酸蚀裂缝导流能力实验研究

酸压技术是储层增产改造的重要手段之一,而导流能力是影响酸压效果的重要因素,运用酸蚀裂缝导流能力实验仪,分析酸种类、酸用量、酸浓度、岩性等对导流能力的影响,得出:酸种类对酸蚀效果影响程度的大小顺序为:高温胶凝酸>自转向酸>变粘酸;变粘酸随着酸液用量的增加对岩板导流能力的影响越来越大;随变粘酸酸浓度的增加,导流能力增大,而导流能力保持率先增大后减小说明变粘酸的浓度存在最佳值;酸液对灰岩的腐蚀能力最强,白云岩较弱,碎屑岩最弱。     

低固相胶凝酸对川东北地区碳酸盐储层改造技术研究

酸化作业是川东北碳酸盐岩油气藏增产措施之一,目前常规的酸液体系在川东北深井高温条件下不能形成较长和具有一定支撑能力的酸蚀裂缝。文章考察了低固相胶凝酸液体系的适应性及酸压工艺的选择,实验表明低固相胶凝酸具有良好的热稳定性和缓速性能好;低固相胶凝酸酸液体系在川东北碳酸盐气藏条件下能形成较长和具有支撑能力的刻蚀裂缝;改变酸压工艺也能显著的提高其在油藏条件下的酸蚀裂缝导流能力,完全能够满足酸压施工要求,对川东北碳酸盐油田资源的开发具有现实意义。     

MX井深层白云岩储层非均匀酸化压裂技术

针对MX井深层白云岩储层酸液刻蚀裂缝导流能力不足的问题,设计了非均匀酸化压裂工艺,通过不同黏度、不同反应速度酸液的组合注入,在非均匀酸液分布和非均匀酸岩反应强度的双重作用下,可产生极强的不规则刻蚀。运用室内酸蚀裂缝导流能力评价技术,刻画了岩板刻蚀特征,测定了20~90 MPa闭合应力条件下的非均匀刻蚀裂缝导流能力。结果表明:交联酸+盐酸和交联酸+胶凝酸的交替刻蚀都在岩板上形成了明显的非均匀沟槽或坑洼,细长的酸蚀沟槽模式在高闭合应力下能提供较好的流动通道,大片的酸蚀坑洼模式在中低闭合应力下导流能力较高。MX井采用交联酸+胶凝酸二级交替刻蚀非均匀酸化压裂工艺,酸液黏度比为6.67,施工排量为5.5~6.0 m~3/min,压裂后初期日产油达到65 t/d。非均匀酸化压裂技术工艺简单,不额外增加措施成本,对于提高深层白云岩储层改造效果具有重要意义。     

酸蚀裂缝导流能力实验与酸压工艺技术优化

使用ＦＡＴＳＣ 实验模拟装置研究了酸用量、酸类型、岩性、岩石纹理、溶蚀量、温度、缝宽、注入速率和注入方式等因素对酸蚀导流能力的影响。结果表明：高闭合应力时,交联酸更有利于提高酸蚀裂缝导流能力;酸蚀导流能力受岩性和岩石纹理分布影响大,与岩石的酸溶解量线性关系较差;高温时酸蚀裂缝容易形成不连续、较深的点蚀坑,酸反应局部消耗多,降低酸蚀导流能力;交联酸与胶凝酸交替多级注入、闭合酸化等技术有利提高酸蚀导流能力。基于实验结果,对不同岩性碳酸盐岩提出针对性酸压工艺优化技术：纯灰岩使用交联酸酸压工艺、含泥灰岩使用交联酸与胶凝酸交替注入工艺、闭合酸化工艺。优化的酸压工艺技术现场应用后取得了很好的效果。     

元坝陆相气藏裂缝型致密砂岩储层酸压技术

元坝陆相致密砂岩储层具有低孔、低渗、非均质性强等特征,储层微裂缝发育,加砂压裂造缝困难而施工作业难度大、安全风险高、改造效果差。由于该气藏储层含钙质胶结物或钙屑,因此采用酸压技术是降低储层改造风险的有效措施之一,但常规土酸酸化也面临着酸液滤失大、腐蚀性强、酸蚀速度快、施工泵压高等问题。实验和现场应用试验表明,采用胶凝盐酸和胶凝土酸分别作为前置酸和主体酸进行"前置酸酸压+主体酸闭合酸化"施工能有效降低酸岩反应速度、酸液腐蚀程度、酸液滤失量、施工摩阻和施工泵压,进而降低施工作业难度,确保酸蚀裂缝的高导流能力,获得良好的增产效果,可实现元坝陆相裂缝性致密砂岩储层的有效改造。     

川东北地区碳酸盐岩储层深度酸压技术

川东北地区碳酸盐岩储层埋深大,致密化程度高,破裂压力高,地层温度高,施工摩阻高,微裂缝发育,酸压施工压力高、酸液滤失量大、酸蚀和酸岩反应速度快,酸蚀作用距离短,管柱腐蚀大,储层改造程度低,常规酸压改造增产效果差.大量现场应用试验表明,采用胶凝酸液和温控变粘酸液体系、“前置液+胶凝酸”及其多级交替注入和闭合酸压等深度酸压工艺能有效降低地层滤失,延缓酸蚀和酸岩反应速度,降低管柱腐蚀,增加酸蚀作用距离,显著提高酸蚀裂缝导流能力和天然气增产稳产效果.     

胶凝酸反应动力学试验研究

胶凝酸是目前酸化压裂技术中广泛应用的一种酸液体系,具有良好的缓速、降滤失、造缝、携砂与减阻性能,并能减轻二次伤害,在低渗透油气藏改造中,可有效提高酸的穿透距离和酸蚀裂缝的导流能力.介绍了胶凝酸反应动力学的试验方法及基本原理,开展了普通酸和胶凝酸与灰岩的反应动力学试验,得出不同条件下的酸岩反应动力学参数及反应动力学方程.从试验结果可以看出,在相同温度和酸液浓度条件下,普通酸的反应速度大于胶凝酸反应速度,普通酸的反应速度为胶凝酸的2～3倍;温度对酸岩反应速度的影响较大,在相同酸液浓度下,温度升高,酸岩反应速度增加,其中普通酸反应速度增加明显,胶凝酸增加缓慢.     

超深高温碳酸盐岩自生酸深穿透酸压工艺研究与应用

针对塔河油田超深、高温碳酸盐岩油藏酸压改造中,常用胶凝酸酸岩反应速度快、裂缝远端酸蚀导流能力低、无法实现深穿透改造的难题,研究形成了自生酸深穿透酸压工艺。该工艺由自生酸前置液酸压和胶凝酸闭合酸化构成,利用自生酸在高温条件下逐渐生成较高浓度盐酸的特性,对裂缝中远端岩石进行有效刻蚀,实现深穿透改造;低排量下采用普通胶凝酸闭合酸化,提高近井导流能力,实现提高裂缝整体导流能力的目的。现场在TH-1井成功开展了自生酸深穿透酸压工艺试验,增油效果良好,证明了自生酸酸压工艺在高温储层改造中的优越性。     

非均匀酸蚀裂缝表面三维酸液浓度计算方法

酸化压裂是碳酸盐岩储层重要的改造措施,酸蚀裂缝的长度和导流能力是酸化压裂方案优化的重点,研究酸液在裂缝表面的反应过程及浓度分布描述对提高酸化压裂模拟精确度具有重要的作用。文章通过酸蚀裂缝表面酸岩反应数学模型推算,建立了非均匀酸蚀裂缝表面酸浓度分布方程、裂缝表面变化方程、酸液漏失方程,并进行了数值求解,得到了裂缝内三维酸液浓度分布特征。通过室内CT扫描酸蚀岩板与模拟得到的裂缝酸蚀深度结果进行对比,两者匹配度良好,误差仅7.4%,验证了该模拟方法具有良好的适用性和准确性。对山西奥陶系马家沟组灰质白云岩储层进行酸蚀模拟计算,从结果可知酸岩反应及酸蚀蚓孔的漏失会大量消耗酸液,导致端部裂缝处酸液浓度低、溶蚀效果差、导流能力低。在酸压改造时,应综合考虑酸液浓度分布、有效酸蚀裂缝长度和导流能力,进行酸压参数的优化。     

高磨地区非均质储层转向酸导流能力研究

针对四川盆地高磨地区碳酸盐岩储层非均质性强、渗透率差异大的特点,分别从酸液含量、储层温度、注酸排量、酸液用量等方面开展了不同类型转向酸导流能力研究。实验结果表明:在相同条件下的高酸含量黏弹性转向酸体系刻蚀岩板形成的酸蚀裂缝导流能力高于低酸含量黏弹性转向酸体系的导流能力;随着酸液含量、储层温度、注酸排量及酸液用量的增加,酸蚀裂缝导流能力增大,但当酸的体积分数大于20%以后,转向酸酸蚀裂缝导流能力增加有限。研究的转向酸导流能力成果在高磨地区开展了现场应用,实现了气井的高导流能力,测试产气量达80.01×10⁴ m³/d。      

酸蚀缝长主控因素研究

酸化压裂的效果一般通过酸蚀裂缝的有效长度及裂缝的导流能力来进行评价,酸蚀缝长越长,能够沟通更远距离的储层。本文通过软件模拟分析计算不同地质及工程参数下酸蚀裂缝的有效长度,并通过数学分析方法求得各参数对酸蚀缝长影响程度的大小排序为:酸液用量,排量,孔隙度,密度,渗透率。得到酸蚀缝长的主控因素为酸液的用量。     

四川盆地震旦系灯影组储层改造实验与应用

为了提升四川盆地震旦系灯影组储层的改造效果,研究了高温下不同酸液的酸岩反应速率、高闭合压力下不同酸液及不同注入方式下酸蚀裂缝导流能力保持率、酸液穿透实验最低穿透时间、酸蚀裂缝形态特征数值化特征表述及暂堵球转向暂堵效果。在此基础上,提出了适合灯影组储层改造的主体酸液类型,以及适合不同储层类型的主体改造工艺,优化了施工参数。现场试验18口井,平均单井获得井口测试天然气产量45.482×10~4m~3/d。结论认为:①酸岩反应速率影响因素大小为酸液类型温度转速酸液浓度同离子效应,灯影组储层酸化要考虑酸液类型、转速(施工排量)的优化及工艺上降温措施;②采用自生酸+胶凝酸+转向酸注入顺序不但能实现深穿透,而且能同时获得较高的导流能力;③孔洞型储层采用高温胶凝酸改造,非均质性强的储层采用高温转向酸实现均匀改造,岩性致密、裂缝及孔洞均不发育的储层宜采用自生酸与主体酸交替注入造长缝改造;④除了少数裂缝发育储层外,主体工艺应以深度酸压为主;⑤解堵酸化施工排量应不低于3.5 m~3/min;⑥可溶解暂堵球转向酸化工艺技术能够调整酸液在各酸化层的注入量,以实现对非均质储层的均匀改造。     

大型岩板酸蚀裂缝导流能力及激光扫描物模试验

目前国内外对酸蚀裂缝导流能力的试验研究设备所用岩心尺寸过小,酸蚀距离有限,所得结果仅能反映近井地带酸液重复刻蚀的情况,对于预测酸蚀裂缝整体导流能力不够准确,无法考察酸液非均匀刻蚀对酸蚀裂缝导流能力的影响。针对这一情况,自主研制形成了模拟裂缝长度长达1 m的大型岩板酸蚀裂缝导流能力物模试验装置和大型岩板酸蚀表面粗糙度激光扫描测试仪,并形成了相应的试验技术。开展了不同酸液体系、酸液浓度、注酸排量和接触时间对酸蚀裂缝导流能力及岩板表面刻蚀形态影响的试验研究。试验结果表明:胶凝酸、变粘酸和转向酸3种酸液体系中,胶凝酸形成的导流能力最高;高质量分数酸液产生的导流能力在低闭合压力下较高,但随着闭合压力的升高比低质量分数酸液下降的速率更快;岩板表面刻蚀体积与酸蚀裂缝导流能力大小有较强相关性,整体上表现为刻蚀体积越大,导流能力越高。该项试验技术的形成对碳酸盐岩酸压设计的优化具有一定的指导意义。     

狮29斜井措施地质评价及深度酸压技术应用

狮29井储层处于狮子沟油田狮20井区构造油藏裂缝发育带，完井产能高，但因油水层间互，含水高，由于裸眼完井，措施处理对井筒的稳定性、改造的针对性要求高。该井近井地层采出程度高，酸压增产就必须形成足够长的高导流酸蚀裂缝，连通远井地层的裂缝系统和聚集空间。为了提高液体效率和油层处理强度，建议打水泥塞封堵下部产层，酸压上部主力油层，并通过技术方案的优化，采用胶凝酸与变粘酸交替注入酸压＋闭合酸化工艺，提高酸蚀裂缝长度与酸液穿透深度。而变粘酸具有低摩阻、低滤失、缓速性能，以及酸液的转向作用，增强了酸蚀裂缝的沟通能力。通过狮29斜井的现场实施与生产制度控制，增产倍比达到5，取得了较好的增产效果。     

泥灰岩致密油自转向酸体系

为解决束鹿凹陷泥灰岩致密油储层以往改造中面临施工压力高、改造距离短和导流能力低的难点,根据泥灰岩酸岩反应特征,优化了自转向酸体系配方,开展了转向酸体系黏度性能、流变性能及破胶性能评价。利用岩心流动实验方法,研究了酸液对裂缝网络的沟通作用,明确酸液体系与施工参数对酸蚀裂缝网络的影响。实验结果表明,自转向酸具有低伤害、易破胶和易均匀布酸的优点,残酸浓度降低到5%时黏度可达到96mPa²s;酸液能够实现侧向对天然裂缝的大幅度沟通,满足泥灰岩储层改造的要求。对比不同改造工艺下裂缝导流能力,形成一套适合泥灰岩储层的转向酸压与加砂压裂复合的体积改造模式,该技术在ST1H井等3口井15段中综合应用,稳定日产量是以往的10倍。      

地面交联酸酸蚀裂缝导流能力研究

酸蚀裂缝导流能力是影响酸压效果和评价酸液性能的重要指标。根据API行业标准,利用酸蚀裂缝导流装置室内开展了地面交联酸及其闭合酸化后裂缝导流能力的测试。结果表明,闭合压力40 MPa时地面交联酸的酸蚀裂缝导流能力为150 μm2·cm,55 MPa时依然在80 μm2·cm以上;地面交联酸酸压后经过闭合酸化,40 MPa下酸蚀裂缝导流能力为269 μm2·cm,较未闭合酸化前提高了1.7倍;酸岩反应后的溶蚀形态好,沟槽明显,深度多在0.5~4.5 mm,可承载高闭合压力和提高长期导流能力;同时,其导流能力值远高于5级普通酸和5级稠化酸,显示出更为优良的液体性能。     

高温碳酸盐岩酸化用胶凝酸体系研究

深井、超深井日益增多,常规的酸液体系缓速能力有限,不能形成较长且具有一定支撑能力的酸蚀裂缝,而伴随油田开发技术的深入,对酸液体系的性能也提出了更高的要求。通过自主合成具有增黏、耐温、抗盐等性能良好的胶凝酸分子,并合理筛选与其配伍的缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂,研制出高温碳酸盐岩酸化用胶凝酸体系,体系配方为:20%HCl+0.6%胶凝剂+4%BZGCY-S-HS缓蚀剂+2%BZGCY-S-03助排剂+2%BZGCY-S-04铁离子稳定剂(配方中百分数为质量分数,下同)。该体系达到了高温碳酸盐岩储层的酸压施工要求。     

多级注入闭合酸化工艺在克拉玛依油田的应用

多级注入闭合酸化工艺通过降低酸液的滤失、减缓酸岩反应速度和利用酸液的指进效应提高酸液有效作用距离,通过闭合酸化提高酸蚀裂缝导流能力,很适合酸溶成分较多的储层的增产.北403井和北404井目的层渗透率低,酸蚀矿物含量较高,适合多级注入闭合酸化工艺.施工时采用二级交替注入酸压工艺,以水基胍胶压裂液为前置液,采用胶凝盐酸作为主体酸.闭合酸采用普通盐酸.施工后,北404井初期产量接近100t/d,稳定产量15t/d,北403井稳定产量8t/d,两口井累计产油4730t,取得了良好的经济效益.     

碳酸盐岩储层多级交替酸压技术研究

为扩大酸液在碳酸盐岩储层压裂裂缝中的波及范围及作用距离,实现酸液对裂缝中岩面的非均匀刻蚀,提高酸蚀导流能力,提出了碳酸盐岩多级交替酸压技术。在分析多级交替酸压机理的基础上,采用压裂裂缝模拟软件,对前置液造缝阶段裂缝参数变化规律、造缝液体类型及交替注酸阶段交替注入参数进行了模拟优化,并进行了流态模拟与酸液腐蚀试验,优化了交替注入液体体系。模拟及试验结果表明:设计压裂缝长的70%是在裂缝快速增加阶段形成的,裂缝快速增加阶段可作为最佳的前置液造缝阶段,该阶段结束后即是多级交替注入酸液的最佳时机。多级交替泵注胶凝酸+压裂液及胶凝酸+交联酸段塞过程中,每级顶替液排量以阶梯递增方式注入、每级顶替液液量按递减方式注入、提高顶替液黏度和增加交替注入级数都有利于提高酸液在裂缝中的波及范围及均匀分布。研究结果可为碳酸盐岩储层的高效酸压提供理论依据。      

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。