

超深碳酸盐岩复合高导流酸压技术

针对新区探井S1井储层致密、超深、高温、高闭合应力的改造难题,设计了复合高导流酸压改造方案,其特征是以高性能流体为基础,在前置液和酸液阶段全程加砂,实现全裂缝(近井+远井)内铺置支撑剂,同时利用酸液刻蚀主裂缝,沟通周围储集体,形成整个裂缝范围内的陶粒+酸蚀复合流动通道。实验室导流能力评价显示陶粒+酸蚀复合通道导流能力提高40%,高强度陶粒支撑剂平均嵌入深度仅为85μm。运用室内流体分析评价技术,优选了耐温180℃压裂液体系作为前置液,实现有效水力造长缝。研制了耐温160℃地面交联酸体系,优化酸浓度15%HCl,满足携砂和深穿透的要求。优选支撑剂种类和加入方式,实现全裂缝的有效支撑。S1井采用140 MPa耐压级别地面设备,成功完成了酸压施工,最高排量为5.1 m^3/min、压力为108.5 MPa,全程累计加砂量为78.6 t,压后日产液达到72.9 t并稳定生产,复合裂缝长期导流能力保持在较高水平。

基于导流能力评价实验的复合酸化压裂技术

酸化压裂是碳酸盐岩油气藏增产的主要措施和手段,即使采用较大规模施工,酸蚀缝长一般不超过120 m,而水力压裂技术能够实现大规模造长缝的目的。为此,开展水力压裂与酸携砂压裂相结合的复合酸化压裂技术研究及现场实验,以探索碳酸盐岩增产措施的新工艺技术。实验采用塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩心,模拟高温高压地层条件,通过测试水力加砂压裂裂缝、酸化压裂酸蚀缝、酸携砂压裂裂缝、水力压裂与酸携砂复合酸压裂缝的短期导流能力,探索评价了碳酸盐岩地层增产改造的新工艺技术,实验结果表明了碳酸盐岩地层实施复合酸化压裂可以实现较好的导流能力。基于导流能力实验评价结果,优化设计了4口井的复合酸化压裂方案并进行现场施工,增产效果良好,为碳酸盐岩地层实施复合酸化压裂提供了有力的理论支持。

成像测井技术在储层改造评估中的应用

塔里木油田碳酸盐岩储层深度达5 000-7 000 m,为了避免下套管固井造成的井下复杂问题并节约成本,一部分井采用长井段裸眼完井的方式进行改造.长井段裸眼完井由于井段长,改造后仅靠酸压效果和软件模拟进行评估具有很大的盲目性.通过储层改造前后井底裸眼段成像测井资料的对比,可以得出裂缝起裂位置和近井筒处的缝高,明确改造过程中对哪段储层进行了针对性改造.将成像测井图像对比得出的结论与产液剖面测试结果、压后产能流体资料进行了对比,结果显示三者具有良好的一致性.储层改造前后成像测井图像对比为储层改造评估提供了新的技术手段,为优化储层改造方案提供了直观依据.

高泥质注聚区高效复合解堵体系的研制与应用

东部某油田注聚区块油藏埋深浅,储层孔隙度20%~33%,岩石胶结疏松,泥质质量分数高。为解决此类高泥质注聚区油井低液低效的问题,研制了SUNP型聚合物解堵剂和LP型携砂酸体系。该体系主要成分为含有过氧化基的强氧化剂及复合酸体系,能够进行聚合物的降解及高泥质成分的溶解,建立起高导流能力的渗流层,达到地层渗流改善的目的,进而形成了一套经济有效的疏松砂岩油藏聚驱单元防砂提液关键技术。研究表明:SUNP型聚合物解堵剂降解率大于90%,降解效果好于目前常用的解堵剂;LP型携砂酸体系的酸蚀性能、流变性能和携砂性能等均能满足解堵、携砂、固砂功能要求。该技术在东部油田应用了7井次,结果表明,该解堵剂和携砂体系性能稳定,解聚效果明显,携砂能力强,提液幅度大,单井平均提液幅度大于30%,具有良好的提液增油效果。